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聚羧酸高性能减水剂在商品混凝土中应用

2005/02/24

......

    聚羧酸类减水剂因具有掺量小,减水率高,坍落度保持久和无毒不污染等优点而在国外迅速发展,如在日本,聚羧酸类高性能减水剂已代替萘系和三聚氰胺,成为配制中、高标号混凝土的主导材料。

    上海市建筑科学研究院研制生产的LEX-9系列聚羧酸高性能减水剂是我国首家成功生产并大批量用于实际工程的聚羧酸减水剂,LEX-9P是适用于泵送混凝土的型号。上海嘉宝混凝土有限公司从2001年初起协助建科院开展工程试点。产品投产后,先后在逸仙路高架、地铁车站、外环高架、嘉定区固体废物处置中心等重大工程中约2万立方米混凝土中应用了LEX—9P减水剂,取得了良好的技术经济效果。现将公司开展的试验研究结果和使用效果介绍如下:

一、试验及结果

 1、试验用材料

以下试验中除有特别说明的外,均采用以下材料:

   (1)水泥:上海宝山水泥厂产海豹牌P.O42.5水泥;

   (2)矿粉:上海宝田新型建材公司S95矿渣微粉;

   (3)粉煤灰:宝钢综合开发公司Ⅱ级磨细(低钙)灰;

   (4)LEX—9P:上海建研建材科技有限公司生产聚羧酸高性能减水剂。

 2、LEX—9P均质性试验结果

   (1)外观:茶色清澈有油质感水溶液,无沉淀;

   (2)密度:1.065;

   (3)PH:9.5;

   (4)固体含量:20%左右;

   (5)Cl-:<0.01;

   (6)总碱含量:0.196%。

3、净浆流动度试验(与其他减水剂比较)结果

   按照“混凝土外加剂匀质性试验方法”(GB/T8077-87)规定方法,测得LEX—9P净浆流动度以及1小时保留值如下表。

表1. 净浆流动度试验结果

减水剂品种

掺量(%)

流动度(mm)

1小时损失率(%)

5min

60min

LEX-9P

0.6

142

120

15

LEX-9P

0.8

162

140

13

LEX-9P

1.0

243

228

6

LEX-9P

1.1

270

245

9

 

0.9

88

73

17

高效泵送剂

1.6

180

144

20

4、LEX-9P在商品混凝土中掺量

表2.LEX-9P在商品混凝土中掺量

LEX—9P

掺量(%)

混凝土配比(kg/m3

坍落度(mm)

抗压强度(MPa)

水泥

砂+石屑

碎石

粉煤灰

出机

1小时

R1*

R3

R28

0.65

185

287

812

1058

82

160

110

0.7

17.7

42.5

0.85

180

287

812

1058

82

150

110

0.8

19.0

45.3

0.95

180

287

812

1058

82

170

120

1.3

20.4

45.9

1.05

180

287

812

1058

82

210

160

1.0

20.9

46.6

*1天室外养护环境温度3-5℃。

5、LEX-9P对掺矿粉混凝土作用

 

表3.矿粉混凝土试验

减水剂

配合比(kg.m3

坍落度(mm0

强度(MPa)

水泥

矿粉

粉煤灰

砂+石屑

碎石

起始

1小时

R3

R28

LEX-9P

0.8%

180

170

104/30

69

795

1075

160

100

11.6

42.1

180

153

121/35

69

783

1075

170

100

11.2

42.1

180

135

139/40

69

782

1075

175

120

10.0

36.4

萘系高效泵送剂1.2%

185

180

106/30

71

790

1070

145

100

12.6

42.8

185

163

123/35

71

788

1070

180

130

11.2

43.1

185

145

141/40

71

787

1070

185

140

11.2

45.6

以上结果用图示意:

 

6、用LEX-9P配制高强混凝土

 

4.用复合粉煤灰配制高强混凝土

设计标号

水泥

复合灰*

LEX-9P

坍落度

抗压强度(MPa)

R3

R7

R28

C50

165

330

120

4.0

707

1075

200

20.2

47.8

62.3

C60

152

350

120

4.7

704

1064

220

23.6

53.8

72.1

C70

150

400

120

5.2

698

1054

225

30.4

66.1

82.7

C80

156

450

120

6.3

671

1025

230

39.9

88.2

98.8

*复合灰中高钙灰:低钙灰=4:6,45μ筛余=14.0%,需水比=0.96。

5.矿粉、粉煤灰复合配制高标号混凝土

设计

标号

水泥*

矿粉

粉煤灰

LEX-9P

坍落度

抗压强度(MPa)

R3

R7

R28

C50

170

280

140

90

4.1

665

1070

165

30.0

50.6

62.1

C60

168

330

120

90

4.3

643

1050

175

38.6

60.8

79.8

C70

168

380

120

90

5.0

345

1035

180

41.6

72.1

81.9

C80

165

400

100

80

5.8

640

1010

195

57.3

78.4

90.5

*试验用水泥为海螺普硅,老标号525R。

二、试验结果分析和应用体会

1、聚羧酸减水剂LEX—9P掺量很小,减水率很高,坍落度保持性很好。在商品砼中,最佳掺量为胶凝材料重量之0.7—1.1%。

2、LEX-9P减水剂特别是使用掺矿粉或粉煤灰的混凝土,当矿粉取代40%水泥时,掺LEX-9P的砼强度继续增长,而掺其他减水剂的砼强度开始下降。

3、用LEX—9P配制C50—C80高标号混凝土时,由于减水率高,水泥用量相对用其他减水剂时少10%以上,因此,用LEX-9P生产高标号混凝土时,水泥、减水剂用量选择余地比较富裕。

4、掺LEX—9P减水剂的混凝土坍落度损失小,物料粘性较小,几乎无泌水,和易性好,易于泵送,尤其在粉煤灰等掺合料比例较高时,效果更好。

5、在采用石屑代砂的混凝土中,掺LEX-9P能弥补石屑引起的需水增多,石屑代砂配制C50、C60级混凝土已宝嘉混凝土公司生产用于工程。

 

三、造价分析

聚羧酸减水剂单价高于现有萘系减水剂,但是,由于这种减水剂掺量低、减水率高,能降低水泥用量或提高粉煤灰、矿渣在胶凝材料中的比例,因此,在生产C40以上混凝土时,可以不增加或节省造价,混凝土标号越高,节省越多。下表是C40—C60混凝土的造价分析,其中砂、石、水的造价变化微小,不计在内。

6.LEX-9P混凝土造价分析

砼等级

减水剂类型

有关成分用量/造价(元/m3*

差价(元/m3

水泥

粉煤灰

减水剂

小计

C40

高效泵送

370/114.70

80/6.40

5.4/16.20

137.30

-8.10

LEX-9P

320/99.20

100/8.00

3.3/22.00

129.20

C50

高效泵送

420/130.20

80/6.40

6.0/18.00

154.60

-11.40

LEX-9P

350/108.50

100/8.00

4.0/26.70

143.20

C60

高效泵送

460/142.60

80/6.40

7.0/21.00

170.00

-16.30

LEX-9P

370/114.70

100/8.00

4.7/31.00

153.70

*上表中各材料单价为:水泥—310元/吨、粉煤灰—80元/吨、高效泵送剂—3000元/吨、LEX—9P6600元/吨。

 

四、工程实例

1、外环线C50早强混凝土,施工要求7天强度达到50MPa。在使用LEX—9P之前,曾采用FDN高效减水剂或在此基础上再加2%左右早强剂等措施,但R7或R28保证率不够。采用LEX—9P(1.0%)后,水泥仅用300kg/m3左右,加上一部分矿渣粉和粉煤灰,使用R7全部满足工程要求,R28富裕较大。项目共节省水泥200余吨。

2、嘉定区固体废弃物处理中心项目,时值2001年最高温,运距35公里,掺LEX—9P后2小时坍落度几乎无损失,在保持成本不增加的前提下,圆满完成任务。

3、2002年初,曾有若干天最低温度低于0℃,由于LEX—9P能满足抗冻剂(-10℃)各项指标,用于生产防冻混凝土,成本远低于掺其他防冻剂,而且不增加掺加防冻剂的人工费,在这一时段里,累计节资10万元以上。

五、结论

通过一年来试验和应用LEX—9P聚羧酸减水剂,我们体会到这是一种性能优于现有减水剂的新产品。它具备水泥适应性好,坍落度损失小,可泵性及和易性好、水泥用量低。早期强度高、收缩变形小并兼有防冻作用等一系列优势。只要充分了解产品性能做好配合试验,不仅能解决工程的疑难问题,而且在成本上有一定优势,LEX—9P聚羧酸是生产高性能混凝土的首选产品。

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2020-02-27 01:31:49
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