PVA纤维、减缩剂和轻烧氧化镁对水工衬砌混凝土性能影响对比研究

依托于滇中引水工程,研究了掺入聚乙烯醇纤维(PVA纤维)、减缩剂和轻烧氧化镁对衬砌混凝土性能的影响。结果表明:掺入0.9 kg/m^(3)PVA纤维和1.5%减缩剂对混凝土坍落度影响不显著,掺入5%轻烧氧化镁后,混凝土拌和物坍落度下降了36.8%;掺入0.9 kg/m^(3)PVA纤维、1.5%减缩剂和5%轻烧氧化镁后,混凝土7 d、28 d龄期的抗压强度和劈拉强度差异不明显;掺入1.5%减缩剂和5%轻烧氧化镁对混凝土7 d、28 d龄期的极限拉伸值影响不显著,但掺入0.9 kg/m^(3)的PVA纤维后,混凝土28 d龄期的极限拉伸值提高了18×10-6;掺入0.9 kg/m^(3)的PVA纤维对混凝土120 d龄期内的干缩率影响不显著,掺入减缩剂和轻烧氧化镁后,混凝土120 d龄期的干缩率分别降低了100×10-6和33×10-6;掺入PVA纤维、减缩剂和轻烧氧化镁后,混凝土裂缝降低率分别为44.1%、31.9%和25.0%,可以有效减少裂缝的产生。

消泡剂与减缩剂对聚合物改性水泥砂浆干燥收缩和质量损失的影响

研究了单掺消泡剂、单掺减缩剂及二者复掺对聚合物改性水泥砂浆的干燥收缩率和质量损失率的影响。结果表明,单掺消泡剂时,砂浆的干燥收缩率与质量损失率均会降低,且降低幅度与掺量成正比;单掺减缩剂时,砂浆的干燥收缩率降低且降幅与掺量成正比,质量损失率整体降低,但随着掺量的增加,减缩剂对质量损失的抑制作用逐渐降低;二者复掺对砂浆的干燥收缩与质量损失的抑制作用大于各自单掺时,具有明显的协同效应。砂浆的质量损失率与干燥收缩率之间存在幂函数关系,曲线参数受外加剂种类及掺量影响。

聚醚型减缩剂延缓水泥水化的机理分析

减缩剂在抑制混凝土收缩上的应用十分广泛,但对水泥水化进程会产生阻碍,探究产生这种负面影响的原因具有一定的现实意义。聚醚型减缩剂是目前应用极为广泛的一类减缩剂,以此类减缩剂作为研究对象,通过测试水泥的水化热和水化程度、液体的表面张力、砂浆的抗压强度和凝结时间、浆体孔隙溶液中的离子浓度、硫酸盐的最大溶解度和溶解速度,探讨了聚醚型减缩剂延缓水泥水化进程的机理。结果表明:加入减缩剂会显著降低砂浆前期的力学性能和水泥的水化程度,但随着龄期的延长这种负面影响会逐渐减弱;减缩剂还会延长砂浆的凝结时间,降低水泥的水化热,孔隙溶液中氢氧根浓度和硫酸盐的最大溶解度、溶解速度降低是导致这一现象的原因;含有减缩剂的孔隙溶液、去离子水溶液的表面张力与减缩剂浓度呈双线性关系,拐点之后减缩剂浓度的增加对表面张力无明显作用;延迟掺入减缩剂可以降低其对水泥水化的不利影响,减少砂浆强度降幅。

减缩剂对水泥砂浆及超高性能混凝土收缩性能的影响

研究了不同掺量的减缩剂(SRA)对水泥砂浆塑性收缩开裂、水泥水化热、水泥砂浆毛细管负压的影响,以及SRA掺量(1%、3%、4%)对超高性能混凝土(UHPC)抗压强度和收缩性能的影响。结果表明:SRA可显著降低水泥砂浆的开裂面积、平均和最大裂缝宽度,当SRA掺量为4%时,缓解塑性收缩开裂的效果最佳,开裂面积、平均和最大裂缝宽度与基准组相比分别降低了52.1%、35.0%和48.4%;SRA通过延缓毛细管负压的发展,降低了水泥砂浆的塑性收缩开裂;随着SRA掺量的增加,UHPC的抗压强度提高越明显,UHPC的收缩显著降低;当减缩剂掺量为4%时,UHPC的28 d抗压强度达140.0 MPa,收缩率最低。

内养护集料、减缩剂与膨胀剂协同提升UHPC材料体积稳定性

研究了内养护集料、外掺减缩剂、减缩剂与内养护集料复合及减缩剂、内养护集料以及膨胀剂协同对超高性能混凝土(UHPC)工作性能、力学性能,尤其是体积稳性能的影响。结果表明:高钛重矿渣砂、外掺6%膨胀剂和外掺0.5%减缩剂能够显著提升UHPC体积稳定性,可以满足佛山市富龙西江特大桥的技术要求。此外,探明了4种方案对UHPC体积稳定性能的影响规律,并提出了UHPC体积稳定性能提升机理。

减缩剂对水泥砂浆塑性收缩开裂的影响及机理分析

研究了不同掺量的减缩剂对水泥砂浆塑性收缩开裂的影响,通过探究其对砂浆水分蒸发量、泌水量、水化热、表面张力和毛细管负压的影响,揭示其缓解水泥砂浆塑性收缩开裂机理。结果表明,当减缩剂掺量为4%时,缓解塑性收缩开裂效果最强,分别使开裂面积、平均和最大裂缝宽度减小52.1%、48.4%和35.0%;减缩剂明显降低水泥水化放热峰值并推迟其出现的时间,其延缓作用随着掺量的增加逐步增强。减缩剂的掺入使得砂浆水分蒸发量降低、泌水量增大,从而使毛细管负压诱导期延长;同时,降低了体系孔溶液表面张力,延缓毛细管负压的发展,缓解塑性收缩开裂。

减缩剂及膨胀剂的掺量对UHPC性能的影响

文中从超高性能混凝土(UHPC)的流动度、抗压强度和收缩率等方面,分析了不同掺量的减缩剂及双掺MgO对UHPC性能的影响。结果表明,双掺减缩剂和MgO对UHPC收缩抑制效果最好。当减缩剂的掺量为0.3%、MgO掺量为4.5%时,UHPC的120d自收缩抑制率和7 d抗压强度分别为50.63%及175MPa。

桥面铺装用掺有减缩剂的乳胶改性混凝土性能

胶乳改性混凝土(LMC)是一种聚合物改性混凝土。为减少其开裂并提高其耐久性以应用于桥面铺装,提出在LMC中添加不同掺量(1%、2%、3%、5%)的减缩剂,进行新拌混凝土性能试验、强度特性试验、耐久性试验、现场抗裂性能试验等,以验证其综合性能。试验结果表明:添加减缩剂可在不影响新拌LMC和易性的前提下,提高其耐久性和抗开裂性能,同时保证LMC具有良好的强度特性和抗开裂性能,适用于桥面铺装。推荐减缩剂的最佳掺量为3%。

国外减缩剂技术的发展与应用

本文详细总结了国外减缩剂的化学组成及掺减缩剂的混凝土物理性能、应用情况 。

两亲性低分子聚醚减缩剂减缩机理探索

低分子聚醚减缩剂是目前市场上应用最为广泛的一类减缩剂,但其减缩机理尚不明确。选用两亲性二乙二醇单丁醚作为减缩剂,与其分子结构不同但同为两亲性的二丙二醇作为对比样,探索两亲性低分子聚醚减缩机理。通过收缩性能实验表明,二乙二醇单丁醚减少干燥收缩与自收缩的能力明显优于二丙二醇,掺量为2%时,二乙二醇单丁醚与二丙二醇分别减少干燥收缩44.4%与19.2%,减少自收缩73.1%与23.8%。通过等离子光谱(ICP)、有机碳分析仪(TOC)探索了二丙二醇及二乙二醇单丁醚对水泥浆体孔溶液性能的影响,结果表明,减缩能力与减缩剂的分子结构密切相关。水泥水化基本完全后,两亲性二丙二醇与二乙二醇单丁醚不同程度地进入到水泥浆体孔溶液中,28d龄期时使孔溶液中K+含量分别降低13.8%和35.4%,Na+含量分别降低15.6%和39.6%,而孔溶液的表面张力也分别降低9.2%与46.2%。由此可见,两亲性减缩剂的减缩能力与其孔溶液中K+、Na+浓度成反比且会不同程度地降低孔溶液的表面张力,从而表现出不同的减缩能力。

膨胀剂和减缩剂对于高性能混凝土收缩开裂的影响

采用非接触测试技术和千分表相结合的测试方法,分阶段、全过程地对比研究了其应用于高性能混凝土的变形规律.采用板式开裂和圆环开裂的试验方法研究了2种减缩防裂途径对于收缩开裂的影响规律.并从水泥水化过程出发,探讨了这2种减缩技术途径对于高性能混凝土收缩变形的影响机制.试验结果表明:掺膨胀剂的混凝土在密封或者是养护充分的条件下有效的膨胀可以消除自收缩,但是继续在干燥的环境条件养护下其膨胀之后的收缩落差较不掺膨胀剂的混凝土更大;而减缩剂不能消除收缩,但是对于自收缩和干缩均具有明显的抑制作用.

减缩剂的作用及其机理

通过对减缩剂作用和机理的研究表明,减缩剂能较大幅度的降低干燥收缩和相对较小的提高塑性收缩抗裂能力,但在一定程度上降低了砂浆的力学性能。从塑性抗拉强度、表面水份蒸发率和孔结构三个角度对减缩剂的作用机理进行了试验分析,结果表明:减缩剂的加入能较显著的降低水溶液的表面张力,同时也降低了砂浆表面的塑性抗拉强度,增大了表面水份蒸发率,它对塑性收缩抗裂的效果取决于对塑性抗拉强度和毛细管收缩应力影响的权重;表面张力试验表明,减缩剂减小干缩的机理主要在于降低了孔溶液的表面张力;从对孔结构的分析表明,减缩剂掺入后增大了孔隙率,并增加了孔径>0.1μm的孔的含量,从而降低了掺减缩剂的砂浆力学性能。

减缩剂对水泥基材料早期水化及收缩变形性能的影响

采用非接触式电阻率测定仪和半绝热实验方法分别研究了减缩剂对常温和半绝热条件下的水泥浆体早期水化的电阻率和温升的影响,对比研究了减缩剂对水泥砂浆在干燥条件和常温水中养护时的线性长度变化与强度发展情况的影响,应用五路裂缝测定仪研究了减缩剂在水泥砂浆中的抗裂效果.结果表明:在常温条件下减缩剂会延缓水泥早期水化,而在半绝热条件下则会加速水泥早期水化;减缩剂主要提高干燥环境下的水泥砂浆的抗裂性能,降低其线性收缩值与强度增长,推迟其约束收缩初始开裂时间,而对水中养护的砂浆无补偿收缩效应,因此不利于控制热裂缝.分析表明,减缩剂在水泥基材料中应用时不仅具有物理作用,而且具有化学作用.

减缩剂在水泥基材料中的作用历程与机理研究

研究了2种减缩剂被水泥熟料、矿渣和粉煤灰等固体颗粒吸附的性质及其对水溶液和模拟水泥石孔隙溶液表面张力、蒸发速率的影响.结果表明:水泥熟料、矿渣和粉煤灰等固体颗粒对2种减缩剂的平均吸附率小于10%,有90%以上减缩剂溶于溶液中;2种减缩剂溶于水或模拟水泥石孔隙溶液中均能有效降低溶液的表面张力和蒸发速率.减缩剂的作用历程和机理为:溶解于水泥石孔隙溶液中的减缩剂能长期稳定地降低溶液的表面张力,从而减少因毛细孔失水所产生的收缩应力,此外还能在一定程度上降低溶液的蒸发速率,这两方面的共同作用抑制了水泥基材料的收缩.

聚羧酸减水剂与减缩剂的相容性研究

通过研究减缩剂对聚羧酸减水剂的塑化效果、聚羧酸减水剂对减缩剂的减缩效果以及两者同掺后对水泥基材料力学性能的影响来探讨两者的相容性.结果表明:两者在水泥基材料中的相容性良好,减缩剂对聚羧酸减水剂的塑化效果有一定提高作用,原因是减缩剂的加入会略微降低掺有聚羧酸减水剂的水泥颗粒表面的zeta电位,并且使聚羧酸的PEO支链得到伸展;聚羧酸减水剂对减缩剂的减缩效果有明显的增强作用,并且可以降低减缩剂对水泥基材料力学性能所产生的负面影响.

减缩剂与减水剂的相容性研究

研究了两种减缩剂与四种减水剂复合后对溶液表面张力、混凝土坍落度、混凝土强度、混凝土自由收缩和砂浆收缩的相容性问题.试验结果表明,两种自身表面张力相近的减缩剂对蒸馏水和减水剂溶液表面张力的作用差异较大,但对砂浆和混凝土的减缩率几乎相同,收缩规律的影响相似,说明表面张力并不是减缩率的惟一决定因素.就减缩率而言,减缩剂与减水剂的相容性是较好的,而对强度的相容性相对较差,其作用机理与减水剂分子的支链数及负离子基团数有关.

掺合料与减缩剂对混凝土早期收缩的影响

目的研究减水剂、矿粉、粉煤灰和减缩剂对混凝土早期收缩的影响及其作用机理,以期降低混凝土早期收缩和控制早期收缩裂缝.方法采用自行设计的混凝土早期收缩测试装置,用位移传感器测量从初凝开始的早期收缩,试验研究了12组不同配合比的混凝土早期收缩.结果单掺减水剂使混凝土早期收缩增大4倍左右.掺减水剂并保住水胶比不变时,粉煤灰和矿粉等量取代水泥10%～50%,混凝土早期收缩率分别下降8%～20%和5%～15%.减缩剂使混凝土早期收缩减小45%以上.结论减水剂极大地增加混凝土早期收缩.粉煤灰和矿粉等量取代水泥,均能降低混凝土早期收缩.减缩剂与减水剂、矿粉和粉煤灰相容性好,并能有效减小早期收缩,是控制混凝土早期收缩裂缝的有效措施之一.

减缩剂在水泥稳定碎石基层中的应用

通过对水泥稳定碎石基层掺加减缩剂的试验研究,分析了减缩剂对水泥稳定碎石材料收缩性能及力学性能的影响.试验结果显示,采用减缩剂效果明显,显著降低基层材料的早期收缩量,同时对抗压强度、抗拉强度与弹性模量影响不大;采取同时掺加减水剂和减缩剂的方法可进一步改善基层材料的综合性能.研究结果表明,采用减缩剂控制水泥稳定碎石基层反射裂缝是一种可供选择的方法.

新型混凝土减缩剂的研究(Ⅱ)—混凝土试验

将能够显著降低水泥胶砂自收缩率的减缩剂应用于高强混凝土 ,考察其对混凝土工作性、强度和自收缩率等性能的影响 ,结果证实该种减水剂同样能够有效地改善高强混凝土的自收缩率 ,显著提高抗开裂能力 ,对混凝土早期强度无不良影响 ,但会轻微降低混凝土 2 8d抗压强度 ,综合考虑各项因素 ,认为该种减缩剂适用于实际工程应用。

高性能混凝土减缩剂的研究和应用

收缩变形是导致混凝土结构非荷载裂缝产生的关键因素,泵送施工、高强混凝土、高效减水剂和超细掺合料的应用,使得混凝土的裂缝问题越来越严重。使用减缩剂是最有效、直接的防裂措施之一。介绍ZDD-A减缩剂掺量对水泥净浆、砂浆和混凝土收缩及强度的影响。试验结果表明,其合理掺量为1.2%～1.8%。当掺量为1.8%时,可分别降低28d水泥净浆、砂浆和混凝土的收缩率58%、38%和43%左右;砂浆和混凝土的早期(1～3d)减缩率更大;后期减缩率虽有下降,但绝对减缩值仍然增大。砂浆和混凝土90d的收缩减小量分别可达520μm/m和270μm/m左右。