王香港 沈 焱 周建軍(蘇州市興邦化學建材有限公司,江蘇 蘇州215155)
混凝土行業(yè)的快速發(fā)展,對混凝土中所使用的外加劑有了更高的要求,特別是減水劑的性能。聚羧酸高性能減水劑最新一代減水劑,其高減水率、良好的分散性能和保塑性,使其能快速擴大應用領域,逐漸取代萘系、蜜胺等高效減水劑。但是,聚羧酸減水劑由于分子結構的特性,使得在混凝土拌合時引入較多氣泡,大小不均勻,影響混凝土的質(zhì)量。必須通過添加消泡劑改善混凝土的和易性能來滿足生產(chǎn)需求[1]。
一般來說,泡沫是氣體在液體中的粗分散體,屬于氣-液非均相體。體積密度接近氣體而不接近液體的氣-液分散體。
消泡劑從作用理論上來說分為抑泡和破泡。抑泡是抑制液體中泡沫的產(chǎn)生,而破泡指的是破壞已經(jīng)形成的氣泡,相對來講,抑制泡沫的產(chǎn)生比破壞泡沫的 產(chǎn)生更有意義,也更為持久[2]。
消泡劑的種類有很多,有機硅氧烷、聚醚、改性聚醚、含胺、亞胺和酰胺等。與聚羧酸減水劑復配要求,消泡劑與減水劑的相容性好、對減水劑減水率的影響小、混凝土的和易性等。
本次試驗選擇常用的有機硅和改性聚醚兩種消泡劑進行對比。其型號分別為KD-01和EY-18。有機硅消泡劑外觀無色透明,較粘稠,在水中分散均勻性較差;改性聚醚為白色乳狀液體,本身帶有一定的載體,分散均勻性較好[3]。
水泥:海螺PO 42.5,海螺PⅡ52.5
砂:河砂,細度模數(shù)2.7,含泥量0.4%;
碎石:5~25mm連續(xù)級配,含泥量0.3%,壓碎值8.7%;
水:自來水
減水劑:蘇州市興邦化學建材有限公司聚羧酸高性能減水劑。
HJW-60型混凝土臥式攪拌機,無錫市錫威儀器機械廠;
LC-615A型日本三洋混凝土含氣量測定儀,上海勞瑞儀器設備有限公司;
NJ-160A水泥凈漿攪拌機,無錫市錫威儀器機械廠。
GBT50080-2002《普通混凝土拌合物試驗方法標準》;
GB8076-1997《混凝土外加劑》;
GB8076-2008《混凝土外加劑》。
3.1.1 消泡劑與減水劑的相容性
采用20%的減水劑進行相容性試驗,試驗結果見表1。
表1 消泡劑相容性對比表
從表1可以看出,KD-01與聚羧酸的相溶性較差,停止攪拌后,靜置約12小時,有油狀物質(zhì)漂浮。EY-18稍好,混合后有微小顆粒存在,應該是消泡劑中所使用的載體。從相溶效果上來講,EY-18較好。
3.1.2 水泥凈漿對比
采用300g水泥,87g水,添加減水劑,對比凈漿流動度。試驗結果見表2。
表2 不同消泡劑凈漿流動度對比
從表2和圖1,可以知道,消泡劑能夠改善水泥凈漿的表觀,表面氣泡減少,流動度值減小,說明消泡劑的添加影響減水劑的分散性能,隨摻量的增加,減水率隨之降低。要進一步確定該結論,還需通過混凝土試驗確定。
圖1 消泡劑對水泥凈漿流動度的影響
3.1.3 消泡劑對混凝土性能的影響
消泡劑可以降低混凝土中的含氣量,改善混凝土的和易性、提高強度,使預制品外觀無明顯氣孔,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
兩種消泡劑不是同一種類,相溶性能和消泡效果也有所區(qū)別,價格也存在較大的差異。從表3、圖2和圖3來看,兩種消泡劑隨摻量的增加都會降低減水劑的減水率,降低趨勢也很接近;消泡效果卻有所不同,KD-01消泡效果比較好,0.05%的摻量含氣量就可以降低至1.9%,而EY-18以0.2%摻量僅能降至2.1%,說明有機硅消泡效果比改性聚醚型消泡效果明顯。另外,從各齡期強度來判斷,都有不同程度的增長。
圖2 消泡劑摻量對減水率的影響
圖3 消泡劑種類、摻量的變化趨勢
表3 消泡劑對混凝土性能的影響
目前,許多水泥預制品廠在使用聚羧酸減水劑,但其產(chǎn)品總是不盡如人意,其中最主要的一個就是外觀質(zhì)量問題,有氣孔、蜂窩、麻面[4]。其解決辦法就是降低減水劑的含氣量,提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量。
表4對比出兩種消泡劑在預制混凝土中的使用效果,從試驗結果來看,EY-18能達到較好的試驗結果,含氣量低于2.0%,強度較KD-01高,外觀光滑,氣孔少。
表4 消泡劑在預制混凝土中的應用
1)通過試驗對比、分析,有機硅型消泡劑與聚羧酸減水劑的相溶效果較差,不能形成比較穩(wěn)定的產(chǎn)品,而改性聚醚效果較好;
2)消泡劑對聚羧酸的減水率有一定的影響,隨摻量的增加會降低減水率,嚴重時出現(xiàn)泌水、扒底,使混凝土和易性變差;
3)預制混凝土使用EY-18,混凝土和易性較好,蒸養(yǎng)強度和后期增長都比KD-01高。
[1]賀奎,等.消泡劑在聚羧酸鹽減水劑復配中的應用研究.紀念中國混凝土外加劑協(xié)會成立20周年論文集.2006,35-39.
[2]龐強特. 混凝土制品工藝[M]. 武漢工業(yè)大學出版社,1988,12-18.
[3]白浩,等.高效乳液消泡劑的研制[J].應用化工,2008,37(8):967-969.
[4]張雄.建筑功能外加劑[M].北京:化學工業(yè)出版社.2003,126-129