减缩剂性能评价方法中的几个问题探讨

论文在现有研究结果和部分验证试验的基础上,对评价减缩剂性能涉及的试件制作时砂浆的胶砂比与用水量、试件测试初始长度的时间确定与龄期的计算、减缩剂对砂浆(混凝土)早期收缩减少的测定、快速评价减缩剂的性能进行了分析、讨论.建议在减缩剂性能评价时,制备砂浆时灰砂比采用1∶3,用水量根据砂浆流动度达到(180±5)mm决定;试件收缩初始长度以拆模时试件的长度为准,增加从成型开始就采用非接触法测试前3d的早期收缩;并提出增设减缩剂对降低饱和Ca(OH)2溶液表面张力降低率这一新指标快速判断减缩剂的性能.     

减缩剂外涂对混凝土性能的影响及作用机理

内掺减缩剂可有效降低混凝土收缩,但存在掺量大和影响混凝士强度发展等诸多问题.研究了减缩剂外涂对混凝土力学性能、收缩抗裂性能、孔结构和水化产物的影响.结果表明:减缩剂外涂混凝士的减缩效果明显;减缩剂外涂对混凝土和胶砂强度有一定的提高作用;与基准混凝土相比,减缩剂外涂可明显降低水泥石总孔隙率和孔径小于100nm毛细孔的数量;外涂减缩剂作用区域中的水泥水化产物更趋于丰富.     

减缩剂外涂对水泥基材料性能的影响

对比研究了减缩剂内掺和外涂对砂浆收缩、抗裂及力学性能的影响.结果表明:减缩剂外涂对砂浆试件有比较明显的减缩效果;减缩剂外涂的溶液浓度越高,减缩效果越好,适宜浓度为50%:相比内掺,减缩剂外涂可提高砂浆的抗折强度和抗压强度,提高砂浆抗裂性能,开裂面积下降了35%;减缩剂外涂增加水泥石中C-S-H凝胶及钙矾石的生成量,减少了水泥石中20～50nm毛细孔的数量.     

掺减缩剂水泥浆体水化产物生成的定量计算

作为一种新型的化学外加剂,减缩剂通过降低水泥石孔溶液的表面张力,明显改善了水泥基材料的自收缩、塑性收缩及干缩,但其对水泥浆体水泥水化进程及水化产物生成的影响却缺少相应机理的研究.本研究以DSC-TG的测试结果为主要评价指标,结合扫描电镜下微观形貌分析,对不同养护条件下减缩剂对氢氧化钙及总化学结合水的量进行了计算,阐明了减缩剂对水泥浆体初始结构形成及不同养护条件下水泥结构发展的影响.     

硫铝酸盐基促强减缩剂对水泥性能的影响

分别研究了随硫铝酸盐基促强减缩剂(SP-SRA)掺量变化,P·Ⅰ和P·O两种水泥的标准稠度用水量、凝结时间、28 d干空收缩以及胶砂强度的变化规律,分析了不同掺量的SP-SRA对P·Ⅰ水泥水化热、水化产物物相和微观形貌的影响。结果表明:随SP-SRA掺量的增加,两种水泥的初凝、终凝时间明显缩短,28 d干空收缩减少,各龄期抗折、抗压强度增大;早期水化放热速率随SP-SRA掺量的增加而增大,XRD和DSC分析表明SP-SRA使钙矾石含量明显增多,MIP分析结果显示随水化的进行,掺SP-SRA的水泥浆体小孔数量逐渐增多,说明钙矾石等水化产物填充了水泥石毛细孔,使得大孔数量减少,小孔数量增加,水泥石更加密实,强度增大,并且钙矾石的膨胀性抵消了部分收缩,使得掺SP-SRA的水泥干空收缩减小。     

混凝土减缩剂的研究与发展

简单概述了混凝土的开裂问题和收缩机理,主要总结了混凝土减缩剂的国内外研究进展,其中对于减缩剂的化学结构、组成和掺量等作了详细描述。     

减缩剂对水泥石体积稳定性的影响及其机理

针对水泥混凝土结构在服役期间经历干旱、降雨等自然现象的交替作用所产生的体积变化,选择在温度、湿度交变[35℃,相对湿度(relative humidity)Rh=30%;20℃,Rh=100%]试验条件下评价减缩剂对水泥石体积稳定性的影响,并采用核磁共振和压汞仪分析其机理。结果表明:减缩剂通过提高水泥石在温度、湿度交变环境的水化程度、增大水化硅酸钙凝胶的聚合程度,同时降低水泥石的可逆、不可逆收缩及最大长度变化,减小在严酷干燥条件的干缩值及潮湿环境的湿胀值,提高在恶劣自然环境保持较高体积稳定性的能力。     

水泥基材料复配减缩剂的减缩作用

研究了二元醇醚类减缩剂(SRA-1)和硅氧烷类减缩剂(SRA-2)复配对减缩效果的影响.结果表明:复配型减缩剂的减缩效果比单一型的更好.在此基础上对复配型减缩剂体系进行优化和乳化改性.SRA-1与SRA-2的最优质量比为7:3且乳化剂为吐温系列时改性效果较好.改性后减缩剂的自收缩减缩率提高了10%～30%.减缩剂对水泥砂浆的抗折强度影响不明显,但对抗压强度有一定的影响,当复配减缩剂的掺量(质量分数)为1%～3%时,水泥砂浆的抗压强度3d时增加了约10%,而28d时最大下降了9%左右.     

减缩剂与减水剂在水泥及掺合料固体颗粒表面吸附性比较

减缩剂是一种可显著降低水泥基材料收缩的新型化学外加剂,现有研究主要集中在其对水泥基材料宏观性能的影响等方面,而对减缩剂在胶凝材料-水界面的吸附特性鲜有报道,减缩剂在水泥基材料中的存在状态还未被完全认知.以两种类型的聚羧酸减水剂作为对比,对两种减缩剂在水泥、矿渣及粉煤灰颗粒上的吸附进行研究.结果显示减缩剂和减水剂在固体颗粒表面上的吸附量差异很大,减缩剂在固体颗粒表面的吸附量不足减水剂的1/8,说明减缩剂在水泥浆体中主要是溶解在溶液中的;红外光谱测试结果表明减缩剂与减水剂的主要宫能团基本一致,可以认为减缩剂与减水剂在固体颗粒上的吸附与二者所含的官能团类型关系不大,主要原因可能来自其分子结构或链组成上的差异.     

混凝土减缩剂的研究现状与发展前景

介绍了混凝土减缩剂的发展历程和作用机理,阐述了减缩剂的品种和特点,并就减缩剂对混凝土和砂浆性能的影响规律进行了分析,最后还展望了减缩剂的发展前景。     

减缩剂对水泥基材料水化和孔结构的影响

通过对水泥净浆水化放热量、Ca(OH)2的含量和化学结合水量及水泥砂浆的孔结构的测定,研究减缩剂对水泥基材料水化和孔结构的影响.结果表明:减缩剂会延缓水泥的水化,且随着龄期的发展,延缓作用渐弱.具体表现为减缩剂会降低水泥水化放热的峰值,延迟峰值出现的时间,减小水化放热量;减缩剂能够减小水泥净浆的化学结合水量;龄期为3d时,掺减缩剂的净浆中Ca(OH)2的含量明显低于空白样的,28d时与空白样的相当;减缩剂能够减小水泥砂浆中多害孔和有害孔的孔体积,增加无害孔的孔体积.另外还对减缩剂在水泥基材料中存在的形态提出设想.     

减缩剂对高性能砼收缩开裂性能影响的研究

本文设计了干燥收缩、自收缩、平板约束、抗氯离子渗透性以及极限拉应变等5种试验方法来考核减缩剂对高性能混凝土收缩开裂性能的影响.研究结果表明:减缩剂能够改善高性能混凝土的工作性、对混凝土的力学性能无负作用、能够有效的提高混凝土的抗裂性能.     

混凝土减缩剂(SRA)的作用机理

混凝土中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;混凝土干燥收缩主要是胶凝材料中含有多余水量蒸发的结果。本文简述了减缩剂的作用机理。     

硅灰和减缩剂对混凝土自收缩和孔隙的影响

硅灰和低水胶比会降低混凝土总孔隙率,但增加了混凝土自收缩,使其产生微裂纹。本文研究了掺入硅灰和减缩剂(SRA)对不同水胶比的混凝土自收缩和微观、宏观尺度孔径分布的影响。结果表明：掺入10%(体积分数)的硅灰会使混凝土自收缩增加27.3%～28.8%;而加入减缩剂使混凝土自收缩降低68.0%～85.1%,且对含有硅灰的混凝土样品降幅更大。此外,掺入硅灰和减缩剂可以使混凝土总孔隙率分别降低5.1%～6.0%和35.9%～39.7%,但硅灰会增大混凝土100 nm以下孔隙和100μm以上孔隙的体积占比,而减缩剂对这两类孔隙的体积则会起相反作用。同时,自收缩与100μm以上孔隙体积分数呈明显正相关关系。     

减缩剂预饱和轻骨料对水泥砂浆自收缩的影响及机理

使用内养护(IC)和减缩剂(SRA)是两种可有效降低水泥基材料自收缩的方法,但两者单独采用时存在明显不足.试验研究了减缩剂预饱和的轻骨料对水泥砂浆自收缩、强度、水化程度以及骨料一水泥石基体界面过渡区域的影响.结果表明:由于减缩剂降低溶液表面张力并增加溶液黏度,减缩剂溶液相比水从轻骨料中释放速率明显降低;与直接内掺减缩剂...     

膨胀剂和减缩剂对预制箱梁混凝土的防裂效果研究

测试C50箱梁混凝土的力学、抗裂、变形、热学性能,采用B4Cast软件仿真分析构件混凝土的温度、应力发展规律和开裂趋势,并研究膨胀剂、减缩剂对箱梁混凝土的防裂效果。结果表明:C50箱梁混凝土抗裂性较差,早期平板总开裂面积达310 mm²/m²,圆环开裂时间约为52 h;箱梁混凝土与外部环境最大温差为16~18 ℃,在翼板两侧和底板两侧拐角处混凝土表层拉应力达到最大,分别约为0.8 MPa、0.9 MPa。膨胀剂、减缩剂对C50混凝土拌合物工作性、力学性能、热学性能影响不大,仅单掺减缩剂会使混凝土力学性能略有降低。膨胀剂、减缩剂的掺入,可降低C50混凝土平板总开裂面积68%~95%,延后圆环开裂时间105.5~227.5 h;可使自生体积收缩变形减小63%~78%,干缩减小38%。膨胀剂与减缩剂复掺,可削减箱梁混凝土温峰达4 ℃,降低最大拉应力52%,混凝土抗裂安全系数可达3.05,开裂风险明显下降。     

高性能聚羧酸混凝土减缩材料的合成与表征

以活性单体二甘醇单丁醚马来酸酐单酯(MBDEGMA)、聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(MPEGAA)、丙烯磺酸钠(SAS)与丙烯酸(AA)为主要原料,在水体系中通过共聚,制备了一种高性能聚羧酸混凝土减缩材料(SRA-PC).通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H NMR)和高效凝胶色谱仪(GPC)测试,表征了高性能聚羧酸混凝土减缩材料(SRA-PC)的分子结构和相对分子质量及其分布.测定了添加0.20％(固含量)高性能聚羧酸混凝土减缩材料(SRA-PC)混凝土的减缩性能及其他各项性能.结果表明:当质均相对分子质量和数均相对分子质量分别为29000g·mol-和21000 g·mol-1左右时,高性能聚羧酸混凝土减缩材料(SRA-PC)不仅具有优异的减缩性能,而且还具有良好的其他性能.当添加量为0.20％(固含量)时,混凝土28 d的减缩率为39％,减水率为35.7％,60 min后坍落度几乎无损失,抗压强度比空白混凝土提高了16.7％,实现了高效化和多功能化.     

硫铝酸盐基促强减缩剂与硫铝酸盐水泥对比分析

将硫铝酸盐基促强减缩剂(SP-SRA)掺入到基准水泥中,并且按一定的比例设计了硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥的配合比,对宏观性能、水化过程、微观产物进行了对比分析.结果表明:掺SP-SRA的水泥各个龄期抗压抗折强度均高于硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥三元体系;掺SP-SRA的水泥早期水化放热速率大于硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥三元体系;XRD结果表明,掺SP-SRA的水泥水化生成的AFt(三硫型水化硫铝酸钙即钙矾石)含量多于三元体系生成的AFt,钙矾石的微膨胀性使得水泥石结构更加致密,有利于提高水泥石的强度,硫铝酸盐熟料-硬石膏-基准水泥体系有明显的AFm(单硫型水化硫铝酸钙)生成,即部分AFt转化成AFm.     

减缩剂改性新老混凝土修补界面层的细观结构与粘结强度

针对既有界面剂在新老混凝土修补中的缺点,以国产减缩剂对水泥砂浆界面剂进行改性,配制不同界面剂,分别对花岗岩石板和老砂浆界面进行修补,测试粘结强度,并观察细观结构。对比试验表明,减缩剂可有效改善界面层的宏观性能与细观结构,界面粘结强度显著提高。     

分子动力学理论研究初始缺陷对水泥基材料性能的影响

采用反应力场的分子动力学方法研究了初始缺陷对水泥基材料性能的影响.通过径向分布函数、偶极矩分布、氢键、均方位移、时间相关函数、应力应变曲线表征了水化硅酸钙(C-S-H)初始缺陷在干燥和饱和状态下的结构性质、动力学特性和力学性能.模拟结果表明:与干燥状态相比,饱和状态下钙周围的配位氧原子更多,受到的约束也更多,运动能力下降;在饱和状态下,初始缺陷内的水不仅自身会形成氢键,也会与C-S-H基体形成氢键;在力学性能方面,初始缺陷的存在会导致C-S-H的抗拉强度、弹性模量大幅度减少,而初始缺陷充满水的饱和状态会略微提高C-S-H的抗拉强度、弹性模量.