摘要：采用將消泡劑和引氣劑與聚羧酸鹽減水劑進行復配的方法，研究了“先消后引”技術對水泥凈漿\混凝土性能的影響。研究表明，“先消后引”技術不僅可以減少水泥凈漿流動度損失，而且可以降低混凝土坍落度損失、改善和易性、泌水性，提高混凝土的抗壓強度。
關鍵詞：先消后引；消泡劑；引氣劑
1前言
商品混凝土已經基本取代了現場攪拌混凝土，但商品混凝土中大多使用減水劑，減水劑作為一種表面活性劑，會在混凝土中引入一些氣泡[1]。而這些氣泡并非所有都是有益的，一般認為泡徑小、分布均勻、構造穩定的氣泡是有益的氣泡；反之，泡徑大且尺寸不一、不均勻、不穩定的氣泡就是有害氣泡[1,2]。適當控制減水劑在混凝土中引入的這些氣泡的數量和質量，可以使混凝土的抗滲性、耐久性得到大大的提高。
聚羧酸鹽減水劑作為新型的高效減水劑，可以使混凝土的強度、和易性得到大大提高，但由于聚羧酸鹽減水劑也會在混凝土中引入一些氣泡，且引入的氣泡含量和質量不穩定，有時反而會影響混凝土整體性能[2,3]。本文采用“先消后引”技術對聚羧酸鹽減水劑進行處理，研究了經處理過的聚羧酸鹽減水劑對水泥凈漿和混凝土性能的影響。
2試驗過程
2.1原材料
水泥：P.O.32.5，蘇州市金貓水泥廠；
細集料：河砂，細度模數為2.8；
粗集料：石子，級配為5—31.5mm；
減水劑：聚羧酸鹽減水劑8H,含固量20%，弗克新型建材有限公司；
消泡劑：FK-6，弗克新型建材有限公司；
引氣劑：松香類（三萜）,脂肪酸類1,脂肪酸類2,脂肪族硫酸鹽（ST-405），國外的引氣劑(FK-12)。
2.2 試驗方法
本文設計了3種不同組分的水泥凈漿和混凝土，第1組（試樣A）僅使用聚羧酸鹽減水劑8H，不復配其它外加劑；第2組（試樣B）在聚羧酸鹽減水劑8H中直接摻加消泡劑組成新的產品；第3組（試樣C）先在聚羧酸鹽減水劑中摻加消泡劑，再分別摻加五種不同的引氣劑組成五種新的產品（C1、C2、C3、C4、C5）。對這3種不同組分的水泥凈漿和混凝土，分別參照GB8077—2000《混凝土外加劑勻質性試驗方法》、JC473-2001《混凝土泵送劑》、GBJ80《普通混凝土拌合物性能方法》、GBJ-81-85《普通混凝土基本力學性能試驗標準方法》測定其凈漿流動度和混凝土各項性能，并分析比較了加入消氣劑及引氣劑后的效果。
3 試驗結果與分析
3.1“先消后引”技術對水泥凈漿流動度的影響
首先按照GB8077—2000《混凝土外加劑勻質性試驗方法》對水泥凈漿進行了流動度損失檢測，試驗結果見表1。表中C1、C2、C3、C4、C5為試樣C的不同品種，其中C1為摻引氣劑三萜的新品種，C2為摻引氣劑脂肪類1的新品種，C3為摻為摻引氣劑脂肪類2的新品種，C4為摻引氣劑ST-405的新品種，C5為摻引氣劑FK-12的新品種。
表1 水泥凈漿流動度試驗結果
由表1可知，摻入消泡劑FK-6（試樣B），水泥凈漿初始流動度只有267mm低于試樣A的初始流動度，這是由于氣泡具有滾珠效應，可以增加水泥凈漿的初始流動性能[4] ，摻入消泡劑后消除了尺寸較大、不均勻的氣泡，從而使其初始流動度降低。試樣B的水泥凈漿流動損失率相對于試樣A而言降低了6%，只摻加聚羧酸鹽減水劑的水泥凈漿中存在較多的不均勻氣泡，經過一段時間后氣泡破滅消失，其流動度相應降低很多；而摻入經消泡劑處理的減水劑，消除了水泥凈漿中尺寸不一、不均勻的氣泡，使其氣泡數量減少，經過一段時間后，水泥凈漿中消失的氣泡數量也很少，故而摻消泡劑后的凈漿1h流動度損失比只摻聚羧酸鹽減水劑的小。
從表1中可以看出，摻入5種引氣劑（試樣C）的水泥凈漿流動度相對于試樣B而言明顯提高，其中C1的初始流動度達到319mm。但是C2、C3、C4和C5的1h凈漿流動度損失率也相應有所升高。從圖1中可以直觀看到摻量相同，摻入引氣劑三萜（C1）的1h水泥凈漿流動度損失率是最小的，比只摻聚羧酸鹽減水劑的試樣A的流動度損失率降低了13.61%，也小于試樣B的凈漿流動度損失。這說明引氣劑三萜所引氣泡質量是很好的微小的、均勻的氣泡，可以填充于水泥水化產物顆粒空隙中，減少了體系中自由水的蒸發，從而提高其凈漿流動度，降低流動度損失[5]。采用“先消后引”工藝可以改善水泥凈漿性能。
圖1 水泥凈漿1h流動度損失率 圖2 混凝土1h坍落度損失率
3.2“先消后引”技術對混凝土性能的影響
參照相關標準對試樣的混凝土坍落度損失、和易性、泌水性、含氣量、抗壓強度等指標進行檢測，結果見表2。
從表2的試驗結果看出，試樣B的初始坍落度只有200mm，比試樣A小10mm，而1h坍落度試樣B卻比試樣A高15mm。消泡劑在混凝土與在水泥凈漿中的作用機理類似，所以摻入消泡劑后混凝土坍落度損失明顯降低。試樣C中摻不同引氣劑對混凝土的坍落度的影響不同，從混凝土坍落度損失圖2中同樣可以發現不同的引氣劑其混凝土坍落度損失程度也不同。其中試樣C2、C3和C4混凝土坍落度損失比試樣A的45.2%還高，C5的坍落度損失雖然小于試樣A，但卻高于試樣B的。只有試樣C1坍落度及其損失都與試樣B一樣，這可能是由于三萜與聚羧酸鹽減水劑及消泡劑的化學相容性較好。這說明在選擇引氣劑時，要考慮不同外加劑之間的相容性問題，使用化學相容性較好的引氣劑。
表2 混凝土相關性能試驗結果
由表2試驗結果分析，在僅使用聚羧酸鹽減水劑的混凝土中加入消泡劑(試樣B)，混凝土含氣量由7% 降低至2 %，泌水現象有所改善，7d和28d的抗壓強度都提高了，這表明消泡劑具有明顯的消氣作用。而在加入消泡劑后再加入引氣劑(試樣C)，混凝土的含氣量比試樣B有所增加，但都小于試樣A的7％，和易性明顯改善，7d和28d 的抗壓強度相對于試樣A都有所增強。尤其是摻加三萜引氣劑的試樣C1，混凝土的含氣量相對于試樣B增加15%，和易性較好，不泌水，7d 和28d 的抗壓強度分別比試樣B的抗壓強度增加了2.3MPa、3.8MPa。這可能是由于引氣劑引入了適量微小、均勻的氣泡，使得混凝土內部結構致密化，從而增加了混凝土的抗壓強度和抗滲性[6]。這表明采用“先消后引”工藝處理聚羧酸減水劑，在提高混凝土的綜合性能方面發揮了顯著作用。
4 結論
1、聚羧酸鹽減水劑（原液）應用于混凝土時，自然含氣量較高、氣泡質量不良。“先消后引”技術可消除這種影響并在混凝土內部引入尺寸微小，封閉獨立且分布均勻的氣泡。該技術可應用于要求含氣量恒定重要結構、對混凝土抗凍性要求較高的工程等，它可以使混凝土的含氣量得到有效的控制，有利于全面提高混凝土的質量。
2、消泡劑摻入后可降低混凝土坍落度損失，增加混凝土抗壓強度。
3、不同引氣劑引起的“先消后引”技術效果不同，但對混凝土的性能都能得到一定的提高。
文章來源：蘇州弗克新型建材有限公司
施 健，倪媛，吳文軍，傅雁
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
