我国目前普遍采用掺加减水剂、三乙醇胺和三氯化铁等外加剂的传统方法来配制防水混凝土。随着现代混凝土技术对高强、可泵及高抗渗等性能要求的提高, 上述外加剂已不可能配制出高性能的防水混凝土。因此, 有必要利用现代材料科学的新思维及材料工程的新工艺, 研制出符合现代混凝土技术发展要求的新一代优质高效防水剂。本论文所研究的HSM- V 型混凝土高效防水剂就是这样一种新一代优质高效防水剂。
1 外加剂研制技术路线
1 1 原材料选择
( 1) 高效减水组分: 自行研制的改性磺化三聚氰胺甲醛树脂高效减水剂简称A 组分。
( 2) 引气组分: 是苯环上有一个长链烷基的烷基苯, 属阴离子表面活性剂, 简称B 组分。
( 3) 憎水组分: 是以高级不饱和烃、石脑油等单体为主要原料合成的多功能液体憎水剂, 可参与水泥化反应, 堵塞孔隙, 形成憎水膜层, 简称C 组分。
( 4) 膨胀组分: 由含Fe3+ 、Al3+ 、SO24 等离子的无机盐类组成, 伴随水泥水化反应进行产生硫酸钙体积膨胀和铁、铝凝胶体积膨胀, 进一步强化和密实混凝土内部结构, 简称D组分。
1 2 外加剂配方的确定。
实验采用L9 ( 34) 正交试验设计, 其因素水平如表1 所示。参照JC474- 92《砂浆、混凝土防水剂》试验方法进行砂浆、混凝土试验, 将渗透高度比、透水压力比、抗压强度比作为试验结果的主要考核指标。
注: 其用量皆为占水泥重量的百分比( C* %)通过对试验结果极差分析和方差分析, 并综合考虑经济成本, 最后确定防水剂的最佳配比为A3B1C3D2。
2 HSM- V 型混凝土砂浆高效防水剂的检验。
2 1 以掺量占水泥重3.0%的防水剂进行砂浆试验
依照JC474- 92《砂浆、混凝土防水剂》 所规定的项目进行评定, 检验结果表明, HSM- V 型混凝土高效防水剂在掺量占水泥重3 0%时, 其砂浆性能均达到JC474- 92 中防水剂一等品要求。
2 2 以掺量占水泥重2??5%的防水剂进行混凝土试验
依照JC474- 92 所规定的项目进行评定, 检验结果表明,HSM- V 型混凝土高效防水剂在掺量占水泥重2.5% 时,其混凝土性能均达JC474- 92 中的防水剂一等品要求。
3 HSM- V 型混凝土高效防水剂对混凝土性能影响的研究。
3 1 对新拌混凝土性能的影响。
HSM- V 型防水剂具有良好的流化效果, 能显著提高净浆流动度, 使混凝土的和易性得到较大程度的改善。表2 实验表明HSM- V 可以大幅度提高水泥净浆流动度, 有助于进一步改善混凝土的泌水性能, 适合应用于在泵送条件下
有防水要求的抗渗混凝土。表3 研究结果表明, 在保持混凝土强度不变的条件下,HSM- V 型防水剂的掺入可以显著提高混凝土的坍落度; 而在保持坍落度相同的条件下, 强度则可以提高近30%。
注: 哈尔滨天鹅425R 普硅水泥385kg/ m3, 中砂( uf = 2. 59 ) , 碎石粒径5mm~ 20mm, 水泥: 砂: 石= 1: 1. 85: 3.26。
3 2 对混凝土强度及抗渗性的影响。
( 1) 对混凝土减水率及强度的影响
HSM- V 型防水剂减水增强效果显著, 在保持混凝土坍落度基本不变条件下, 随着其掺量的增加减水率明显增大,混凝土各龄期强度明显提高, 试验数据见表4:
( 2) 对混凝土抗渗性能的影响
JC474- 92<砂浆、混凝土防水剂> 标准中采用渗透高度比, 48h 吸水量比等相对指标评价防水剂的抗渗性能。为了更直观评价HSM- V 防水剂的抗渗性能, 本试验测定了HSM- V 防水剂不同掺量时同坍落度混凝土的抗渗标号, 试验结果见表5:
实验结果表明: HSM- V 型防水剂能明显提高混凝土的抗渗能力, 并且随掺量的增加, 抗渗效果相应显著增加, 这说明该防水剂可以应用于有不同抗渗要求的大流动性混凝土。
4 结论
4 1 HSM- V 型混凝土高效防水剂是由改性磺化三聚氰胺甲醛树脂减水组分, 引气组分, 憎水组分, 膨胀组分等复合而成的新一代混凝土砂浆用高效防水剂。其性能指标均能满足JC474- 92<砂浆、混凝土防水剂> 标准中一等品质量要求。
4 2 实验研究表明: 该外加剂能显著改善混凝土的合易性和抗渗性能, 提高混凝土各龄期的强度, 具有可以应用于有不同抗渗要求的大流动性混凝土的优点。其市场前景广阔,必将在防水混凝土工程中得到广泛的应用。