多元羧酸系防水剂性能的研究

多元羧酸系防水剂性能的研究

姜利明1 ,  邵九顺2 ,  栾 涛3
(1. 大庆油田建材公司混凝土构件厂,  黑龙江 大庆 163001 ;  2. 大庆市建筑安装工程有限责任公司,  黑龙江 大庆 163711 ;  3. 华电能源哈尔滨第三发电厂,  哈尔滨 150024)

 混凝土防水剂可以划分为无机质类防水剂、有机质类防水剂和混合系类防水剂。多元羧酸系防水剂是有机质憎水性防水剂。我国进入80 年代以后,金属皂类防水剂、硅酸钠类防水剂等不断用于防水工程中,而高级羧酸系防水剂为韩国使用最多的“水泥液体防水剂”的主要材料[1 ] 。

1  多元羧酸系防水剂性能的研究
111  多元羧酸系防水剂的匀质性
按GBPT 8077 – 2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》标准检测合成的多元羧酸系防水剂的匀质性,结果见表1。

112  多元羧酸系防水剂的技术性能
11211  受检砂浆性能
(1)  水泥砂浆凝结时间。掺入多元羧酸系防水剂后,水泥砂浆的初凝时间、终凝时间较基准砂浆均有所延缓,但多元羧酸系防水剂符合初凝时间不早于45min 和终凝时间不迟于10h 的标准规定。
(2)  水泥砂浆强度。按照GB2419 确定基准砂浆和掺多元羧酸系防水剂砂浆的用水量,水泥与砂的比例为1 :3 ,两者的流动度均控制在(140 ±5) mm。两组试件分别养护到7、28d ,测定其抗压强度。试验结果见表2。

(3)  水泥砂浆吸水量。试件养护28d 后,掺多元羧酸系防水剂砂浆的48h 吸水量为30g ,远远低于基准砂浆的48h吸水量为47g ,吸水量比仅为64 %。
(4)  水泥砂浆收缩。通过对砂浆收缩的检测来评价多元羧酸系防水剂是否具有减缩功能。掺入多元羧酸系防水剂后,水泥砂浆的28d 收缩率比为87 % ,收缩值远远小于基准砂浆。
(5)  水泥砂浆抗渗性。参照GB2419 确定基准砂浆和受检砂浆的用水量,两者保持相同流动度,并以基准砂浆在012~013MPa 压力下透水为准,确定水灰比。本试验确定二者流动度为155mm ,基准砂浆的水灰比为0161 ,掺多元羧酸系防水剂砂浆的水灰比为0151 ,测试结果如表2、表3。

11212  新拌混凝土性能
(1)  混凝土凝结时间。多元羧酸系防水剂使混凝土的初凝和终凝时间略有缩短,和基准混凝土相比,初凝时间提前10min。
(2)  混凝土减水率。按GB 8076 —1997《混凝土外加剂》标准中减水率测定方法,测得多元羧酸系防水剂掺量为水泥质量的2.5 % ,坍落度为85mm时,其减水率为9 % ,比同类型的韩国生产的五星防水密实剂—FS102 的减水率还高,FS102 的减水率为6 %。
(3)  混凝土泌水率。掺多元羧酸系防水剂后,混凝土拌和物的流动性和粘聚性增加,提高了混凝土的保水性,降低了混凝土的泌水率。掺多元羧酸系防水剂混凝土的泌水率为3.5 % ,基准混凝土的泌水率为7.2 % ,泌水率比仅为48.6 %。
(4)  混凝土力学性能。掺入多元羧酸系防水剂对混凝土抗压强度的影响见图1 和图2。


 从图1 和图2 可以看出,掺多元羧酸系防水剂混凝土的3、7d 抗压强度值略低于基准混凝土的抗压强度值,28d 抗压强度值略高于基准混凝土的抗压强度值。
(5)  混凝土抗渗性。在坍落度相同条件下,将基准混凝土与对比混凝土分别进行抗渗试验。当水压达到0.8MPa时,基准混凝土已有3 个试件渗水,而掺多元羧酸系防水剂混凝土试件均未出现渗水,将该试件劈开测量渗透高度,试验结果见表4。

(6)  混凝土收缩性能。多元羧酸系防水剂的掺入,混凝土的收缩变形低于常规混凝土,其28d 收缩率比为89 %。由此可知,多元羧酸系防水剂具有一定的减缩功能,且减缩能力优于同类型的国外防水剂。掺入韩国生产的五星防水密实剂FS102 的混凝土,其28d 收缩率比为95 %。
(7)  混凝土吸水量。掺多元羧酸系防水剂后,混凝土的吸水量大幅度降低。基准混凝土48h 吸水量为133g ,掺多元羧酸系防水剂混凝土吸水量为78g ,与基准混凝土相比,48h 吸水量比仅为59 %。
综上试验结果,表5 和表6 分别给出了掺多元羧酸系防水剂砂浆、混凝土的技术性能,可知多元羧酸系防水剂的技术性能符合JC 474 – 1999 标准的要求。


2  多元羧酸系防水剂与泵送剂复配后技术
分别定义:基准混凝土试验为A ,掺泵送剂混凝土(掺量为水泥质量的1.5 %) 试验为B ,掺多元羧酸系防水剂(掺量为水泥质量的2.5 %) 和泵送剂(掺量为水泥质量的1.5 %)复配后混凝土试验为C。混凝土坍落度增加值和混凝土坍落度保留值试验的水灰比为0.51 ;混凝土抗压强度比和混凝土常压泌水率比试验的坍落度为210mm。

211  混凝土坍落度增加值
由图3 可知,多元羧酸系防水剂与泵送剂复配后,混凝土坍落度增加值明显提高,和基准混凝土、掺泵送剂混凝土相比,坍落度增加值分别为150mm和30mm。

212  混凝土坍落度保留值
多元羧酸系防水剂与泵送剂复配后,可以改善单掺泵送剂混凝土的坍落度经时损失。掺1.5 %泵送剂的混凝土坍落度在30min 内降低4cm ,60min 内降低6cm。掺1.5 %泵送剂和2.5 %多元羧酸系防水剂复配混凝土的坍落度在30min内降低3cm ,60min 内坍落度降低5cm。

213  混凝土抗压强度
多元羧酸系防水剂与泵送剂有很好的相容性,复配后能提高混凝土的抗压强度。
由图4、图5 可知,掺泵送剂提高了混凝土的抗压强度,尤其是后期强度。复配后,使混凝土的强度略低于掺泵送剂混凝土,但高于基准混凝土,后期强度增长较快。掺泵送剂混凝土3、7、28d 的抗压强度比分别是101 %、109 %、113 %。掺泵送剂和多元羧酸系防水剂复配的混凝土3、7、28d 的抗压强度比分别是98 %、99 %、113 %。


214  混凝土常压泌水率
和基准混凝土相比,掺泵送剂后,混凝土的泌水率有所降低,但多元羧酸系防水剂与泵送剂复配后,使混凝土的泌水率大幅度降低。掺泵送剂混凝土的泌水率比为80.5 % ,掺多元羧酸系防水剂和泵送剂复配后的混凝土泌水率比仅为25 %。

3  结语
(1)  掺多元羧酸系防水剂的砂浆和混凝土性能均符合JC474 – 1999《砂浆、混凝土防水剂》标准中高效防水剂的质量标准。
(2)  多元羧酸系防水剂与泵送剂复配后,有很好的适应性和相容性,其坍落度试验、常压泌水率试验及抗压强度试验结果表明,复配后的混凝土性能优于单掺泵送剂混凝土性能。

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