混凝土是現(xiàn)代建筑工程的重要材料,其對(duì)于整體建筑安全質(zhì)量、施工周期、成本等具有重要影響,而混凝土外加劑的使用,可以使混凝土拌合物的流動(dòng)度大大提高,或者在保持相同流動(dòng)性的情況下大幅度減少混凝土拌合物的用去離子水量,同時(shí)可以使混凝土具有高耐久性,因而可以制得高流動(dòng)性混凝土,泵送混凝土、高強(qiáng)度性能混凝土和高密實(shí)性混凝土等等,并能滿(mǎn)足許多特殊情況的下的應(yīng)用需求,是實(shí)現(xiàn)混凝土行業(yè)"環(huán)保、低碳、生態(tài)"發(fā)展的核心,也是現(xiàn)代混凝土不可或缺的重要組分,具有非常大的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展空間。
混凝土外加劑具有優(yōu)異的分散性能,可在較低的摻量下使混凝土達(dá)到較好的流動(dòng)性,在制備過(guò)程中,可以按照分子設(shè)計(jì)原則通過(guò)自由基共聚合反應(yīng)將可聚合結(jié)構(gòu)單元合成預(yù)定結(jié)構(gòu)與性能的混凝土外加劑,通常由含竣酸基、磺酸基、酯基和聚氧化乙烯基等一些具有不飽和基團(tuán)的單體通過(guò)自由基共聚反應(yīng)合成。在混凝土外加劑的聚合制備過(guò)程中,不同單體以隨機(jī)或有規(guī)律地聚合在一起,使分子具有具有一定分子空間構(gòu)型,其特殊的結(jié)構(gòu)決定了它優(yōu)越性能。目前,絕大多數(shù)混凝土外加劑的分子結(jié)構(gòu)為線(xiàn)性梳狀結(jié)構(gòu),一般在混凝土的多相體系中空間位阻作用較弱,因此在去離子水泥漿體中的分散性、保明性、保去離子水效果及其普適性有待提高。
重點(diǎn)混凝土建筑工程一般要求混凝土具有更高的強(qiáng)度、更好的耐久性、更優(yōu)的穩(wěn)定性,而i主要求混凝土必須到達(dá)一定的強(qiáng)度等級(jí),混凝土強(qiáng)度提高主要通過(guò)降低去離子水膠比來(lái)實(shí)現(xiàn),這也導(dǎo)致了混凝土粘度較大,引發(fā)混凝土攪拌、運(yùn)輸、泵送等一系列的施工問(wèn)題,很大程度上限制了高強(qiáng)與超高強(qiáng)混凝土的推廣與應(yīng)用。
高層建筑混凝土的泵送施工對(duì)混凝土的和易性也具有很高的要求,為了達(dá)到較高的強(qiáng)度等級(jí),一般可以通過(guò)降低去離子水灰比、增加膠凝材料用量、提高礦物摻合料比例等方法實(shí)現(xiàn)。去離子水膠比低,單位體積內(nèi)的去離子水減少,導(dǎo)致固體顆粒間距減小,顆粒摩擦等作用加強(qiáng),膠材用量高,富余漿體厚度大,并且一般配合比中都會(huì)加入比表面積大、顆粒形貌不規(guī)則的礦物摻和料,如硅灰等都導(dǎo)致新拌混凝土粘度增加,流動(dòng)性下降等問(wèn)題。
為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷,科之杰集團(tuán)外加劑研究所方云輝等專(zhuān)家最新研制成功一種新型混凝土外加劑(減水劑),該技術(shù)利用水溶液自由基共聚合反應(yīng),采用不飽和單體、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑等通過(guò)兩步法合成制備嵌段聚合物,具有可操作性強(qiáng),反應(yīng)過(guò)程容易控制,對(duì)反應(yīng)條件敏感性低,易于工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。通過(guò)在分子側(cè)鏈中引入不同類(lèi)型及長(zhǎng)度的聚酶?jìng)?cè)鏈,能調(diào)控混凝土外加劑在混凝土多相體系中空間構(gòu)型及舒展程度,能改變混凝土外加劑形成的水膜層厚度及體系中自由水的量:通過(guò)在分子主鏈中引入疏水基團(tuán),減小固體顆粒間距,減少顆粒摩擦,降低新拌混凝土漿體粘度,提高混凝土施工性。
該技術(shù)與現(xiàn)有(市售標(biāo)準(zhǔn)型高性能減水劑,HPWR-S),按照GB/T 50080-2016《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》及GB/T 50081-2016《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法及硬化混凝土性能測(cè)試:按照CECS 203-2006《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行V型漏斗流過(guò)時(shí)間測(cè)試:采用CCES02-2004《自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)與施工指南》進(jìn)行L型箱流動(dòng)時(shí)間的測(cè)試。
樣品
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市售標(biāo)準(zhǔn)型高性能減水劑 HPWR-S
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科之杰外加劑配方一
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科之杰外加劑配方二
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科之杰外加劑配方三
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科之杰外加劑配方四
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V 型漏斗流過(guò)時(shí)間/ (s) 0h
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30
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29
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21
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22
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23
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V 型漏斗流過(guò)時(shí)間/ (s) 2h
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95
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74
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66
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59
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55
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L 型箱流動(dòng)時(shí)間/ (s) 0h
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10
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10
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9
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9
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9
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L 型箱流動(dòng)時(shí)間/ (s) 2h
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45
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30
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25
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32
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29
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28d 抗壓強(qiáng)度/ (MPa)
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72.4
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76.4
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75.5
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75.7
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75.9
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