1. 研究目的与意义
一、研究目的和意义:
萘系减水剂具有减水、增强、应用成熟等特点;而聚羧酸系高性能减水剂具有低掺量、高减水率、混凝土拌合物坍落度经时损失小、低收缩等优势。目前,越来越多的搅拌站也慢慢尝试转用新一代的减水剂聚羧酸系高效减水剂,将其使用于高标号混凝土中,在交替使用的过程中,发现两种减水剂混合后无法发挥很好的性能,而造成不必要的经济损失。此选题即能研究两种减水剂混合后对混凝土各方面性能的影响来确定两种减水剂单掺与混掺是否产生矛盾、怎样的矛盾以及如何混掺能达到更好的效果,以使两种减水剂替换使用时更为方便并使两种减水剂的混合使用变为可能。2. 研究内容和预期目标
二、国内外研究现状和发展趋势
可以说,混凝土的技术成熟与否,主要就是在高性能减水剂的研发和使用上。但由于的聚羧酸系减水剂的价格昂贵,它的应用范围也受到一定限制,所以越来越多的人无论是从水泥净浆流动度、水泥石分子机构、新拌混凝土工作性还是硬化混凝土的强度性能各个方面研究,都是希望能在将不同的减水剂复合的情况下,同时还能不丢失原来减水剂的优点,优化混凝土的各项性能,提高复合减水剂的应用潜力。而聚羧酸系减水剂与萘系减水剂混掺一直都是大家所说的禁忌,但有人持不同说法,这个问题到现在为止仍然存在争议:其中,早期研究大多表明萘系减水剂的结构特性使其对混凝土的保坍性不佳,后期收缩值大[10~13],而聚羧酸减水剂是一种新型的高性能减水剂,掺量低,减水率高,更吸引人的是其出色的坍落度保持功能[14~16],掺入一定量的聚羧酸系减水剂能改善萘系减水剂的各项性能,应予推广:
2009年,任先艳等人研究了聚羧酸减水剂与三种其他高效减水剂的复合效应,在不添加任何小分子缓凝剂的情况下,制得复合减水剂,结合1d龄期硬化水泥浆体xrd、sem、ir分析,研究了复合减水剂对水泥水化速率的影响,并通过水泥颗粒表面的zeta电位经时变化,探讨了复合减水剂的作用机理。同时,还测试了复合减水剂的水泥净浆性能及混凝土性能[6]。研究发现了:聚羧酸与萘系的复合减水剂使硬化水泥浆体中,在1d龄期时水化生成的针状钙矾石增多,水泥水化加快;复合减水剂使得水泥的分散能力及分散保持能力增强;复合减水剂能使新拌混凝土工作性能优于萘系减水剂,且水灰比降低,各龄期强度明显提高。
3. 研究的方法与步骤
三、主要研究内容
通过试验研究,以实际工程常用的C25混凝土配合比,聚羧酸与萘系分别以单掺、90∶10、80∶20、70∶30、60∶40、40∶60、30∶70、20∶80、10∶90(质量百分比)的比例复合,研究其对水泥的分散性(水泥净浆流动度)、混凝土的工作性能(新拌混凝土的坍落度、扩展度、坍落度经时损失、混凝土凝结时间)、混凝土的力学性能(3d、7d、28d、60d抗压强度),探索其减水机理。
3.1研究步骤
3.1.1准备工作(3.3-3.12)
(1)确定混凝土配合比;
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| 质量(kg) | ||||||
| Csp-2 | 水泥 | 矿粉 | 粉煤灰 | 砂 | 石 | 水 | |
| 1m3 | 6.26 | 185 | 40 | 88 | 843 | 1030 | 168 |
| 25L一次 | 0.1565 | 4.625 | 1 | 2.2 | 21.1 | 25.75 | 4.2 |
| 250L | 1.565 | 46.25 | 10 | 22 | 211 | 257.5 | 42 |
| 取样量 | 2 | 60 | 20 | 30 | 300 | 300 |
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注:混凝土配合比参考宏碁公司通用配合比,以此为标准试配后改进。
(2)水泥性能指标测定(密度、标稠用水量、凝结时间)
(3)测砂细度摩数
(4)测砂石含泥量、级配
(5)测矿粉细度
(6)测粉煤灰活性
3.1.2成型阶段(3.13-3.20)
(1)将聚羧酸减水剂和萘系减水剂混掺按比例分为10组:A1(100:0)、A2(90:10)、A3(80:20)、A4(70:30)、A5(60:40)、A6(40:60)、A7(30:70)、A8(20:80)、A9(10:90)、A10(0:100)
(2)成型试件
因为每组配合比要测试四个龄期的抗压强度,成型A1-A11各4组,每个三联模3L,拌合25L,需要10*4个模(40个)。成型过程中,测试坍落度、扩展度、以及1.5h的坍落度。凝结时间。
3.1.3后期工作(3.22-5.14)
(1)测定十组试件3d、7d、28d、60d龄期的抗压强度
(2)测强度间期测定各组水泥净浆流动度(3.20-3.22)
3.2试验方法
3.2.1原材料各性能试验
(1)比表面积
水泥的比表面积根据GB/T8074—2008《水泥的比表面积测定方法》,经计算取水泥3.0368g,通过比表面积测定仪测定。
矿粉的比表面积引用GB/T8074—2008《水泥的比表面积测定方法》,经计算取矿粉2.85g,通过比表面积测定仪测定。
磨细砂的比表面积引用GB/T8074—2008《水泥的比表面积测定方法》,经计算取磨细砂2.8g,通过比表面积测定仪测定。
(2)级配
石子的级配根据GB/T14685—2011《建设用卵石碎石》取5Kg石子,通过仪器测定,包括大石和小石。
砂子的级配根据GB/T14684—2011《建设用砂》取500g,通过仪器测定,包括粗砂、细砂。
(3)抗压强度
混凝土的抗压强度试验根据GB50010—2002《混凝土结构设计规范》进行,本方法采用100×100×100的正方体混凝土试块测定。
3.2.2试验步骤
(1)将各个配方所需要的原材料称量好,再将需要的模具用油刷好。
(2)将称取好各种配料,放入60L的混凝土搅拌机搅拌,将搅拌好的混凝土倒出,进行坍落度和扩展度的测量;测量完将新拌混凝土进行装模(装四个模),再将剩余混凝土装入密闭的桶中并编号,放置至1.5小时后测坍落度损失。
(3)将装完模的试块放置,过程中测初凝、终凝时间,硬化后在试件上面做好标记,然后脱模将试件放入水池中水养。
(4)水养的试块分别到3d、7d、28d、60d,每组取出一组试件按照GB/T11837-2009混凝土抗压强强度试验方法测量100×100×100试块的抗压强度测其抗压强度。
4. 参考文献
五、参考文献
[1] 袁泽洋,伍勇华,等.聚羧酸系和萘系高效减水剂复合使用对混凝土蒸养强度的影响[j].混凝土与水泥制品,2012,11:18-21.
[2] 张燕海.聚羧酸高效减水剂与其它高效减水剂复合使用对混凝土强度的影响[j].商品混凝土,2013,2:32-34.
5. 计划与进度安排
四、论文进度安排
第一阶段(寒假期间):2月6日~2月17日,文献检索,完成文献综述,提出初步试验方案;
第二阶段(第1周):2月20日~2月26日,提交文献综述、初步试验方案,写出开题报告;
