聚羧酸系减水剂与早强组分的复合性能研究

摘要 探讨了聚羧酸系减水剂与不同类型早强组分的复合效果。通过比较含早强组分胶砂试块和空白试块的早期强度（12h、1d、3d），得到了不同类型的早强组分与聚羧酸系减水剂复合试验的早强规律。结果表明，无机类早强组分（CN等）和有机类早强组分（TEA等）与聚羧酸系减水剂有较好的复合效果，而传统早强剂硫酸钠与聚羧酸系减水剂复合效果差。

关键词 聚羧酸 早强组分 早期强度 复合性能

中图分类号 TU528.0

0 引言

　　与萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸盐系等高效减水剂相比较，聚羧酸盐系减水剂具有更为优异的性能，突出表现为掺量低、减水率高、新拌混凝土流动性及保坍性好、低收缩、增强潜力大、环境友好等特点，已成为今后发展与应用的方向。聚羧酸系高性能减水剂已经成为混凝土外加剂最新产品的代表，其研究和应用得到了国内外专业技术人员和施工人员的高度重视。我国近几年在聚羧酸系高性能减水剂的研究和应用方面取得了快速发展，应用也从重大工程逐渐向民用土木工程转移，其用量将会不断增加。但是，国内聚羧酸系高性能减水剂的品种相对单一，应用技术研究还处于起步阶段，尚不能满足不同工程和不同地区对减水剂多样化要求。特别是具有早强功能的聚羧酸系减水剂产品在混凝土预制构件和具有特殊要求的工程中具有很好的应用前景，目前在这方面的研究还不多。实现聚羧酸系外加剂早强功能的技术途径有两种，一种是合成聚合物本身具有较好的早强性能，另外一种是合成常规的聚羧酸减水剂，通过复配早强组分达到早强。本文探讨常规的聚羧酸减水剂与早强组分的复配性能，希望通过复配方法解决聚羧酸系外加剂的早强问题。

1 原材料与试验方法

1.1 原材料

　　试验中采用的本试验室研发的某聚羧酸盐系高效减水剂的具体指标见表1。

　　试验中选用无机和有机两类早强组分。在探索性试验中发现含硫的早强组分（如硫酸钠）对砂浆和混凝土的工作性影响较大，所以试验中选择氮族化合物作为复合早强组分。另外，考虑到混凝土耐久性问题，尽量避免碱金属盐类，优先选用有机早强组分主要为有机胺盐（TEA）等。试验共选用5种早强组分：2种含氮的无机物ST和CN; 3种含氮有机胺盐：TEA， TIPA， AEEA。水泥为北京琉璃河水泥P.O42.5，砂为ISO标准砂。

1.2 试验方法

　　相关试验操作方法按《混凝土外加剂匀质性试验方法》GB/T 8077-2000、《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T 17671-1999进行。砂浆跳桌流动度达180±5mm时的需水量为实际用水量。基准砂浆的用水量为220g，掺加0.15%PCE的砂浆需水量165g。成型后放入标准养护箱（20±2℃，相对湿度>95%）养护12h出模。测定12h、1d、3d的抗折抗压强度。

2 结果与讨论

2.1 无机盐与PCE的复配性能

　　两种含氮的无机盐ST与CN对不同龄期的胶砂早期强度的影响结果见表2。

2.2 有机胺盐与PCE的复配性能

　　三种有机胺盐在很小的掺量下与PCE复合都表现出明显的早强效果，特别是TIPA与PCE复合的增强效果最明显。在掺量为0.03～0.05％范围内，12小时强度为空白试块的4～5倍，与仅掺加PCE试块相比，强度增加2～3倍。AEEA也表现出相当优异的增强效果，在低掺量下使早期各龄期强度成倍增加。相比之下TEA的增强效果较差，且增强效果随掺量增加增长不明显。

2.3 PCE与有机－无机三元复配效果

　　根据前面二元复配试验结果，将PCE与有机和无机增强组分进行三元复配，复配方案见表4。各组分掺量选择是根据前面试验结果的最佳效果选择。三元复配增强效果见表5。此次试验由于水泥批次有所变化，故绝对数值与之前有所差异，但仍能反映出当有机早强组分与无机盐复配时表现出较强协同性。由表5数据可以看出，当PCE与有机早强组分与无机早强组分进行三元复配时，12小时、1d和3d强度比二元复配具有显著的提高。

3 结论

　　通过对选择的5种含氮化合物与PCE以不同方式复合初步研究，明确了PCE可以与有机和无机类化合物进行复合使用，从而显著提高水泥胶砂的早龄期强度，特别是12小时的强度。

　　含氮无机盐类化合物与PCE复合使用时，掺量范围在0.02～0.30％范围内显著提高了胶砂的早强强度。有机胺盐与PCE复合使用也能显著提高胶砂的早期强度，特别是TIPA与PCE复合后增强效果显著。

　　通过有机－无机－PCE三元复配可以进一步提高水泥胶砂早强强度。PCE－ST－TEA与PCE－ST－TIPA三元体系表现出很好的增强效果。由于目前只是对不同体系的探索性研究，所以采用胶砂体系进行评价。后期的试验将以混凝土的早期强度作为评价标准。

参考文献：

　　1王玉锁、叶跃忠、钟新樵等，新型混凝土早强剂的应用现状[J].建筑材料, 2005.8:105

　　2郭延辉，郭京育，赵霄龙等，聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术—现状、发展趋势和我们的任务[C]. 聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术,北京，2005，机械工业出版社:3