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菱镁胶凝材料减水剂及缓凝剂的研究

来源 : www.sdsjky.com   发布时间 : 2012-11-06

菱镁胶凝材料减水剂及缓凝剂的研究

张兴福

(山东省建筑科学研究院 ,济南 250031

  摘要:对研制出的几种菱镁胶凝材料减水剂和缓凝剂分别进行了减水率、强度,缓凝时间、强度、耐水性试验,证明我们研究的减水剂效果优于NNOFDN,缓凝剂优于磷酸。

关键词:菱镁胶凝材料;减水剂;缓凝剂;流动度;强度

菱镁胶凝材料由于本身的缺陷和存在的弊病,往往只能用于耐久性要求不高的产品,要想延长其耐久性,就需要添加各种改性剂以改善其性能,根据作用不同可分为抗水剂、抗吸潮返卤剂、抗变形剂、调热剂、加气剂、稳泡剂、着色剂等,本文主要介绍我们最新研究成果:减水剂和缓凝剂。

1  减水剂

混凝土外加剂中的减水剂如NNOFDN等,许多作者都在菱镁文章中论及其使用效果,但根据我们的试验效果并不理想,NNOFDN在卤水中溶解性差,使用时需高速搅拌才能溶化。

11  加入NNO的效果见表1

             1 NNO对减水率及强度的影响

编号

容重g/cm3

减水率,%

28天强度,MPa

抗折

抗压

7181

172

108

425

7182

148

93

91

321

17181#未加减水剂,7182#加入NNO5‰(占轻烧镁粉重量),从表中看出加入减水剂后,达到了减水的效果,但是强度降低明显,抗折强度降低了15.7%,抗压强度降低了24.5%

12  加入FDN的效果见表2

 2  FDN对减水率及强度的影响

编号

容重g/cm3

减水率,%

28天强度,MPa

抗折

抗压

831

177

123

522

832

179

52

121

484

2831#未加减水剂,832#加入FDN3,加入FDN后抗折强度变化不大,但是抗压强度降低了7.3%

所以这两种减水剂都不太适合用于菱镁制品中,急需研制一种专用减水剂。

13   菱镁制品专用减水剂

我们对菱镁制品专用减水剂进行了研究,用正交试验法研究出了4种配方的减水剂,对其使用效果进行了实验。掺加1%减水剂效果见表3

1.3.1         菱镁制品专用减水剂对菱镁水泥砂浆流动度的影响

掺加1%减水剂效果见表3

3几种减水剂对菱镁水泥砂浆流动度的影响

 

编号

减水剂

流动度,

流动度提高率,%

1

130

2

1#减水剂

134

31

3

2#减水剂

136

46

4

3#减水剂

150

154

5

4#减水剂

134

31

从表3中看出3#减水剂减水效果最好。

132  减水剂对胶凝材料物理力学性能的影响见表4

4减水剂对强度的影响

减水剂,加量1%

容重g/cm3

7天强度,

MPa

15天强度,MPa

浸水7天软化系数

抗折

抗压

抗折

抗压

抗折

抗压

1

181

108

618

131

635

092

076

2

1#减水剂

188

125

717

134

739

079

079

3

2#减水剂

189

152

633

174

676

076

088

4

3#减水剂

184

115

632

123

644

088

077

5

4#减水剂

189

112

633

136

621

088

086

从表4中可看出,除极个别配方外加入减水剂后,可不同程度提高强度,特别是抗压强度提高明显,1#减水剂抗压强度提高最明显,7天抗压强度提高16.0%15天抗压强度提高16.4%2#减水剂抗折强度提高明显,7天抗折强度提高40.7%15天抗折强度提高32.8%

综合评定减水效果和对强度的影响2#减水剂效果较好。

减水剂加入,减少了卤水用量,使MgO/MgCl2摩尔比增大,提高了硬化体的强度;减少了胶凝材料硬化体中游离氯化镁的含量,使产生吸潮返卤的可能性减少;减水剂的加入,提高了容重,使硬化体密实度提高,浸水后强度增强。

2  缓凝剂

菱镁胶凝材料具有硬化快、强度高的特点,夏季硬化更快,往往来不及成型已经硬化,给生产操作带来困难;而且反应硬化快,反应热集中,还容易造成制品的变形,所以在夏季有必要加入缓凝剂来延缓凝结时间。通常使用的缓凝剂有水扬酸、酒石酸、多聚磷酸钠、磷酸等,但是仅仅掺入上述缓凝剂,在夏季气温高时,并不能满足要求,况且磷酸盐加量过大,对强度及耐水性等方面有不利影响,我们经过多次试验合成的缓凝剂效果很好。

2. 1  合成缓凝剂的缓凝效果

5缓凝剂对砂浆凝结时间的作用

编号

缓凝剂,1%

初凝时间,min

终凝时间,min

1

146

261

2

磷酸

217

294

3

5#

273

396

4

5# -1

358

440

5

5# -2

411

480

6

5# -3

323

473

7

5# -4

397

464

8

5# -5

414

458

从表5中看出,加入我们研制的缓凝剂比用磷酸效果好,5# -2初凝时间比用磷酸延长194分钟,延长了89.4%,终凝时间延长186分钟。

2. 2  缓凝剂对强度及耐水性影响

6缓凝剂对强度及耐水性影响

编号

缓凝剂,1%

容重g/cm3

14天强度,MPa

浸水7天软化系数

抗折

抗压

抗折

抗压

1

5#

182

117

561

072

067

2

5# -1

184

97

604

100

066

3

5# -2

187

105

555

099

089

4

5# -3

184

144

591

082

081

5

5# -4

182

118

592

080

071

6

5# -5

186

139

575

081

088

从表6看出,加入改进型缓凝剂,提高了容重,大部分配比都提高了强度,特别是5# -3缓凝剂强度提高明显,5# -2软化系数也有提高。

23  缓凝剂加量对凝结时间的影响

7缓凝剂加量对凝结时间的影响

编号

缓凝剂,1%

终凝时间,min

28天强度,MPa

 

抗折

抗压

1

0

220

79

562

2

1

340

113

667

3

2

410

114

586

从表7中看出,随着缓凝剂加量增大,凝结时间显著延长,强度也有提高,但是加量在2%时抗压强度提高没有1%时大。

本产品特别适合夏季使用,解决用磷酸作缓凝剂用量大,缓凝效果不明显,降低强度的弊病。经国内一百多个菱镁制品厂使用,使用效果非常满意。

3  结语

1)菱镁胶凝材料减水剂不但具有良好的减水效果,而且能够提高强度,对抗压强度提高比较明显。

      2)菱镁胶凝材料缓凝剂既有良好的缓凝效果,又提高了强度和耐水性,解决了市场上销售的缓凝剂降低强度比较明显的弊病。

 

参考文献:

余红发,氯氧镁水泥及其应用,中国建材工业出版社,1993

 

 

 

作者简介:张兴福,男,1965年生,山东莱州人,工程应用研究员,从事菱镁制品及菱镁胶凝材料改性剂研究。地址:山东省济南市无影山路29号,电话:0531-85595365   15866637035

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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