早强剂与聚羧酸减水剂复配的研究

王琴，熊锃，朱炎宁

（中建西部建设股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

早强剂与聚羧酸减水剂复配的研究

王琴，熊锃，朱炎宁

（中建西部建设股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

本文将不同早强剂与聚羧酸进行复配，研究了产品对混凝土拌合物工作性的影响，对比了不同早强剂对混凝土试块早期强度与后期强度的影响。试验表明当三异丙醇胺的掺量在 0.25‰ 时，可获得较好的早强效果，同时并不影响混凝土的后期强度。

早强剂；聚羧酸减水剂；强度

0 前言

随着我国建筑工业化的发展，对提高生产效率，节约能源，发展绿色环保建筑提出了要求，预制装配式混凝土结构已经成为我国混凝土产业一个重要的发展方向。在预制构件生产中，为提高生产效率，缩短拆模时间，早强型混凝土减水剂已成为国内外混凝土行业的研究热点[1,2]。

聚羧酸高效减水剂具有减水率高、掺量低、坍落度损失小、适应性广以及混凝土耐久性优异的特点而受到大家青睐。但在具备优异性能的同时，聚羧酸系减水剂中的缓凝组分也显著延缓了水泥的水化，使得预制构件的生产周期加长，延长了蒸养时间，提高了养护能耗，降低了生产效率[3-5]。因此，寻找一种合适的早强剂与聚羧酸减水剂进行复配，来实现聚羧酸减水剂的早强效果，这不仅有利于研究开发功能性聚羧酸系减水剂，而且对聚羧酸系减水剂的推广和应用都具有重要的理论和实践意义。

1 试验

1.1 试验原材料

1.1.1 减水剂

本试验共选用两种混凝土高效减水剂，一种为常用的TPEG 型聚羧酸减水剂（PC），减水率为 26%；另一种是目前在预制构件中常用的高浓萘系减水剂，由四川吉龙有限公司提供。

1.1.2 早强剂

本试验选用硫酸钠、硝酸钙、亚硝酸钠、三乙醇胺、三异丙醇胺作为早强剂，其性能指标见表 1。

表 1 早强剂种类及性质

1.1.3 水泥

本试验采用青松水泥厂的 P·O42.5R 水泥，其性能指标如表 2 所示。

1.2 试验方法

所选混凝土配合比为：水泥 290kg、粉煤灰 110kg、水160kg、砂 699kg、石 1141kg。按照普通混凝土试验方法测试不同时间坍落度，并制作混凝土立方体抗压强度试块，采用(20±1)℃、相对湿度不小于 90% 的条件下养护，测试 3d、7d、14d、28d混凝土试块强度。

2 结果与讨论

将减水剂与早强剂进行复配，测试掺聚羧酸减水剂（折固掺量 0.2%）、萘系减水剂（折固掺量 0.8%），以及早强剂改性后的聚羧酸减水剂（折合成聚羧酸减水剂固掺量 0.2%，早强剂掺量见表 3 所示）的分散性能和抗压强度，试验结果见表 3。

表 3 各掺量早强剂实验结果

根据表 3 可以看出，掺有早强剂与没掺早强剂的羧酸减水剂效果无论在混凝土流动性还是混凝土试块强度方面，都要优于萘系减水剂。

2.1 早强剂对混凝土流动性的影响

根据表 3 数据可以看出，早强剂复配改性后的聚羧酸外加剂对混凝土流动性和流动性保持能力都有一定影响。其中，硫酸钠和硝酸钙的加入对混凝土初始流动性影响不大，但硫酸钠的加入降低了混凝土的流动性保持性能，亚硝酸钠和三乙醇胺的加入使得混凝土的初始流动性和流动性保持能力均大幅下降，但总体效果均要比萘系减水剂好。

2.2 早强剂对混凝土试块强度的影响

从试验结果可以看出，在单掺聚羧酸外加剂时，混凝土的 3d 与 7d 强度与掺萘系时基本一致，而在后期强度上优势较明显。硫酸钠的加入，混凝土的早期强度并没有明显的变化，同时，当硫酸钠掺量过高，达到 7.5‰ 时，混凝土的 3d强度反而有所下降，从 13.9MPa下降到 13.5MPa；其余几种早强剂的加入，都在一定程度上增加了混凝土的早期强度，其中，当三异丙醇胺的掺量达到 0.5‰ 时，混凝土的 3d 强度可达到 18.7MPa，为空白聚羧酸样的 135%，7d 强度可达到23.8MPa，为空白聚羧酸样的 115%。综合考虑混凝土分散性及试块强度，选用三异丙醇胺作为聚羧酸减水剂复配用早强剂，当掺量为 0.25‰ 时，混凝土坍落度可达 220mm，混凝土试块 3d 强度可达 16.8MPa，7d 可达 23.9MPa，同时并不影响混凝土的后期强度。

3 结论

（1）掺有早强剂的聚羧酸减水剂对混凝土的初始分散性和分散性保持能力都有一定影响。其中，掺有硫酸钠的聚羧酸外加剂对混凝土的初始分散性影响不大，但降低了水泥浆体的分散性保持能力；掺有硝酸钙、亚硝酸钠和三乙醇胺的聚羧酸外加剂使得混凝土的初始分散性和分散性保持能力均大幅下降，但总体均比高浓萘系要强。

（2）早强剂的加入，使得聚羧酸减水剂对混凝土的早期强度都有一定影响。其中，硫酸钠的加入并不能提高混凝土的早期强度；当掺量分别为硝酸钙 2.5‰、亚硝酸钠 7.5‰、三乙醇胺 0.25‰ 时，混凝土的早期强度均得到了明显的提高，但水泥浆体的分散性和分散保持性并不理想。

（3）掺有三异丙醇胺的聚羧酸减水剂，在混凝土分散性和混凝土试块强度方面，均比高浓萘系要好，在聚羧酸高性能减水剂的复配过程中，当三异丙醇胺的掺量在 0.25‰时，可获得较好的早强效果，3d 强度可达 16.8MPa，7d 可达23.9MPa，同时并不影响混凝土的后期强度。

[1] 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—发展趋势、现状和我们的任务. 聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术[C]．北京：机械工业出版社，2005: 1-10.

[2] 王子明，刘进强．新型聚羧酸系超早强复合减水剂试验研究[J]．低温建筑技术，2008(06): 15-17．

[3] 杜志芹，陈国新，祝烨然，等．早强型聚羧酸系减水剂的制备与性能研究[J]．混凝土，2011, 5: 94-96．

[4] J Widmer, U Sulser, T A Brge, et al. Multipurpose cement dispersing polymers for high fl ow and high strength concrete[P]. US 6387176, 2002: 5-14.

[5] 陈亚萍，杨廷雄，宋冬生，等．早强快凝型聚羧酸减水剂的制备与性能研究[J]．新型建筑材料，2013, 02: 9-11．

［通讯地址］新疆乌鲁木齐雅山中路 418 号（830000）

The research of early strength agent on the compound admixtures of polycarboxylate superplasticizers

Wang Qin, Xiong Zeng, Zhu Yanning
(China West Construction Group Co., Ltd., Xinjiang Urumqi 830000)

The workability, early strength and late strength of concrete was different when concrete mixed the polycarboxylate superplasticizers with early strength agent. As addition of triisopropanolamine is 0.25‰, the early strength was better, and the late strength was not affected.

arly strength agent; polycarboxylate superplasticizers; strength

王琴（1988—），女，主要从事混凝土减水剂的开发与应用。