新型混凝土引气剂POA-10的合成与性能研究

【摘要】： 引气剂的研发与应用是上个世纪混凝土材料技术的重大进展之一,引气剂是一种能显著改善新拌混凝土的工作性,大幅度提高混凝土抗冻性和抗渗性的有效外加剂。但目前引气剂品种较少,在国内土木工程中未得到普遍应用。 本文以一种表面活性剂A作为主要成分,辅以低分子量聚合物B作为辅助成分,合成了一种多组分新型引气剂。通过对其表面张力、起泡性能、泡沫稳定性以及液膜强度等试验,确定了该种引气剂的组分配比;得出了合成方法;测试了它们对砂浆和混凝土性能的影响;并与国内工程应用证明性能较优的三萜皂甙类引气剂进行了性能对比。 研究得出通过测定引气剂的表面张力、起泡性能、泡沫稳定性以及液膜强度的试验方法,确定多组分引气剂的最佳组成配比和合成方法的研究路线切实可行;并合成了一种新型引气剂,命名为POA-10,其A、B组分的活性官能团的摩尔比为6∶1。掺加该引气剂的混凝土性能测试结果表明:POA-10可显著降低新拌混凝土的泌水率,且有较强的减水作用,可降低砂浆的自收缩现象;明显提高混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性,当C35混凝土含气量为5%时,其氯离子扩散系数比基准混凝土低了2.07×10~(-12)m~2/s,300个冻融循环后引气混凝土的相对动弹模量仍有70.01%,而基准混凝土200个循环基本冻坏;当引气后的混凝土含气量为5.1%时,其强度损失为11%;引气剂的最佳掺量应控制在0.02%～0.05%之间,但引气剂掺量与引气量的关系受到水泥品种、水灰比、砂率、粉煤灰、减水剂、搅拌时间等多种因素的影响,因此,工程应用时,应通过现场试验来确定适宜的引气剂掺量。POA-10引气剂与国内较先进的三萜皂甙类引气剂的对比试验表明,在性能改善等方面,前者比后者有更好的减水、抗离析、抗氯离子渗透作用等,在强度和抗冻性方面,两者性能相似;在经济性方面,前者优于后者。 通过上述研究,认为POA-10引气剂是一种性能较优的新型引气剂,可在工程建设中推广应用,并具有显著的技术经济效益。