岳燦 王芳

摘 ?????要：探究了木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)防止混凝土水泥顆粒分散的作用。制備木質(zhì)素磺酸鹽減水劑與混凝土水泥顆粒樣本，在木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度為20%、40%與80%的情況下，對(duì)同樣尺寸、形狀與組成成分的混凝土水泥顆粒樣本的凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行記錄，并預(yù)測(cè)相應(yīng)的分散時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度為20%、40%、80%時(shí)，混凝土水泥顆粒樣本的凝結(jié)時(shí)間為61±0.35、55±0.33、（46±0.46）min，分散時(shí)間為（5±0.56）、6±0.37、（8±0.26）a。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：隨著木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度的增高，防止混凝土水泥顆粒分散的作用越大。

關(guān) ?鍵 ?詞：木質(zhì)素磺酸鹽減水劑;混凝土水泥顆粒;凝結(jié);分散;作用

中圖分類號(hào)：R272????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A ??????文章編號(hào)： 1671-0460（2019）11-2529-04

Effect of Lignosulfonate Water Reducer on Preventing the

Dispersion of Concrete Cement Particles

YUE?Can， WANG?Fang

（Kaifeng City Construction Engineering Quality Inspection Station， Henan Kaifeng 470004，?China）

Abstract： To explore the effect of lignosulfonate water reducer on preventing the dispersion of concrete cement particles， lignosulfonate water reducer and concrete cement particle samples were prepared. When the concentration of lignosulfonate water reducer was 20%， 40% and 80%， the setting time of concrete cement particle samples with the same size， shape and composition was recorded， and the corresponding dispersion time of concrete cement particle samples was predicted. The results showed?that when the concentration of lignosulfonate water reducer was?20%， the setting time of concrete cement particle samples was?61±0.35 min and the dispersing time was 5±0.56 years; when the concentration of lignosulfonate water reducer was?40%， the setting time of concrete cement particle samples was?55±0.33 min and the dispersing time was?6±0.37 years; when the concentration of lignosulfonate water reducer was?80%，the setting time and dispersal time of concrete cement particle samples were 46±0.46 min and 8±0.26?years，respectively. Experimental conclusion： With the increase of the concentration of lignosulfonate water reducer， the effect of preventing the dispersion of concrete cement particles is greater.

Key words： Lignosulfonate water reducer; Concrete cement particles; Setting; Dispersion; Effect

混凝土水泥主要是由砂、石、水泥等用水混合結(jié)合成整體的工程復(fù)合材料的總稱，廣泛的應(yīng)用于土木工程中。混凝土水泥在實(shí)際生活中的應(yīng)用較為廣泛，但是其具有分散的劣勢(shì)，因此，在施工的過程中，會(huì)采用木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)混凝土水泥進(jìn)行處理，使得混凝土水泥的使用時(shí)間延長(zhǎng)^[1]。

木質(zhì)素磺酸鹽減水劑主要來源于制漿造紙廢液中，這種減水劑具有引氣性好、價(jià)格低廉與緩凝性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，從環(huán)境、安全以及資源可持續(xù)化發(fā)展的角度來看，木質(zhì)素磺酸鹽減水劑是一種具有廣泛應(yīng)用前景的環(huán)保型產(chǎn)品。但是木質(zhì)素磺酸鹽減水劑存在著減水率低、與水泥相容性差的缺陷，有時(shí)會(huì)引起混凝土水泥顆粒分散，對(duì)其使用范圍造成了一定的限制^[2]。經(jīng)過近幾年的化學(xué)改性后，木質(zhì)素磺酸鹽減水劑的減水率得到了提高，可以極大程度的提升混凝土水泥的工作性能，但是其與水泥的相容性還是存在著較大的缺陷，會(huì)導(dǎo)致混凝土水泥發(fā)生異常凝結(jié)的情況，從而降低混凝土性能，施工困難，其使用范圍就會(huì)受到一定的限制。要想對(duì)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑的性能進(jìn)行改善，首先必須對(duì)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)防止混凝土水泥顆粒分散的作用進(jìn)行相應(yīng)的分析。木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)防止混凝土水泥顆粒分散的作用主要體現(xiàn)在混凝土水泥顆粒的凝結(jié)與水化兩個(gè)方面，因此，為了對(duì)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑現(xiàn)有的缺陷進(jìn)行改善，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)防止混凝土水泥顆粒分散的作用進(jìn)行分析^[3]。

1 ?實(shí)驗(yàn)部分

1.1 ?主要原料與試劑

木質(zhì)素磺酸鈣（木鈣，CL），該物質(zhì)主要由石硯紙業(yè)有限責(zé)任公司提供，來源于楊木酸性亞硫酸鹽法制漿廢液，該物質(zhì)中含有較多的雜質(zhì)，需要對(duì)其進(jìn)行超濾，以此為基礎(chǔ)制造木質(zhì)素磺酸鹽減水劑。

混凝土水泥主要由廣州市珠江水泥廠生產(chǎn)。混凝土水泥顆粒的主要化學(xué)成分如表1所示。

1.2 ?主要儀器

實(shí)驗(yàn)過程中采用的儀器包括超濾機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)磨、維卡儀、水泥凈漿攪拌機(jī)、水泥標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱、真空干燥箱、掃描電鏡、電子天平、電熱鼓風(fēng)橫溫干燥箱、離心分離機(jī)與恒溫振蕩器^[4]。

超濾機(jī)主要是由美國(guó)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)。該設(shè)備主要是利用超濾膜對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行濾除，是一種加壓膜分離技術(shù)，在一定的壓力下，可以對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行完全的濾除，具有極好的濾除效果。

標(biāo)準(zhǔn)磨、維卡儀與水泥凈漿攪拌機(jī)由建筑材料儀器廠生產(chǎn)。

水泥標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱由華南實(shí)驗(yàn)儀器公司生產(chǎn)。

德國(guó)ME公司生產(chǎn)的Memmert真空干燥箱;

掃描電鏡是由德國(guó)蔡司公司生產(chǎn)。

電子天平由美國(guó)科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)。

電熱鼓風(fēng)橫溫干燥箱由上海電熱設(shè)備有限公司制造。

由安亭科學(xué)技術(shù)儀器廠生產(chǎn)的TDL-40B離心分離機(jī)。

由奧華儀器有限公司生產(chǎn)的AHRO-S型號(hào)恒溫振蕩器。

1.3 ?實(shí)驗(yàn)技術(shù)

首先要對(duì)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑與混凝土水泥樣本進(jìn)行制備，為實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備工作^[5]。采用木質(zhì)素磺酸鈣對(duì)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑進(jìn)行制備。采用超純水對(duì)木質(zhì)素磺酸鈣進(jìn)行溶解，形成適當(dāng)濃度的溶液，采用超濾機(jī)將溶液進(jìn)行分級(jí)，超濾機(jī)工作壓力為0.48 MPa，使用截留分子量為2 500的超濾膜，對(duì)溶液進(jìn)行10 h的超濾，將A級(jí)分離出來，然后采用截留分子量為150的超濾膜，對(duì)溶液進(jìn)行13 h超濾，將B級(jí)分離出來。將分離出來的各級(jí)別溶液進(jìn)行濃縮、干燥與處理，得到木質(zhì)素磺酸鹽，將其溶解于純水中，得到木質(zhì)素磺酸鹽減水劑^[6]。

混凝土水泥樣本制備主要是將一定比列的熟料與水泥進(jìn)行均勻混合，利用標(biāo)準(zhǔn)磨進(jìn)行粉磨，制備出混凝土水泥樣本，其組成及細(xì)度如表2所示。

在實(shí)驗(yàn)過程中，準(zhǔn)備20%、40%、80%濃度的木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)混凝土水泥樣本，對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行記錄與比較，得到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)其進(jìn)行整合與處理，得到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1.4 ?檢測(cè)指標(biāo)

混凝土水泥凝結(jié)后使用的時(shí)間很長(zhǎng)，通?？梢赃_(dá)到5～8 a。若是對(duì)其混凝土水泥顆粒分散時(shí)間進(jìn)行記錄，實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，其中的影響因素也較多，無(wú)法得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，在實(shí)驗(yàn)過程中主要對(duì)混凝土水泥顆粒凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行記錄，通過特定的方法對(duì)其分散時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)，以此指標(biāo)來對(duì)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)防止混凝土水泥顆粒分散的作用進(jìn)行體現(xiàn)。

1.5 ?統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

將檢測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)采用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”，即以（x±s）形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的表示，用SPSS18.0版統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)檢測(cè)之間數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)與分析^[7]。通過獨(dú)立T檢驗(yàn)同一時(shí)間的兩組數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的比較與分析，差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)為P<0.05，當(dāng)P<0.01時(shí)認(rèn)為數(shù)據(jù)之間具有非常顯著性的差異。

2 ?實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

采用20%、40%、80%濃度的木質(zhì)素磺酸鹽減水劑分別對(duì)同樣尺寸、形狀與組成成分的混凝土水泥樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)其檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行記錄，并預(yù)測(cè)相應(yīng)的分散時(shí)間。

2.1 ?20%濃度木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)混凝土水泥的作用

當(dāng)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度為20%時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)得到混凝土水泥樣本的凝結(jié)過程如表3所示。

如表3所示，可以看出在木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度為20%時(shí)，混凝土水泥樣本的凝結(jié)時(shí)間為（61±0.35）min。在記錄的過程中，若凝結(jié)程度越來越低，表示混凝土水泥顆粒無(wú)法凝結(jié)，則對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的剔除，以免對(duì)混凝土水泥顆粒分散時(shí)間預(yù)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生不利的影響^[8]。

為了分析木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)防止混凝土水泥顆粒分散的作用，采用預(yù)測(cè)模型對(duì)混凝土水泥顆粒分散時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測(cè)。為了可以準(zhǔn)確的對(duì)混凝土水泥顆粒分散時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行查詢，發(fā)現(xiàn)目前使用較為廣泛的預(yù)測(cè)模型為線性預(yù)測(cè)模型，其表達(dá)式為

（1）

其中：y—混凝土水泥顆粒分散時(shí)間;

a?—是預(yù)測(cè)因子;

x?—混凝土水泥顆粒凝結(jié)時(shí)間;

?—混凝土水泥顆粒凝結(jié)平均時(shí)間;

?—參數(shù)。

經(jīng)過計(jì)算得到木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度為20%時(shí)，混凝土水泥顆粒分散時(shí)間為（5±0.56）a。

2.2 ?40%濃度木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)混凝土水泥的作用

當(dāng)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度為40%時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)得到混凝土水泥樣本的凝結(jié)過程如表4所示。

如表4所示，可以看出在木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度為40%時(shí)，混凝土水泥樣本的凝結(jié)時(shí)間為（55±0.33）min。在記錄的過程中，若凝結(jié)程度越來越低，表示混凝土水泥顆粒無(wú)法凝結(jié)，則對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的剔除，以免對(duì)混凝土水泥顆粒分散時(shí)間預(yù)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生不利的影響^[9]。

通過公式（1）對(duì)混凝土水泥顆粒分散時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度為40%時(shí)，混凝土水泥顆粒分散時(shí)間為（6±0.37）a。

2.3 ?80%濃度木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)混凝土水泥的作用

當(dāng)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度為80%時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)得到混凝土水泥樣本的凝結(jié)過程如表5所示。

如表5所示，可以看出在木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度為80%時(shí)，混凝土水泥樣本的凝結(jié)時(shí)間為（46±0.46?min）^[10]。在記錄的過程中，若凝結(jié)程度越來越低，表示混凝土水泥顆粒無(wú)法凝結(jié)，則對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的剔除，以免對(duì)混凝土水泥顆粒分散時(shí)間預(yù)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生不利的影響。

通過公式（1）對(duì)混凝土水泥顆粒分散時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度為80%時(shí)，混凝土水泥顆粒分散時(shí)間為（8±0.26）a。

2.4 ?實(shí)驗(yàn)結(jié)論

將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整合，得到混凝土水泥顆粒凝結(jié)時(shí)間與分散時(shí)間實(shí)驗(yàn)對(duì)比情況如圖1所示。

如圖1所示，隨著木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度的增加，混凝土水泥顆粒凝結(jié)時(shí)間逐漸減小，分散時(shí)間逐漸增加。

可以看出，隨著木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度的增加，混凝土水泥顆粒凝結(jié)的速度越快，分散時(shí)間越長(zhǎng)，則說明木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度越高，防止混凝土水泥顆粒分散的作用越大。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

采用20%、40%、80%濃度的木質(zhì)素磺酸鹽減水劑對(duì)混凝土水泥顆粒樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到相應(yīng)的凝結(jié)時(shí)間與分散時(shí)間。木質(zhì)素磺酸鹽減水劑濃度越高，防止混凝土水泥顆粒分散的作用越大。實(shí)驗(yàn)過程中，由于樣本數(shù)量過小，可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，但是不會(huì)影響結(jié)果的大趨勢(shì)因此，要想得到更加精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，需要對(duì)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑缺陷進(jìn)行相應(yīng)的改善，同時(shí)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)與分析。

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