乙二胺四甲叉膦酸鈉在混凝土中的應用研究

趙治營

（山東七星巖建材科技有限公司 山東曲阜 273100）

乙二胺四甲叉膦酸鈉在混凝土中的應用研究

趙治營

（山東七星巖建材科技有限公司 山東曲阜 273100）

測試了摻乙二胺四甲叉膦酸鈉(EDTMPS)的混凝土的坍落度經時損失、凝結時間、抗壓強度。結果表明：EDTMPS摻量小于膠材質量的0.4‰時隨摻量的增加混凝土的經時損失減小，EDTMPS摻量達到0.4‰時會導致混凝土泌水。摻EDTMPS會明顯延長混凝土的凝結時間，0.056‰的EDTMPS能夠使混凝土初凝時間延長100分鐘，0.4‰摻量的初凝延長達到15小時以上。摻量不大于0.4‰時混凝土3d、7d、28d強度都高于空白組。

乙二胺四甲叉膦酸鈉;混凝土;緩凝劑;有機膦緩凝劑.

前言：緩凝劑在商品混凝土中得到普遍應用，不僅用于控制混凝土的凝結時間也是調節混凝土工作性和抑制坍落度損失的重要原料。緩凝劑是實現混凝土的長距離運輸和商品化的關鍵，對提高大體積混凝土工程的質量起到重要作用。目前應用較多的混凝土緩凝劑包括有機類的蔗糖、糖蜜、葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉以及無機類的無機磷酸鹽等[1]。有機膦酸鹽的應用較少有報道，但在油井施工中應用有機膦緩凝劑取得了較好的效果[2]。有研究認為氨基三亞甲基膦酸能夠有效延長水泥的水化時間，降低放熱量延緩放熱峰值，在一定的摻量范圍內能夠提高水泥漿體的抗壓強度[3]。有機膦緩凝劑能夠在較大范圍內調節混凝土的凝結時間，對混凝土強度不產生負面影響，未來必定會在商品混凝土和大體積混凝土中得到廣泛應用。

不同混凝劑對混凝土坍落度、經時損失和強度的影響都不相同，本文研究了乙二胺四甲叉膦酸鈉(EDTMPS)在不同摻量下對混凝土性能的影響。

試驗部分

1、原料

1.1 水泥，P.O42.5R水泥，曲阜中聯水泥廠。

1.2 骨料，粗骨料，碎石5mm-20mm連續級配。細骨料，河沙細度模數2.6。

1.3 粉煤灰，鄒城熱電廠二級煤灰，燒失量≤2%，45μm篩余≤15%。

1.4 磨細礦渣粉，28天抗壓強度比104%。

1.5 乙二胺四甲叉膦酸鈉（EDTMPS），青島樂高產28%溶液。

1.6 減水劑，山東七星巖聚羧酸高性能減水劑減水率25%。

1.7 水，飲用水。

2、試驗方法

試驗按照 GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》，GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》的相關規定進行。測試了乙二胺四甲叉膦酸鈉(EDTMPS)對混凝土坍落度經時損失、混凝土凝結時間和混凝土抗壓強度的影響。混凝土配比見表1。

表1 試驗混凝土配比（單位：Kg）

試驗中乙二胺四甲叉膦酸鈉采用外摻法，摻量不計入減水劑和拌合水中。制備的混凝土按照GB/T50080-2002規定的方法測定出機坍落度和一小時坍落度，用灌入阻力法測定混凝土的凝結時間。成型邊長10cm的混凝土試塊標準養護后測定3天、7天和28天抗壓強度。

3、試驗結果

3.1 乙二胺四甲叉膦酸鈉對混凝土坍落度損失的影響

試驗了不同摻量乙二胺四甲叉膦酸鈉對混凝土出機坍落度及一小時坍落度損失的影響，EDTMPS在減水劑中外摻，摻量分別是膠凝材料的0.056‰、0.112‰、0.168‰、0.224‰、0.28‰、0.336‰、0.4‰。試驗結果見表2，從表2可以看出隨著EDTMPS摻量的增加混凝土的經時損失明顯減少摻量為0.336‰時一小時坍落度損失最小，為10mm，當摻量達到0.4‰時混凝土出現泌水，并且坍損增加。

3.2 乙二胺四甲叉膦酸鈉對混凝土凝結時間的影響

EDTMPS會延長水泥的凝結時間，摻EDTMPS的混凝土凝結時間也會比空白組更長。EDTMPS摻量與混凝土凝結時間的關系如圖1。從圖1可看出混凝土凝結時間隨EDTMPS摻量增加。摻量每提高0.056‰凝結時間延長100-180分鐘。摻量增加到膠凝材料的 0.4‰時混凝土的初凝時間達到 22小時 42分鐘比空白延長了15.5 小時，終凝時間為27小時18分鐘比空白延長了17.2小時。

表2 EDTMPS摻量對混凝土坍落度和凝結時間影響

圖1 EDTMPS摻量對混凝土凝結時間的影響

3.3 EDTMPS對混凝土強度的影響

EDTMPS摻量與混凝土強度的關系見表3，從表3可以看出摻加EDTMPS的混凝土強度高于空白組，混凝土的強度隨摻量增加先上升然后隨著摻量的增加下降。3天強度最高的C3組摻量為0.168‰抗壓強度比為134%，7天強度最高的是C4組摻量是0.224‰，抗壓強度比為127%。

表3 摻EDTMPS混凝土的強度

有研究指出水泥膠沙中摻葡鈉、白糖緩凝劑會降低早期強度[4]，但是摻EDTMPS的混凝土各齡期強度均高于空白組，這是由于混凝土中摻加EDTMPS后改善了混凝土的和易性，從而起到了減少結構缺陷的作用。當EDTMPS摻量繼續增加后其緩凝作用對強度的抑制超過了減少結構缺陷對強度增加的貢獻，從而強度開始降低。而當混凝土開始泌水后繼續增加EDTMPS的摻量已經會對混凝土的和易性造成負面影響。

4、結論

1、EDTMPS在混凝土中摻量較低，萬分之0.56的摻量就能對混凝土產生影響。

2、隨著EDTMPS摻量的增加混凝土的經時損失逐漸減小。摻量達到膠材總量的0.28‰時混凝土的經時坍落度損失最小。

3、混凝土凝結時間隨EDTMPS摻量增加延長，每提高0.056‰的EDTMPS摻量混凝土凝結時間延長約100-180分鐘，摻量達到0.4‰時混凝土凝結時間比空白組延長15.5小時。

4、EDTMPS摻量小于等于0.4‰時混凝土的抗壓強度高于空白，0.168‰摻量早期強度最高，比空白高5.9Mpa，0.224‰摻量七天強度比空白高7Mpa，0.336‰摻量28天強度最高，比空白高6.8Mpa。

[1]馮浩,朱清江.混凝土外加劑工程應用手冊[M].北京,中國建筑工業出版社,2005:179～194.

[2]齊志剛,王瑞和,徐依吉,步玉環.油井水泥緩凝劑乙二胺四亞甲基膦酸鹽的研制與應用[J].中國石油大學學報(自然科學版),2008,32(2):67.

[3]李北星,呂興棟,魏運權,張劍鋒.氨基三甲基膦酸對水泥水化的影響[J].建筑材料學報,2016,19(3):418～419.

[4]劉福恩.多種緩凝劑在水泥減水劑體系中的作用比較[J].混凝土世界,2015,02:72～73.

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