混凝土外加剂与水泥适应性分
混凝土外加剂和水泥的适应性问题研究
水泥 颗粒 细度对 其与 外加剂 之 问的适 应性 有较大 影 响。水
水 之一【 而要充 分发挥混 凝土外 加剂 的作 用 , 了要 求 外加剂 具 泥细度越大 , 泥颗 粒 对外 加 剂分 子 的吸 附能 力 越强 。细度 越 , 除
有 良好 的 性 能 外 , 要 求 外 加 剂 与 水 泥 具 有 良 好 的适 应 性 , 还 由于 大 , 水泥水化时 的絮凝作 用越 明显 , 坏絮凝 所需 的外 加剂就 越 破
是 A和 CAF在水化初期动 电电位 ( e 4 Zt a电位 ) 呈正 值 _ , 2 因而 J
对外加剂分子 的吸附能力较 强 , 而 s和 s在水化初 期其动 电 电位 呈负值 , 因此对外加剂分子 的吸附能力 较弱 。在外加 剂掺量 相同的情况下 : 水泥 中 C A和 A 3 F含 量越 高 , 外加 剂 的分 散效
以上 的外加剂分子 呈直链结 构 , 直链结 构在 吸附性能上优 于缠绕
状水 泥 的适 应 性 越 差 ; 泥 中 S和 S含 量 越 13 矿 物掺 合料 的 影 响 外 水 混凝土 的矿物掺合料 主要有 : 粉煤 灰 、 渣 、 渣 、 矿 磷 沸石 、 山 火 高 , 加 剂 对 水泥 的 适 应性 越 好 。 外
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第3 4卷 第 8期
2 0 0 8年 3 月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHI TECTURE
水泥与外加剂的适应性
混合材的种类
▪ 水泥中混合材的种类,细度,颗粒形貌及掺 入量对外加剂的吸附作用不同.
▪ 外加剂对矿渣,粉煤灰,石灰石的相容性较 好,对火山灰,煤矸石,沸石等比表面积大吸 附性强的混合材相容性较差.
水泥细度的影响
▪ 当水泥细度增加时,水泥比表面积就增大。因此, 就需要有更多的分散剂的分子吸附覆盖在水泥颗 粒表面,才能达到预期的使用效果。水泥颗粒越 细,其净浆流动稳定性越差,要有好的流动性, 则所需的减水剂就要增多。同时同一比表面积的 水泥颗粒分布越宽,水泥浆的流动性越好,外加剂 用量会越少,但流动性的经时损失会大.水泥颗粒 圆度系数提高,对减水剂饱和掺量影响不大,但可 提高混凝土的坍落度,减少经时损失.
3、含气量—改善混凝土和易性,提高可泵性;改善 混凝土孔结构,提高冻融循环耐久性。
外加剂的技术指标及在混凝土中的主要作用
4、坍落度和扩展度经时损失率—越小,可泵性越好, 提高施工速度;反之,越差。
5、常压和压力泌水率比—越小,混凝土和易性越好, 有 利于可泵性,提高外观质量;反之越差。
6、抗压强度比—越大,增强效果越好;反之,越差。 7、收缩率比和限制膨胀率—越小,混凝土变形性能
减水剂作用机理
▪ 2、立体位阻效应 掺有高效减水剂的水泥浆中,高效减水剂的有机分
子长链实际上在水泥微粒表面是呈现各种吸附状态的。 不同的吸附态是因为高效减水剂分子链结构的不同所致, 它直接影响到掺有该类减水剂混凝土的坍落度的经时变 化。有研究表明萘系和三聚氰胺系减水剂的吸附状态是 棒状链,因而是平直的吸附,静电排斥作用较弱。其结 果是Zeta电位降低很快,静电衡容易随着水泥水化进程 的发展受到破坏,使范德华引力占主导,坍落度经时变 化大。而氨基磺酸类高效减水剂分子在水泥微粒表面呈 环状、引线状和齿轮状吸附,它使水泥颗粒之问的静电 斥力呈现立体的交错纵横式,立体的静电斥力的Zeta电 位经时变化小,宏观表现为分散性更好,坍落度经时变 化小。而多羧酸系接枝共聚物高效减水剂大分子在水泥 颗粒表面的吸附状态多呈齿形。这种减水剂不但具有对 水泥微粒极好的分散性而且能保持坍落度经时变化很小。
对混凝土外加剂与水泥适应性的探讨
引 言
泥适应得 到改善, 将 会 大 幅 提 升 混 凝 土 的各 方 面 性 能 , 发挥 出 应 2 . 3 混凝 土外 加剂种 类 的影响 有 的效 果 。 在 众 多 的 混 凝 土 外 加 剂 品种 中 ,它 们 具 有 不 同 类 型 的化 学 键 , 各 自也 发 挥 着 不 同作 用 。 外 加 剂 的构 成 分 子 形 状 差异 、 分子 量 l 水泥和混凝 土外加剂 之间有 着适应 性矛盾
关键 词 : 混 凝 土 外加 剂 ; 水泥 ; 适 应 性 中 图分 类号 : T U 5 2 8 . 0 4 2 文献标识码 : B 文章编号 : 1 6 7 3 — 0 0 3 8 ( 2 0 1 3) 2 2 — 0 1 5 7 — 0 2
得到外加剂对混凝土调整 的最佳效果。 这个最佳掺入量指标需要 通 过进 行 试 验 作 出测 定 。 除此 之 外 , 混 凝 土 外 加 剂 与水 泥 之 间 的 建 筑 业 不 断 发 展 至 新 的高 度 , 对 混 凝 土 的要 求 也 越 来 越 多 , 适 应性 还 受 到 掺 加 工 艺 的 影 响 ,掺 加 有 先 掺法 和 后 掺 法 之 分 , 反 比如 高密实性 、 可调性 、 大流动度 、 可调凝 、 低水热化 、 高耐 久性 复的实践证 明, 同样的掺加量 , 后掺法可 以取得优于先掺法 的效 等 都 有 一 定 要求 , 同时 还 要 求 降低 制 备 成 本 , 易养护 、 易成型 , 而 要 达 到 同 样 的效 果表 现 , 后 掺 法 需 要 的 外加 挤 用 量 更 节 省 。 要 达 到 这 些 目的 , 混 凝 土 外 加 剂 几 乎 成 了一 种 必 不 可 少 的配 料 。 果; . 2 混凝 土 的搅 拌 时 间以及 速 度的影 响 而外加剂 、 水泥 之 间存 在 的不 适 应 状 况 却 依 然存 在 。人 们 不 禁 困 2 混 凝 土 的 搅 拌 时 间和 速 度 对 混 凝 土 中含 气 量 的 多 少 具 有 很 惑, 在 水 泥 的标 准 条 件 不 断提 高 , 生 产 工 艺 大 幅 改 进 的情 况 下 , 外 加 剂 生产 技术 也迅 速 发 展 的 今 天 , 这 两 者 之 间 的适 应 性 问 题 大的影响作用 ,也可 以通 过对混凝土分散效果和凝结 时间的调 影 响 混 凝 土 的耐 久 性 以及 力 学 性等 特 性 。 却 更 加 突 出 。对 此 , 通 过 更 恰 当地 使 用 外 加 剂 , 使 得 外 加剂 与 水 整 ,
外加剂与水泥适应性的定义与试验方法
外加剂与水泥适应性的定义与试验方法外加剂和水泥的相容性应该是“双向适应”,实际上还是单纯强调外加剂对水泥的适应性,即混凝土外加剂如何去适应水泥。
关于混凝土外加剂与水泥的适应性有多种描述。
《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119 - 2003附录A规定了混凝土外加剂对水泥的适应性检测方法。
其主要内容是:对某种水泥需选择外加剂时,每种外加剂应分别加入不同掺量;对某种外加剂选择水泥时,每种水泥应分别加入不同掺量的外加剂。
对不同品种外加剂,不同掺量应分别进行试验。
绘制掺量为横坐标,流动度为纵坐标的曲线。
其中饱和点(外加剂掺量与水泥净浆流动度变化曲线的拐点)外加剂掺量低、流动度大,流动度损失小的外加剂对水泥的适应性好。
①按照混凝土外加剂应用技术规范,将经检验符合有关标准要求的某种外加剂,掺入到按规定可以使用该种外加剂且符合有关标准要求的水泥中,外加剂在所配制的混凝土(或砂浆)中若能产生应有的作用效果,则称该外加剂与水泥相适应;若外加剂的作用效果明显低于使用基准水泥的检验结果,或者掺入水泥中出现异常现象,则称该外加剂与水泥适应性不良或不适应。
②按照混凝土外加剂应用技术规范,将经检验符合有关标准的某种外加剂掺加到用按规定可以使用该品种外加剂的水泥所配制的混凝土(或砂浆)中,若能够产生应有的效果,就认为该水泥与这种外加剂是适应的;相反,如果不能产生应有的效果,则该水泥与这种外加剂不适应。
③水泥与减水剂的适应性影响到混凝土硬化前,硬化过程中和硬化后的性能。
涉及电化学、表面化学、水泥化学和高分子化学诸方面相互影响,十分复杂。
大体上可用3项指标衡量,即:初始流动度,是否有明晰的饱和点和流动度损失大小。
国内用水泥净浆流动度方法进行检测。
④作者认为,应从实际应用来考虑,以在外加剂和水泥系统中,掺入某种功能性外加剂能否达到预期的效果来表示外加剂与水泥是否适应。
GB50119 -2003的方法有时会出现误判。
最直观地应进行混凝土试验,通过新拌混凝土的坍落度及坍落度损失、保水性、粘聚性等及硬化混凝土的强度和耐久性来综合评定。
什么是外加剂与水泥的适应性
什么是外加剂与水泥的适应性化学外加剂已成为商品混凝土的第五组分,其品种日益增多,性能不断提高。
商品混凝土新技术,如高强高性能商品混凝土、泵送商品混凝土、商品商品混凝土、流态商品混凝土、自密实商品混凝土、水下不分散商品混凝土、喷射商品混凝土等的快速发展与广泛应用,均依赖于外加剂技术的不断提高。
关于商品混凝土外加剂,除了自身必须具有良好的性能外,在使用过程中,还存在着一个普遍而又非常重要的问题,就是与水泥的适应性,如商品混凝土坍落度经时损失快就是外加剂与水泥不适应的典型例子。
对于商品泵送商品混凝土、流态商品混凝土、自密实商品混凝土及低水胶比高性能商品混凝土等来说,与外加剂的适应性是一个非常重要且必须考虑的一个问题。
如果外加剂与水泥的适应性不好,不但会降低外加剂的有效作用,增加外加剂的掺量,从而增加商品混凝土的成本,而且还可能使商品混凝土无法施工或者引发工程事故。
与水泥存在着适应性问题的外加剂包括普通减水剂、高效减水剂、缓凝剂(有机缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂)、普通泵送剂、高效泵送剂、保坍剂(控制商品混凝土坍落度损失的外加剂)等。
由于这些外加剂多是减水型外加剂,且主要是减水剂组分与水泥及其他外加剂组分之间存在着适应性问题,故人们经常又将外加剂与水泥的适应性称之为减水剂与水泥的适应性,而事实上,某些有机缓凝剂、速凝剂、膨胀剂等外加剂也存在着与水泥的适应性问题。
影响外加剂检验结果的因素有很多,特别是在水泥组成和细度方面。
因此,检验减水剂及泵送剂等外加剂时,应使用G B 8076-1997标准规定的基准水泥;基准水泥除应满足42.5级硅酸盐水泥技术的要求,还应满足以下条件:C3A 含量为6%~8%、C3S 含量为50%~55%、f -C a O 含量1.2%、碱含量(N a2O+0.658K2O)1.0%、比表面积32020m2/kg 。
在实际工程中使用的水泥,由于其组成与细度同基准水泥不相同,故外加剂在实际工程中的作用效果可能与使用基准水泥的检验结果有差异。
浅析外加剂与水泥的适应性
的s 离子 ,造成 c 大量水化 ,形成大量水化铝酸钙结晶体并相互连 0: 一 A 接。这一结果轻者导致混凝土坍落度损失过 陕,严重者将导致混凝土异 常快凝。因而石膏 的成份 、溶解 度含量直接影响混凝 土的凝结时间 ,也 影响混凝土外加剂 与水泥的适应性 。 1 .水泥碱含量 的影响 .3 2 水泥中碱含量主要来 源于生产所用的原材料 ,是按N O+ . 8 ,计 a 6 KO o5 算 的重量百 分率来表示 。水泥 中过量 的碱会和集料 中的活性物质S i 反 O 应, 生成膨胀性的碱硅酸盐凝胶 ,一方面会导致混凝土开裂 ,另一方 面 碱含量 的增大降低 了外加剂对水泥浆体的塑化作用 ,使水泥浆体流动性 损失加快 ,凝结时间急剧缩短 ,减弱了高效外加剂的作用。但 当可溶性 碱 的含量过低时 , 不仅 当外加剂剂量不足 时坍落度损失较快 , 而且 当剂 量稍高于饱和点时 , 出现严重的离析 与泌水 。大量实验数据表 明,碱 会
12 水 泥 特 性 对 减 水 泥 塑 化 效 果 的 影 响 ( 附作 用 ) . 吸 1 .水 泥熟 料 矿物 组 成 的影 响 .1 2 硅酸盐水泥是建 筑工程 中最 常用 的水泥 ,它 由硅酸盐水 泥熟料 、
石膏调凝剂 和混合材料三部分 组成 。硅酸盐水 泥熟料 主要 由硅酸三钙 ( CS)、硅酸二钙 ( , Cs)、铝酸三钙 ( cA)和铁铝酸 四钙 ( CAF) 组成 ,它们对混凝土外加剂的吸附能力对 于混凝土的流动性及强度增长 都有很大 的影响 ,其 吸附混凝土外加剂能力 的顺序为cA>CA , .F>CS> cS , 。总的来说铝酸盐 ( ,cA ) cA F 在水化初期 其动电位呈正值 ,对 外加剂分子 ( 阴离子表 面活性剂 ) 吸附较强 ,而cs . ,cs 在水化初期其 动电位呈负值 ,因此吸附外加剂 的能力较弱。所以,在混凝土外加剂掺 量相 同的 情 况下 ,cA , 4 F 量 高 的 水 泥浆 体 中 ,混 凝 土 外 加 剂 的 分  ̄CA 含 散效 果就较差 ,混凝土单方 用水量大 幅增 加 ,坍落度 损失加快 。而生 产硅酸盐水泥熟料主要由石灰石和粘土两大原料 ,石灰质原料主要提供 C O,常 用石 灰 石 、白垩 、石 灰 质凝 灰 岩 等 ,粘 土 质 原 料主 要 提 供 s a i 、 0 A23 e0 ,常用粘土 、粘土质 页岩 、黄土等 。原料的变化将对外加剂 I ) , 0  ̄F 的作用效果产生很大的影响 。 1_ _2 2 水泥中石膏形态和掺量的影 响 石 膏在水泥生产 中用于调节水 泥凝结 时间,常采用 天然的或合 成 C S ,2 0,石膏掺量控制在 1 — .% ( ̄s aO - H, . 25 3 1 o %计 )。但如果石膏掺 l 量不够或细度不够 使石膏不能充分溶 解 ,当溶解度 含量小于 13 _%时 ,
混凝土外加剂与水泥的适应性与性能影响
一些外加剂 如糖 钙、 木钙 等与硬石膏 同 工 艺、 胶凝 材料 的成份 、 细度 、 水泥磨 细阶段工 艺的差异有 关. 其 中硬石青溶解性能较差 , 用, 不但不 能促进石 膏溶 解 , 反而会 降低 硬石青 的溶解度 , 使水 他如环境温度 、 加料 方式和外加剂用量也会产生影响 。
2 0 1 3年 3月 【 文章编号】 1 6 7 3 — 0 0 3 8 ( 2 0 1 3 ) 0 7 — 施工技术
混凝土外加剂与水泥的适应性与性能影响
涛
( 贵州省 中铁 电气化局第二工程有限公司 贵州省 贵 阳市 5 5 0 0 0 7 )
混 凝土外加剂与水泥 的适 应性 问题 , 涉及水泥 化学 、 高分子 水泥浆体的流动度值越大。 材料学 、 表面物理化学和 电化学等 多方面 的知识 , 是一个 极复杂 1 . 3 水 泥细 度 与颗粒 形貌 的影 响 的问题 , 但也是一个必须 了解与基本掌握的问题 。水泥是混凝土 为满足水泥新标准 的强度要求, 提高水泥细度是最有 效的办 最 基本 的胶 凝材料 , 我 国水泥 占世界水 泥总量 的 1 / 3 , 各水泥 厂 法, 但水 泥过 细, 表面积 的增 加, 需水 量大, 更加 降低 了液相 中残 已采取了一系列重大技术措 施来提高水泥质 量 以适应新标准 的 留外加 剂浓度 , 增加 了液体粘度 , 塑 化效果变 差 , 混凝土 坍落度 要求, 主要是提 高水泥早期强度 、 细度 ( 增大 比表面积) , C A的含 损失更快; 水泥过细水化速度快 , 水化热高 , 容 易产生裂缝。根据 盆、 混合料 的质量等 , 使水 泥达到 新标准 的要求 , 但不 同时期 效 国家标准 , 允许在水泥 中掺入一 定量的掺合料 , 常用掺合料有水
对水泥混凝土外加剂与水泥适应性探讨
1 . 混凝土外加剂与水泥适应性 的概 念
所渭混凝土 外加剂与水 泥间 的适 应性 ,可以认为是 :配制 混凝土 ( 或砂 浆 )时 ,按照 混凝 土 外 加剂 应 用技 术 规范 ,将 经检 验 符合 混 凝土外加剂有关标准的某种外加 剂掺加 到按规 定可 以使用该品种 外加剂 的水泥 中,若能够产 生应 有的效 果,则该水 泥与这种外加剂 是相适应 的 ,相 反 ,如果不 能产 生应 有 的效 果 ,则该水 泥与 这种 外加剂 是 不
【 关键词 】 水泥适应性 混凝土外加剂 配合比
引 言
随着 现代 建筑 技术 的 不断 发展 ,特 别是 预拌混 凝 土的不 断 商品 化 ,对混 凝土 的技术 要求也越来 越高 , 已不仅仅是满 足于达到设 计强
度要 求 即可 ,而是 必须 满足 环保 性 、安全 性 、耐久性 以及 工程 的 一 些 特 殊 要求 ,如 :抗 渗 、抗 冻 、 抗腐 蚀 、 自密 实等 要 求 。这 就 使 得混 凝 土仅 由传 统 的水 泥 、砂 、石 、水这 四种 组份搅 拌生 产 已适 应 不 了现 代生 产技 术 的发展 需要 。在 这种 情 况下 ,各 种掺 合料 及 以减 水 、缓凝 等为主要 组份配制 的混凝土 外加剂 已经成 为现代混凝 土 中不
土 的耐久性 ,通 常掺粉煤 灰或 磨细矿渣 有利 于新拌混凝 土 的流动性 , 而 且使其 坍落度 损失 减缓 。 温 、湿度 。温度 高时 ,水泥 水化 速度 加快 ,从而 使新 拌混 凝土 坍落 度损 失加 快 ,因此 ,在 高温 时 ,需要 提高 混凝 土外加 剂 的掺 量
和 防 止 水 分 蒸 发 , 以提 高 混 凝 土 的 性 能 。
建 筑 与发展
・ 36 。
混凝土外加剂适应性
[转] 泵送混凝土常见问题及解决办法1、砼外加剂对水泥的适应性(1) 水泥矿石是否稳定导致矿物组分是否稳定,从而影响到砼外加剂对水泥的适应性。
(2) 水泥生产工艺,如立窑与回转窑,冷却制度中的急冷措施控制得怎样,石膏粉磨时的温度等,造成水泥中矿物组分、晶相状态,石膏形态发生改变,从而影响到砼外加剂对水泥的适应性。
(3) 水泥中吸附外加剂能力:C3A>C4AF>C3S>C2S,水泥水化速率与矿物组分直接相关。
(4) 水泥存放一段时间后,温度下降,使砼外加剂高温适应性得到改善,而且f-CaO吸收空气中的水后转变成Ca(OH)2,吸收空气中的CO2后转变成CaCO3,从而使Mwo下降,也使砼和易性得到改善,使新拌砼塌落度损失减缓,砼的凝结时间稍延长。
(5) 普通硅酸盐水泥的需水量稍大于矿渣水泥,其保水性好,但一般塌落损失也较快。
(6) C3A含量较高的水泥,塌落度损失快,保水性好。
(7) 水泥中亲水性掺合料保水性好;火山灰质水泥保水性差,易泌水。
(8) 温度、湿度高低直接影响砼外加剂对水泥的适应性。
(9) 配合比中的砂、石级配及砂、石、水、胶材的比例也影响砼外加剂对水泥的适应性。
2、砼易出现泌水、离析问题的原因及解决方法2. 1 原因(1) 水泥细度大时易泌水;水泥中C3A含量低易泌水;水泥标准稠度用水量小易泌水;矿渣比普硅易泌水;火山灰质硅酸盐水泥易泌水;掺Ⅰ级粉煤灰易泌水;掺非亲水性混合材的水泥易泌水。
(2) 水泥用量小易泌水。
(3) 低标号水泥比高标号水泥的砼易泌水(同掺量) 。
(4) 配同等级砼,高标号水泥的砼比低标号水泥的砼更易泌水。
(5) 单位用水量偏大的砼易泌水、离析。
(6) 强度等级低的砼易出现泌水(一般) 。
(7) 砂率小的砼易出现泌水、离析现象。
(8) 连续粒径碎石比单粒径碎石的砼泌水小。
(9) 砼外加剂的保水性、增稠性、引气性差的砼易出现泌水。
(10) 超掺砼外加剂的砼易出现泌水、离析。
谈混凝土外加剂与水泥之间的适应性
邓 国 勇①D n o o g 武 俭②W uJa e gGu y n ; in
( 黑 龙江 省绥 滨 县环境 卫 生生理 处 , ① 绥滨 16 0 ; 黑 龙江 省绥 滨 县城 市建 设管理 处 , 52 0② 绥滨 160 520)
( P yioyOfe H injn u i on ni n et ai r,ubn160 ,hn ; ① hs l fc, eog ag i nC ut E v om naSnty S i 520 C ia og i l i Sb y r l a i ( H injn ub o n ra os utnA mnsa o fc, u i 160 ,hn )  ̄ eog agS inC u t UbnC nt co d iirtnO eS i n 52 0C ia ) l i i y r i ti i b 摘 要 :混凝 土外加 剂 与 水泥之 间的适应 性 问题 长 期以 来影 响 着 实际 工程对 外 加 剂 的应 用效 果 ,使 用 的 外加 剂要 进 行适 应性 试 验和 掺量 优 选, 使用 过程 中对 外加 剂质 量 和掺 量要 严格 控 制 。所 以为 了改善 和提 高混 凝土 性 能和 施 工性 能 , 现在 广 泛采 用化 学外加 剂做 混凝 土的 第 5 分 组 来 配制 混凝 上 , 增加 混 凝土 耐久 性 , 高工程 质 量 , 在 提 配制特 种 混凝 土 等方 面 , 混凝 土外加 剂发 挥 了不 可替 代 的作用 。 关键 词 : 混凝 土 外加 剂; 水泥 ; 适应 性
中图 分 类 号 :U 0 T 5 文献标识码 : A 文 章 编 号 :0 6 4 1 (0 0)1 0 2— 1 10 — 3 12 1 O — 27 0
1存 在的问题 减 水剂掺量。 水泥 : ③ 山东鲁南水泥厂 “ 宏” 4 .M a 通水泥。 鲁 牌 25 P 普 对 水 泥 制 品 和 混 凝 土 的 性 能 提 出 了新 的要 求 , 用 水 泥 、 子 、 外加剂 : S 一 采 砂 R T 2缓凝高效减水剂。 常用掺量 为 04 1 %。 . %~ . 常用量为 2 集料和 水 4组制作 的常用混凝 土 已不能满 足材料性 能和 施工 性能 06 .%。④试验得 出缓凝剂 的不 同掺量对水泥胶凝材料净浆 、 水泥胶 要 求 。 在 混 凝 土 、 浆 和 净 浆 的制 备 过 程 中 , 入 少 量 的 ( 超 水 泥 砂 影 响 结 果 砂 掺 不 用量 的 5 能对混凝土 、 %) 砂浆或 净浆改变性 能的一种产 品 , 为混 称 ① 某村道工程。② 目的 : 出符合施 工减 水率( 5 ) 初凝 时 求 1% 和 凝土外加剂。 混凝土中加入适量的外加剂 , 提高混凝土质量 , 在 能 改 间( ~ 4 5小 时 ) 要求的缓凝高效减 水剂掺量。 ③水泥 : 广西红水河水泥 善 混凝 土 性 能 , 少 混 凝 土 用 水 量 , 约 水 泥 , 减 节 降低 成 本 , 快 施 工 厂 “ 水河 ” 5 .M a普通 水 泥 。 加 剂 : B一 奈磺 酸 盐 甲醛 高 缩 加 红 牌 2 P 5 外 以 进度。随着技术的进步 , 外加剂 已成 为除水泥、 细骨料、 粗 掺合料和 合物为主要成 分的 MN - P缓凝高效减水剂( FS 液体 , 固化率 3 %)常 0 , 水 以外 的 第 5种 必 备 材 料 。 外 加 剂 是 混 凝 土 配 合 比 优 化 设 计 和 提 用掺量 为 1 % 3 常用量为 2 ④试验得 出缓凝剂 的不 同掺量对 掺 . %, 5 %。 水 泥胶 凝 材 料 净 浆 、 泥 胶 砂 影 响 结 果 。 水 高混凝土耐久性的一项重要措施。 2 外 加剂 与水 泥适 应 性 检 验 的必 要性 33实验 结果结论 从试验我们可 以看到 :随着缓凝剂掺量 的 . 外 加 剂 适 应 性 必 须 检 验 , 要 原 因是 , 于 工 程 所 使 用 的 某 种 增大 , 水率和初 凝时 间到一定 量值趋于饱和 , 并不是 同时到达 主 对 减 但 再增 大外加剂掺量 也不起减 水 非基 准水泥而 言 , 即使符合 《 混凝上 外加剂 》 G 8 7 ) 等品 的外 饱 和点。当外加剂达 到饱和掺 量时 , ( B 06一 加剂 , 同样 存在 化 学 成 分 定 性 和 剂 量 定 量 的 不 适 应 性 问题 。 目前 已 或缓凝 作用 , 还会给拌和物带来副作用 , 如干缩开裂 、 强度等级降低 经 知 道 , 有 的普 通 减 水 剂 , 木 钙 、 镁 、 钠 、 蜜 、 钙 、 镁 等 等 。 因 此 , 工 程 施 工 中使 用 缓 凝 减 水 剂 , 须 严 格 控 制 剂 量 , 可 所 如 木 木 糖 糖 糖 在 必 不 否 可 对 水 泥 所 使 用 的 石 膏 调 凝 剂 中 的 无 水 石 膏 、 石 膏 、 石 膏 、 石 用 盲 目超 掺 来 增 大 减 水 率 或 缓 凝 , 则 , 能 会 给 工 程 质 量 和 安 全 硬 萤 镁 膏 、 业 膏 渣 、 水 石 膏 、 水 石 膏 均 存 在 化 学 上 的 不 适 应 题 , 用 带 来 后 患 。 工 半 脱 使 后 不 是 减 少 单 位 用 水 量 , 是 增 加 了水 量 。 次 , 而 其 剂量 适 应 性 则 主 要 4 外 加 剂 与 水 泥 的 适 应 性 对 施 工 质 量 与 安 全 的 影 响 及 应 注 意 取 决 于 铝 酸 三 钙 的 含 量 大 小 , 酸 三 钙 越 高 外 加 剂 剂 量 适 应 性 越 差 的 问题 铝 不 同产 地 的水 泥 中所 含 铝 酸 三 钙 含 量 差 别 较 大 , 由于 其 强 大 的 吸 附 在 混 凝 土 中 加 入 适 量 的外 加 剂 , 提 高 混 凝 土质 量 , 善 混 凝 能 改 能力 , 几乎 对 所 有 的 ( 效 ) 水 剂 都 存 在 剂 量 不 适 应 问题 。 外 加 剂 土性能 , 高 减 减少混凝土用水量 , 约水泥 , 节 降低成 本 , 加快施工进度 , 这 外 适应性 的定量检验 实测出所有 的水 泥在混凝 土中的减水 率与减 水 给我们 的施工带来明显的经济 效益。但是 , 加剂与水泥的适应性 给工程带来 隐患, 甚至 造成 了严重 的 剂 的掺量关系 , 求出最优掺量 即饱和 掺量 , 超过 饱和掺量 , 掺再 多的 问题却没 有引起足够 的重视 , 外加剂也将不起减水作用 , 反而可 能带来副作用。按最优 ( 饱和 ) 掺 质量和安全事故。 : 如 某个商 品混凝土单位 , 为了给施工单位提供 高 强混凝土 , 未经 检验外加 剂剂量与水泥适应性 的情况下 , 在 在拌 制 量 的要 求 使 用 。 是 使 用 好减 水 剂 的重 要 保 证 。 混 凝 土 过 程 中添 加 了某 种 高效 缓 凝 减 水 剂 ( . ) 由于 混 凝 土 从 完 2% , 5 根 据 掺 外 加 剂 的水 泥 水 化 理 论 , 凡是 有利 于 水 泥 水 化 更 完 全 、 更彻 底 的外 加 剂 特 别 是 减 水 剂 , 会 一 定 程 度 地 增 大 干缩 。 这 是 由 成 搅 拌 出厂 到 施 工 现 场 泵 送 浇 注 所 需 的 时 间过 长 ,在 这 段 时 间 内 , 均 给 于水化更充分 的水泥石 中会生成更 多的水 化硅 酸钙凝胶 , 在其贡献 混 凝 土 的 坍 落 度 损 失 很 大 , 浇 注 造 成 困难 。 为 了 顺利 完成 施 工 任
谈外加剂与水泥的适应性及对混凝土性能的影响
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( 山西电建一公司, 山西 大同 037043)
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, 因此 � 了解混凝土外加剂与水泥的适应性及外加剂对 C 3A , C 4A F 混水后, 电位 呈正 值, 较 多地 吸附 外加 混凝土性能的主要影响, � 对更好使用外加剂, 处理好外 剂. C 3S , C 2S 混水后 电位呈负值, 吸附量较少. 在 加剂与水泥及混凝土的关系, 充分发挥混凝土在建筑 工程上的作用是十分重要的. 3A 需水量大 , 水泥矿物中 C 水化快, 放热大, 吸附外加 4A F , C 3S, C 2S. 水泥新标准实行 剂量最大 , 依次为 C 后, 水泥厂为提高强度而增加 C 3A 与 C 4A F , 其含量越 3A 含量对相容性的影响远比 高, 适应效果越差, 且C C 4A F 大, 3A 或其 这是由于高效减水剂优先吸附于 C 初期水化物的表面, C 3A 的水化速度比 C 3A F 快. 水 泥中 C 3A , C 4A F 含量低对外加剂适应好, 混凝土体积 稳定性好 , 开裂趋势减少 . 2.4 水泥细度与颗粒级配的影响 为满足水泥标准的强度要求, 提高水泥细度是最 有效的办法 , 但水泥过细, 表面积的增加 , 需水量大更 加降低了液相中外加剂浓度, 增加了液体粘度 , 塑化效 果变差, 混凝土坍落度损失更快. 水泥过细早期水化
混凝土外加剂与水泥适应性
混凝土外加剂与水泥适应性摘要:本文在总结混凝土外加剂与水泥不适应性的表现基础上,分析了影响外加剂与水泥适应性的因素,从而得到提高混凝土外加剂与水泥适应性的技术方法。
关键词:混凝土外加剂;减水剂;适应性混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌混凝土和(或)硬化混凝土性能的材料。
混凝土外加剂是提升混凝土性能、提高混凝土耐久性、实现混凝土可持续发展的一个经济有效的技术途径。
但在其使用过程中目前存在一些问题,混凝土外加剂特别是减水剂与水泥的适应性就是问题之一。
1 混凝土外加剂的种类从功能上分,常用的混凝土外加剂主要有减水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂、防水剂、膨胀剂、防冻剂、泵送剂、加气剂、阻锈剂、速凝剂、保水剂、增稠剂、减缩剂、保塑剂以及矿物外加剂。
实际应用中,还会涉及其他具有特殊功能的外加剂。
2 外加剂与水泥的适应性外加剂与水泥的适应性是指外加剂掺入后对水泥及新拌混凝土性能和硬化后性能的影响。
最直观的是对水泥混凝土施工和易性的影响,通常用混凝土拌和后的坍落度损失来表示。
2.1外加剂与水泥不适应性的表现(1)水泥异常凝结水泥以硬石膏为调凝剂时,由于这类石膏对木质素系减水剂、糖钙类减水剂以及多元醇类减水剂有很强的吸附作用,导致石膏的溶解度降低,无法提供足够的硫酸根离子与C3A反应生成钙矾石,会使C3A急剧水化,当水泥中C3A含量较高时(大于8%),可使混凝土产生“假凝”现象。
案例:某搅拌站用所在地区某品牌水泥给建筑工地供应C40混凝土,由于没有坚持对每一批水泥在开盘前做与外加剂的适应性试验,致使出厂混凝土拌合物坍落度目测有200mm,而到工地往混凝土泵车中卸料时,却发现该车混凝土已经卸不出来,通知厂内送一桶减水剂加入搅拌后,目测坍落度有170mm,基本可以满足泵送要求,但刚卸1m左右时,又卸不出来,立即把该车混凝土返厂,加入大量水及少量的减水剂,才勉强卸出,险些凝固在搅拌车中。
此外,水泥过分缓凝是减水剂导致水泥异常凝结的另一种表现形式。
混凝土外加剂与水泥的适应性
1 、 外 加剂 的掺 量和 工 艺
上 文有 论述 到 ' 夕 加剂 的掺 人 时 间和用 量对 其 与水 泥 的适 应 性有 着 很大
在配制混凝土的过程 中, 外加剂掺量一般小于或者等于水泥质量的5 %, 的作用, 因此 , 可以从掺人时间上, 采用外加剂后掺法, 从而改善外加剂的塑 在这个大范围下去试验寻找一个最佳的掺人量 , 以期能够使混凝土的性能得 形 的性 能 。 在 用量 上 , 一 定要 经 过多 次试 验 , 找 到外 加剂 的最 佳 掺量 进行 掺 和 到最佳的效果 。如果在实验过程中, 外加剂的掺人量高出或者低于最佳 的掺 加 入 , 从 而更 好地 改善 混凝 土 的各 项性 能 。 量, 那 么 就会 对混 凝 土 的性 能产 生 一 系列 不 良的影 响 , 比如会 直 接 影响 到 坍 ( 二) 尝试 复合 外加 剂 的使 用 塌度损失的快慢和泌水的大小等等 , 除此之外 , 还会延长或者缩短凝结 的时 外 加剂 的 种类 和功 能有 很 多 , 主要 有能 改 善混 凝 土拌 合 物流 变 性能 的 引 间, 增 加或 者减 弱凝 结 的强 度 。 气剂、 减水剂和泵送剂, 能调节混凝土拌合物凝结时间和硬度的早强剂 、 速凝 在 外加 剂 的掺 人工 艺 上 , 外加 剂 分 为先 掺 法 与后 掺 法 两种 情 况 , 经 过 相 剂 , 能调节混凝土拌合物耐久性能的防水剂和阻锈剂 , 能改善其它性能的膨 关工作人员做的大量实验表明, 外加剂使用后掺法比使用先掺法更能提高混 胀剂和着色剂等。如果将这些不同的外加剂进行适当的复合使用 , 不仅能使 凝 土 的性能 , 但是 要达 到混 凝 土的最 佳 状态 , 在后 掺法 中 , 外加 剂 的用 量往 往 外加剂在其性能上扬长避短, 而且更能使外加剂中不同的分子结构互相掺和 要小于先掺法的用量 。 实际上 , 后掺法加大了搅拌时间, 从而使混凝土与外加 剂 之 间发生 很好 的作 用 , 达 到 以期 的效 果 。 2 、 外加 剂 的种类 混凝土外加剂不 同的种类所含的分子结构也有所不同 , 例如外加剂中三 氧 化硫 等不 同的含 量对 水 泥颗粒 的影响 也就 不 同 。除此 , 外加 剂 形状 上 的不 同和分子量的不同也会影响着其性质。而且外加剂中的含碱量 比较高的话 , 非常有利于混凝土的早期强度 , 但是 , 这样一来也会加快新拌混凝土的坍塌
混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法
混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法在工程施工过程中,外加剂与水泥的适应性问题十分关键。
若因外加剂与水泥不相适应,而导致混凝土过于快凝或者是坍落度损失过大等问题,总是会归咎于外加剂。
混凝土如果不能满足施工要求,将会导致严重的工程质量,甚至埋下安全隐患,仅归咎于外加剂是较为片面的。
从具体实践来看,通过分析外加剂与水泥不适应导致混凝土不达标的原因,可以看出原因是很多的,既有外加剂质量的影响,也有水泥化学成分的影响,因为水泥本身就是由各种矿物构成的,其所用的石膏种类、掺和物、所含碱量高低等,也都会直接影响混凝土的质量。
1水泥矿物构成对外加剂的影响分析从结构上来看,水泥矿物主要是由铝酸三钙(C3A)、硅酸二钙(C2S)、硅酸三钙(C3S)、铁铝酸四钙(C4AF)等构成,其中,C3A 的水化速度最快,其次是C3S,再次是C2S和C4AF。
以回转窑生产的水泥熟料为例,其矿物构成通常是C3S:45%~65%。
C4AF:10%~18%。
C2S:15%~32%。
C3A:4%~11%。
不过,从实际情况来看,在与外加剂匹配程度上,C3A水化最快,而且,其对外加剂的吸附也最快,其次是C3S。
可见,C3A和C3S对水泥与外加剂适应性产生主要影响。
根据多年来的经验与教训,只要C3A,C3S能达到如下两个条件,一般都能满足施工要求:C3A不大于8%或C3A+C3S不大于65%,即只要能确保C3A不大于8%,C3S在50%~55%范围内,同时,采用二水石膏进行配制,这样的水泥强度通常能有良好的外加剂适应性。
将其与萘系高效复合减水剂、一般木质素类减水剂、泵送剂等进行配制,混凝土的坍落度损失都是比较小的,能较好地满足施工标准要求。
但如果C3A大于8%或C3A+C3S大于65%,即会发生水泥与外加剂不适应的问题,混凝土的坍落度损失也会比较大。
在水泥各种矿物中,C3A是影响外加剂的主要因素。
因此,为提高水泥早期强度,水泥厂都会提高C3A含量,但也给外加剂应用带来很大难度。
水泥混凝土外加剂与水泥适应性的探讨
原 料 L o s S S i O 2 A 1 2 0 3 C a O F e 2 0 3 M g O S O 3 T o t a l
熟料 2 1 . 6 0 5 . O 3 6 5 . 8 O 3 . 6 O 2 . 4 5 O . 8 5 0 . 8 5 石 膏 l 8 . 1 3 7 . 4 5 2 . 6 4 2 7 . 4 6 1 . 1 4 O . 5 5 3 9 . 5 9 3 9 . 5 9
l h后 加入 或 不加 外 加剂 ,测 定其 初始 和 1 h流 动度 , 对
水 泥 与外 加剂 的适 应性 进行 评估 , 当水泥 中未D n # I , D n T } U 时, 水灰 比为 0 . 3 5 ; 加 入外 加剂 后 , 水灰 比为 0 . 2 9 。 水泥 流 动 度 测 定按 照 6 B / T S 0 7 7 — 2 0 0 0 《 混 凝 土外 加 齐 U 均 质 性 性 试 验方 法》 进行。
供, 液体 , 用 量 为水泥 重量 的 1 % 。
1 . 2实验方法
1 . 2 . 1 粉磨实验
实验 中, 取熟料 5 k g 、 石膏 2 5 0 g进 行 混 合 配 料 , 配
小, 其流 动度 越 大 ; 但 是加 入外 加 剂 1 ( 萘 系外 加剂 ) 后,
当水泥 比表 面 积 为 3 7 3 m / k g时 , 水 泥 流 动度 最大 , 流动
( 1 ) 萘系 减水 剂 : 由江 苏博 特新 材料 有 限公司提 供 ,
固体 , 用 量 为水泥 重量 的 0 . 6 % 。
验 结果 。由图 1可知 , 水泥 比表 面 积和 流 动度 并不 是 简
表 面积 相 对 较 小 时 , 水泥 的流 动度 最 大 , 即 比表 面 积越
浅谈混凝土外加剂与水泥适应性的改善措施
浅谈混凝土外加剂与水泥适应性的改善措施混凝土外加剂已成为现代混凝土制备技术和施工技术所离不开的一种重要组分,各种外加剂的应用更是使混凝土材料实现高性能化和绿色化的重要措施之一然而混凝土外加剂与水泥之间有时存在不相适应性,并在一定程度上影响着外加剂的应用效果以及混凝土的性能。
笔者曾经对混凝土外加剂与水泥适应性的定义进行了描述,认为:按照混凝土外加剂应用技术规范,将经检验符合有关标准的某种外加剂掺入按规定可以使用该品种外加剂的水泥中,用该水泥所配制的混凝土或砂浆若能够产生应有的效果,就认为该水泥与这种外加剂是适应的;相反,如果不能产生应有的效果,则该水泥与这种外加剂不适应。
为了摸清上海、江苏、浙江、广东等地区水泥与外加剂的适应情况,寻求产生不相适应性现象的原因,提出有效的解决措施,笔者就上述地区减水型外加剂(包括普通减水剂、高效减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、普通泵送剂、高效泵送剂和控制混凝土坍落度损失外加剂等)与水泥的适应性问题展开了一系列的试验研究。
1混凝土外加剂与水泥适应性的影响因素及其作用规律影响外加剂作用效果的因素很多。
这些因素往往相互交织在一起,共同对外加剂的使用效果产生影响。
各种因素对混凝土外加剂与水泥适应性的影响规律及机理分析。
2混凝土外加剂与水泥适应性的改善措施为了改善混凝土外加剂与水泥的适应性,可采取以下几项措施:(1)要对混凝土原材料生产者、混凝土拌合物制备者和施工技术人员进行大力宣传。
只有全社会都承认水泥与外加剂之间存在是否适应这一问题,才能正确面对其可能产生的后果,也才能促使人们努力解决这一问题。
(2)混凝土制备者应对每一批水泥、每一批外加剂进行质量检测和混凝土试配试验,寻求原材料的技术特性,尽量将相互适应性好的外加剂与水泥配合使用,以避免因将不相适应的水泥与外加剂共同使用而造成的质量事故、材料浪费或成本提高。
(3)混凝土的制备成本固然重要,但混凝土制备者不能只注重节省费用而无视某些水泥(如铝酸盐含量相对较高者)或掺加了某种掺合料后的水泥所配制的混凝土对外加剂掺量的实际需求。
混凝土外加剂与水泥及掺合料适应性及改善措施
混凝土外加剂与水泥及掺合料适应性及改善措施外加剂是现代混凝土不可或缺的材料之一。
外加剂与水泥之间有时存在不相适应性,在一定程度影响外加剂的应用效果及混凝土性能。
外加剂与水泥适应性定义按外加剂应用技术规范,将经检验复合有关标准的某种外加剂掺入混凝土中,若能够产生应有的效果,就认为该水泥与这种外加剂是适应的;相反,如果不能产生应有的效果,则该水泥与这种外加剂不适应。
影响外加剂与水泥适应性的因素1.外加剂方面的因素材料方面的影响:工业萘来源、品味和纯度2.水泥方面的因素2.1矿物成分和石膏掺量2.2石膏型态和掺量2.3水泥的碱含量2.4 水泥中的混合材和混凝土掺合料2.5 水泥的细度2.6 水泥的新鲜程度和水泥的温度2.7 水泥助磨剂的应用3. 外加剂的掺量和掺加方法先掺法同掺法后掺法外加剂与水泥适应性改善措施1. 需要认识到外加剂与水泥适应性现象是存在的2.针对不同水泥进行外加剂复配调整3.外加剂掺量4.水泥厂、外加剂厂、混凝土企业共同解决水泥与外加剂不适应常见问题及解决措施现象:推荐掺量下,萘系高效减水剂塑化效果不佳可能的原因:1.高效减水剂磺化不完全或聚合度不理想。
2.水泥C3A含量较高,或石膏/C3A比例太小。
3.水泥含碱量过高4.掺加了低品质的粉煤灰5.掺加了沸石粉、硅粉等6.水泥比表面积较大现象:掺加木钙或糖钙后出现了不凝结可能原因:水泥中有硬石膏存在解决办法现象:掺加泵送剂后不能有效控制坍落度损失可能原因:1.水泥调凝剂石膏部分为硬石膏,而泵送剂中含有木钙或糖钙成分2.水泥碱含量过高3.水泥中C3A含量过高,或石膏/C3A比例4.水泥比较新鲜5. 水泥温度过高6.使用了低品味的粉煤灰7.使用了高碱性的膨胀剂。
适应性试验:如何调整外加剂与水泥的适应性
适应性试验:如何调整外加剂与水泥的适应性第一步宜从检测计划使用的水泥PH值开始,也就是水泥的碱度。
用PH试纸就可以完成这项工作,当然用PH计更好。
可以用三份水溶解一份水泥,充分搅拌后沉淀澄清,取清液一滴置于广泛PH试纸上,察看试纸背面变色程度以确定水泥的碱性。
一般PH值应在12以上,但也有的普硅水泥只有9~10,个别还更低。
试验结果让我们能初步判定:水泥中可溶性碱量大还是小;水泥中的混合材是否含偏酸性的材料或石粉类惰性材料使PH值偏低。
第二步是考察。
考察的第一部分是要尽量设法取得该种水泥的熟料分析结果。
水泥厂每班做一次熟料的萤光快速分析,每个月有一个平均值,虽然不可能写在水泥合格证上,但也不是一个保密资料。
假如我们能得到近期任何一日的熟料分析结果也可以。
依据分析的数据可以计算出水泥中的四种矿物:铝酸三钙C3A,铁铝酸四钙C4AF,硅酸三钙C3S和硅酸二钙C2S的数量。
影响水泥适应性的矿物是铝酸三钙、硅酸三钙和铁铝酸四钙。
这些数据可以帮忙我们选择缓凝剂的品种。
另外依据熟料分析中的碱和硫含量数据,我们能计算出塑化度值SD,作为复配外加剂时要适当加硫酸盐还是加碱的参考依据。
虽然熟料分析单中的碱是总碱量而非单纯的可溶性碱量,但对我们快速认定SD值仍有紧要的参考价值。
而将水泥溶于水后,溶液的碱含量是包括混合材在内的可溶性碱含量,对我们调整适应性的试验可能更有意义。
考察的第二部分是了解熟料磨成水泥时加多少什么种类的混合材。
这对分析诸如混凝土泌水,凝结时间异常(过长、过短)的成因都很有帮忙。
粉磨熟料时混合材只是矿渣(水渣)或粉煤灰,则出来的成品水泥对外加剂尤是缓凝剂的适应性好, 但以水渣作混合材的水泥有时泌水, 这是因水渣硬度大于熟料,不易磨得与熟料同样细的原因。
考察的第三部分是要把握混凝土掺合料的品种和细度情况。
全掺矿粉易泌水,但改善了混凝土多种性能。
全掺一般需水量高于105%的粉煤灰需要较多的拌和水量,而且凝结时间长,不过却明显抑制了泌水,但优质粉煤灰可以削减减水剂用量,假如掺的是统灰、因其中含一部分三级灰,则往往就是使高效减水剂“失效”的紧要原因。
混凝土外加剂与水泥的适应性探讨
3 减水剂与水泥 的适应性试验
减水 剂是 一 种常用 的混凝 土外 加剂 。以下 以减 水剂 为试 验对 象 , 要 阐述 混凝 土外 加 剂 对 水 泥 的 简 影响、 与水 泥 的相 容性 以及 改善 的措 施等 。
3 1 减水 剂对 水 泥的 影 响 .
混 凝 土 的性 能 不 仅 取 决 于 减 水 剂 与 水 泥 的性 能, 还取 决 于二 者 的适 应性 。因此 , 以采 取 以下措 可
t订 的有 关 水 泥 产 品 和 检 验 方 法 的 新 标 准 , 时 同
掺 量 的外加 剂 ( 推 荐 掺 量 范 围 内 ) 20g的水 , 在 与 1
搅 拌 4 m n i。
i 列 了国家 有 关标 准 法和 计 量 法 的 内容 , 量 增 对
{ 其 单 位 的 表 示 方 法尽 量 执 行 了 国 家 计 量 法 的 及
用 湿 布覆 盖待 用 。 ( ) 取水 泥 6 0 g 倒 入 搅 拌 锅 内 , 入 一 定 2称 0 , 加
{ 量监 督检 验 中心 编 著 的 《 泥 实验 室 工作 手 质 水
} 》 新版 ) 已于 20 册 ( , 0 9年 1月 由 中 国 建 材 工 业
;出版社 出版 。该 《 册》 补 了近年 来制 定 和修 手 增
混 凝 土质 量检 测 工作 。 收 稿 日期 :0 1 0 2 1 — 4—1 4 ( 编辑
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减水率大于固态减水剂 的减水率 。
3 2 减 水剂 与水 泥 的相容 性试 验方 法 .
段宏伟 )
减 水 剂 与 水 泥 的 相 容 性 试 验 过 程 分 为 以下 几
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混凝土外加剂与水泥适应性分析
摘要:混凝土外加剂与水泥的适应性是一个复杂的问题,其影响因素也较多。
往往完全符合有关标准的水泥和外加剂,当在共同作为原材料配制混凝土时就出现了不相适应的现象,有可能导致原材料供应商和工程建设单位相互推卸责任。
随着国家工程建设的大量、快速推进和外加剂新品种的增加、应用范围的不断扩大,外加剂与水泥适应性问题将会更复杂。
为更好的服务于实际工程,深入开展混凝土外加剂与水泥适应性问题的研究,寻求解决问题必要而有效的技术措施是当务之急。
关键词:外加剂;水泥;适应性;因素;措施
0引言
混凝土外加剂已成为现代混凝土制备技术和施工技术必不可少的第五组分,各种外加剂的应用是使混凝土实现高性能化和绿色化的重要措施之一。
由于外加剂与水泥适应性问题涉及到水泥化学、高分子材料、表面物理学和电化学等方面的知识,所以是一个极其错综复杂的难题,它影响着混凝土外加剂的应用效果和推广效果。
按照混凝土外加剂应用技术规范,对外加剂与水泥适应性的定义描述为:将经验符合有关标准的某种外加剂掺入按规定可以使用该品种外加剂的水泥中,所配置的混凝土或砂浆若能够产生应有的效果,就认为该水泥与外加剂是适应的;相反,如果不能产生应有的效果,则该水泥与这种外加剂不适应。
根据Aitcin等人的论述,认为水泥与高效减水剂适应性可以用初始流动性、是否有明确的饱和点以及流动性损失等3个方面来衡量。
当外加剂饱和点明显,达到饱和点时高效减水剂掺量不高,初始流动性较大,且静置1h 后流动性损失较小,表明适应性优良;当初始流动性不好,达到饱和点时高效减水剂掺量较大,同时静置1h后的流动性损失很大,表明适应性不好。
1 影响外加剂与水泥适应性的因素
1.1外加剂方面的因素
1.1.1 减水剂的种类
萘系高效减水剂的主要生产原料是工业萘,工业萘的品种和纯度对减水剂的性能有直接影响。
萘系减水剂在生产过程中的磺化程度越高,则转变为带有硫酸基磺化物的萘环越多,该减水剂的分散作用也越强;水解越充分,则随后的缩聚反应越容易进行,减水剂的减水率越好。
萘系高效减水剂分子的聚合度对其塑化效果有明显影响,一般萘系减水剂的聚合度为10%左右较好。
减水剂的状态也影响其对水泥的塑化效果,粉剂的减水率约比液体状态的低5%。
减水剂中存在着起中和作用的平衡离子,如Na+ 、Ca2+ 、MgO2+、NH 2+ 等,平衡离子不同,
分散效果和适应性效果也会有所差异。
氨基磺酸盐高效减水剂和聚羧酸高效减水剂与传统的萘系高效减水剂和密胺系高效减水剂相比,不仅掺量低,而且塑化效果、控制坍落度损失能力以及与水泥适应性等均得到改善。
1.1.2 缓凝剂的影响
多元醇类缓凝减水剂有时会引起混凝土假凝现象,但羟基羧酸盐、类和二甘醇等缓凝剂不会引发硬石膏等溶解度降低,相反会使其增高(氟石膏除外)。
对于常产生假凝的水泥,可以试用这类缓凝剂。
1.1.3 外加剂的掺量方法
外加剂的掺加方法有先掺法,采用后掺法所引起的塑化作用优于先掺法和同掺法.。
1.2 水泥方面的因素
影响水泥与外加剂适应性的因素很多,主要有水泥熟料的矿物组成(C3S和C3A含量等)、水泥细度、水泥颗粒级配、水泥颗粒球形度、水泥中碱的种类和含量、石膏的种类和含量、水泥中混合材的种类、细度和掺量等。
1.2.1 水泥颗粒级配
水泥颗粒级配对高效减水剂的饱和掺量影响不大,但是,在水泥比表面积相近的条件下,水泥颗粒中微细部分颗粒(<3μm)含量的增大,在水胶比较大或减水剂的掺量较大的情况下,可使水泥浆体的溶液中,减水剂的浓度决定了水泥浆体的流动性保持效果,浓度越大,浆体的流动性保持效果越好。
1.2.2 水泥生产中的调凝剂
水泥生产常用的调凝剂有二水石膏、半水石膏、硬石膏、工业废石膏、柠檬酸渣、电石渣等。
由于粉磨水泥熟料时磨机内温度升高,会使一部分二水石膏脱去结晶水转变为半水石膏甚至无水石膏(硬石膏)。
另外,有些水泥厂为了节省生产成本,往往采用硬石膏或工业废石膏代替二水石膏作为水泥调凝剂,当这类水泥遇到木钙、糖钙减水剂时,就会产生严重的不相容,甚至出现假凝。
调凝剂的溶解度影响水泥的水化速度,不同的调凝剂影响水泥与外加剂的相容性。
1.2.3 水泥中的混合材
我国水泥大多掺用不同种类和数量的混合材,常用的混合材有高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰、焙烧煤矸石、沸石粉等。
混合材的品种、性质和掺量等不同,对减水剂作用效果的影响也不一样。
实践表明,高效减水剂对矿渣水泥和粉煤灰
水泥的适应性较好,对火山灰、焙烧煤矸石为混合材的水泥的适应性较差。
1.2.4 水泥的矿物组成
水泥的主要矿物质成分C3S、C2S 、C3A、C4AF对减水剂的吸附能力不同,其由大到小的顺序为C3A、C4AF 、C3S 、C2S,即铝酸盐的矿物成分对减水剂的吸附能力大于硅酸盐矿物。
在高效减水剂掺量相同的情况下,C3A和C3AF 含量较高的水泥浆体中,减水剂的分散效果较差,混凝土拌合物的坍落度损失较大。
1.2.5水泥的碱含量
水泥含碱量增加,减水剂的塑化效果变差,含碱量的提高还会导致混凝土
凝结时间缩短和坍落度损失增大。
水泥中的碱对缓凝剂也有一定选择性,高碱水泥应少用酸性缓凝剂(如柠檬酸),而改用碱性缓凝剂(如三聚磷酸钠)。
1.2.6水泥的陈放时间和水泥温度
水泥陈放时间越短,水泥越新鲜,高效减水剂对其塑化作用效果越差。
出磨短的水泥,因为水泥粉磨时产生电荷,颗粒间相互吸附、凝聚的能力较强。
另一方面,新鲜水泥的正电性强,吸附阴离子型表面活性剂的数量多。
因此表现出减水剂的减水率低,混凝土的坍落度损失快,与减水剂的适应性差。
水泥的温度越高,水泥水化速度越快,减水剂对其塑化效果也越差,表现出减水剂的减水率低,混凝土的坍落度损失大。
2 改善外加剂与水泥适应性的措施
(1)改变外加剂的掺入时间,即采用后掺法或滞水法,可显著改善外加剂的保塑性能。
(2)适当增加外加剂的掺量,增加混凝土中外加剂的富余量也有比较明显的效果。
(3)采用复合外加剂。
多品种外加剂的复合使用,不只是外加剂性能上的取长补短,更重要的是不同分子结构的外加剂同掺,由于分子间的相互作用,应用技术效果会有显著提高。
(4)外加剂生产商复配外加剂时,正确选用减水剂的种类、有机、无机缓凝剂、保塑剂等组分。
(5)水泥生产厂家控制水泥中硫酸钙的含量和溶解度。
因为控制C3A的水化取决于孔隙溶液中的硫酸盐离子的平衡,SO42-的数量过多或过少都可能导致水泥浆体的急凝。
(6)加强磨机内物料温度的控制,在提高水泥比表面积的同时,加强磨机内物料温度的控制,避免温度过高或过低,生产中半水石膏过多或过少将影响到高效减水剂与水泥的适应性。
(7)在混凝土配合比设计试验室应充分进行混凝土原材料的优选,要选择流变性好、反应性能低的水泥,以达到节约水泥、降低成本、改善混凝土和
易性、提高混凝土物理力学性能和耐久性能。
(8)在混凝土中掺入部分活性掺合料(如粉煤灰),可以有效改善外加剂与水泥的适应性不良而导致的混凝土和易性差、减水效果差、保塑性差等问题。
总之,混凝土外加剂和水泥之间的适应性是一个错综复杂的问题,工程现场遇到适应性问题,首先遵照一般的规则将不适合的水泥和外加剂排除,其次在多次试验的基础上,将水泥和外加剂品种的选择范围缩小,最后还必须通过试拌混凝土来尝试解决。
解释:(C3S:硅酸三钙)(C3A铝酸三钙)(C2S硅酸二钙)、(C4AF铁铝酸四钙)。