减水剂对铝酸盐水泥施工性能的影响

开发与应用ＮＡｌ｝毪砖ｅＡｌｕＡｏ／磁火材料２００５。

３９Ｉ２１１１０—１１１。

１１５减水剂对铝酸盐水泥施工性能的影响曹怡薛群虎南峰杨保军唐荣明西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安７１００５５摘要研究了木质磺酸盐、磺化三聚氰胺甲醛和萘磺酸盐甲醛缩合物３种（类）减水剂对铝酸盐水泥（ｃＡ５０）胶砂的减水率、初凝时间、终凝时间、耐压强度和抗折强度的影响。

结果表明：上述减水剂对同一牌号的铝酸盐水泥的减水作用无差异；木质磺酸盐类减水剂对铝酸盐水泥的缓凝作用较强，磺化三聚氰胺甲醛的减水率最高，有促凝作用；３种（类）减水剂均使铝酸盐水泥胶砂的早期强度有所下降，其中萘磺酸盐甲醛缩合物的下降幅度最大。

关键词减水剂，铝酸盐水泥，浇注料，施工性能以铝酸盐水泥作为结合剂的耐火浇注料具有早期强度高，生产成本低，高温性能好等优点，是目前使用最广泛的一种不定形耐火材料。

但水泥含量过多，会导致浇注料中低熔物含量增加而影响其使用性能；另外，还会导致用水量增加，使浇注料气孔率增大，结构疏松，抗渣蚀性能变差¨Ｊ。

因此，浇注料中应尽量减少水泥用量。

但关于铝酸盐水泥与减水剂的匹配适应性方面的相关研究报道不多，有必要对其做系统、深入的研究。

与作为结合剂的水泥反应，因此，本试验以铝酸盐水泥胶砂为研究对象。

原料采用标准砂和同一牌号的３个等级的铝酸盐水泥ＣＡ５０—Ｉ、ＣＡ５０一Ⅱ和ＣＡ５０一Ⅲ。

标准砂符合ＧＢ／Ｔ１７６７１一１９９９《水泥胶砂强度检验方法（ＩｓＯ法）》中ｏ．５一１．０ｍｍ砂的要求，其埘（ＳｉＯ：）≥９８％，粒径＞１．０ｍｍ和＜０．５ｍｍ的含量均＜５％。

出厂的铝酸盐水泥理化指标见表１。

选用了３种（类）的减水剂，即木质磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物和磺化三聚氰胺甲醛。

１．２性能测试ｌ试验根据ＧＢ／Ｔ２４１９—１９９４《水泥胶砂流动度测定方１．１原料法》，以５４０ｇ水泥和１３５０ｇ标准砂为每次试验的用由于减水剂不与浇注料中的骨料和细粉反应，只量，分别测出流动度在（１４０±５）ｍｍ时的用水量，然表ｌ铝酸盐水泥的理化指标！呈垒！！！鱼垒皇竺！塑！塑竺巳旦呈！！１２翌呈皇旦壁巳垒竖！塑！巳翌巳皇壁！皇皇２１璺堕竺！！型旦！皇竺皇旦塑项目比表面移ｙ凝结时间／（时：分）抗折强度／ＭＰａ耐压强度／ＭＰａ∥％（ｍ２・ｋｇ一１）初凝终凝１ｄ３ｄ１ｄ３ｄｓｉ０２Ａ１２０３Ｆ６２０３Ｒ２０后根据公式：减水率＝（砜一形。

）／耽×１００％算出减水率。

其中：砜表示基准胶砂（不加减水剂的水泥胶砂）的单位用水量，职表示掺加减水剂的水泥胶砂的单位用水量。

根据ＧＢ／Ｔ１３４６—１９８９《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测定水泥净浆的初凝时间和终凝时间；根据ＧＢ／Ｔ１７６７１一１９９９《水泥胶砂强度检验方法（ＩｓＯ法）》测定水泥胶砂的耐压强度和抗折强度。

１１ＯＮ～ＨｕｏｃＡＩＬ∞／耐火材料２００５／２２结果与讨论２．１减水剂对减水率的影响为了减少试验数量，首先研究了化学组成相同、等级不同的３种铝酸盐水泥与减水剂减水率的关系。

选用木质磺酸盐类减水剂进行了试验，试验结果见表２。

可见，在减水剂用量相同，水灰比（水与水泥的质量比）相等的条件下，减水剂对水泥的减水率相同。

亲曹怡：女，１９８０年生，硕士。

收稿日期：２００４一０９—０２编辑：柴剑玲　万方数据万方数据这说明减水剂对同一牌号ＣＡ水泥的减水率是相同的，其主要原因是各水泥的化学组成相同。

因此，研究木质磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物和磺化三聚氰胺甲醛３类减永剂对｛ＣＡ５０铝酸盐水泥其他施工性能的影响时，只选用了ＣＡ５０一Ⅲ水泥为试验对象。

３种减水剂在推荐加入量的基础上进行试验，结果见表３。

研究表明，所选用的３种减水剂对铝酸盐水泥均有明显的减水作用，减水率为１０％一１５％。

表２木质磺酸盐类减水剂对ｃＡ５０水泥的减水率的影响ＴａｂＩｅ２Ｅ竹ｅｄＳＯｆｌｉｇｎＯＳｕＩｐｈｏｎａｔｅ０ｎｗａｔｅｒ－ｒｅｄｕｃｉｎｇｒａｔｉＯ０ｆＣＡ５０ａｌｕｍ｝ｎａｔｅｃｅｍｅｎｔｓ表３不同减水剂对ｃＡ５０一Ⅲ水泥的减水率的影响ＴａｂＩｅ３Ｅｆｆｅｄｓ０ｆｄｉｆｆｅｎ≥ｎｔｋｉｎｄ０ｆｗａｔｅｒ－ｎ≥ｄｕｃｉｎｇａｇｅｎｔｓ０ｎ竺型皇！：丝垒竺型２殳型！皇垡殳箜竺＝坐呈堕！！Ｑ堂呈！旦竺旦堕项目减水剂加入量／％流动值／ｍｍ水灰比减水率／％２．２减水剂对凝结时间的影响表４示出了减水剂对水泥凝结时间的影响。

试验结果表明，木质磺酸盐类减水剂对铝酸盐水泥具有明显的缓凝作用。

在试验过程中还发现此类减水剂会产生许多气泡，有引气作用，从而导致净浆的体积有明显的增加。

其原因一方面是木质磺酸盐吸附于水泥颗粒表面，使水泥的早期水化速度减慢，从而相应地延缓了水泥净浆的凝结时间旧ｏ；另一方面，是由于木质磺酸盐中含有一定数量糖类及其他还原物（如脂、糖醛、有机酸等），这类物质是多羟基碳水化合物，亲水性强，被水泥颗粒吸附后使其表面的溶剂化水化膜层增厚，动电电位增高，水泥颗粒间的分散作用力加大，凝聚作用力减弱，促使水泥水化诱导期延长，因而产生缓凝现象¨ｊ。

木质磺酸盐类减水剂有引气作用，是因为该类减水剂具有较强的固一液界面活性及液相界面活性。

它不但能降低水泥颗粒的固一液界面能，使水泥颗粒表面的‘负电位降低，而且能降低液一气表面张力，因而具有一定的引气作用ＨＪ。

萘磺酸盐甲醛缩合物类减水剂无明显引气作用，是因为该类减水剂几乎不降低水的表面张力，因而起泡作用小，几乎无引气作用；而且萘系减水剂由于不含有羟基、醚基等亲水性强的极性基团，故也无明显的缓凝作用ＨＪ。

磺化三聚氰胺甲醛减水剂的作用机理与萘磺酸盐甲醛缩合物类减水剂相近，因此也没有明显的缓凝作用和引气作用。

表４减水剂对ｃＡ５０一Ⅲ水泥凝结时间的影响ＴａｂＩｅ４Ｅ仟ｅｃｔｓ研ｄｉ什ｅｒｅｎｔｋｉｎｄ０ｆｗａｔｅｒ－ｒｅｄｕｃｉｎｇａｇｅｎｔｓ０ｎ呈壁！旦望！｜竺皇垡鱼竺竺＝堡垒！坚竺！旦堂皇！！婴！坐项目加入量／％初凝时间／（时：分）终凝时间／（时：分）２．３减水剂对强度的影响表５示出了减水剂对水泥强度的影响。

可见，减水剂对铝酸盐水泥强度的影响是明显的，尤其是木质磺酸盐类减水剂，它使铝酸盐水泥胶砂的强度大幅度下降，养护１ｄ的抗折强度仅有ｏ．９ＭＰａ，这样的强度无法用于实际生产中。

萘磺酸盐甲醛缩合物类减水剂使得水泥胶砂的强度下降了２０％～３３％，磺化三聚氰胺甲醛减水剂使得水泥胶砂的强度下降了５％一２２％。

木质磺酸盐类减水剂导致水泥胶砂强度大幅度降低的原因也是因为它的缓凝作用和引气作用，使得水泥胶砂的孔隙增大，从而影响早期强度。

因此，仅从强度方面考虑，磺化三聚氰胺甲醛减水剂的性能略好些。

…表５减水剂对ｃＡ５０一Ⅲ水泥的强度的影响Ｔａｂｌｅ５ＥｆｆｅｃｔｓＯｆｄｉ什ｅｒｅｎｔｋｉｎｄ０ｆｗａｔｅｒ－ｒｅｄｕｃＩｎｇａｇｅｎｔｓＯｎｓｔｒｅｎｇｔｈ０ｆＣＡ５０一ⅢａＩｕｍｉｎａｔｅｃｅｍｅｎｔ３结论（１）减水剂木质磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物和磺化三聚氰胺甲醛对同一牌号的铝酸盐水泥的减水率是相同的，且均对铝酸盐水泥有较明显的减水作用，这对改善新拌铝酸盐水泥胶砂的和易性有利。

（２）减水剂木质磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物和磺化三聚氰胺甲醛都使铝酸盐水泥胶砂的早期强度有不同程度的下降。

（下转１１５页）２００５／２耐火材料／州Ｈｕ０ｃＡＩＬ∞１１１　万方数据万方数据常温强度比含高岭土试样的低，而抗热震性比含高岭土试样的高。

参考文献［１］ＬｅｓｓｉｎｇＰＡ，Ｇ叩ｄｏｎＲｓ，Ｍ北ｄｉｙ鹪ｎｉＫｓ．ｃｒｅｅｐｏｆｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｍｕｌｌｉｔｅ．ＪＡｍＣｅⅢｎＳ０ｃ，１９７５，５８（３—４）：１４９一１５３［２］ＲｏｂｅｒｔＦＤ，Ⅱｈ柚ＡＡ，Ｊ∞ｅｐｈＡＰ．Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｍｕｕｉｔｅ．ＪＡｍＣｅｍｍＳｏｃ，１９７２，５５（２）：９８一１０１［３］ＭｃＣｏｎｖｉｌｅＣＪ，ｗ＿ＥＬ∞ＪＨｓｈａｒｐ．ＭｉｃｒｏｓⅡｕｃｔＩｌｒａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｉｎ缸ｅｄｋａｏｌｉｌｌｉｔｅ．ＢｒｉｔＣｅｒ啪１ｈｎｓ，１９９５。

５１：５５５—５５９［４］Ｖｉ洲ａｂ∞ｋａｍｎＶ，Ｇｎ锄锄ＦＤ，Ｂａｌ嬲ｕｂ矾ｍ蛐ｉ明Ｍ．Ｍｕｌｌｉｔｉｓａｔｉｏｎ［５］［６］［７］ｂｅｈａｖｉｏｕｒ０ｆ８叫ｔｈＩｎｄｉａＩｌｃｌａｙｓ．Ｃｅ捌【ＩｌｉｃｓＩｎｔｅｍａｔｉ仰ａｌ，２００２，２８：５５７—５６４ＫｕｏＣｈｕｎｇＩｊｕ，Ｇａｒｅｔｈｎ唧ａｓ，ＡｎｇｅｌＣａｂａｌｌｅｒｏ，ｅｆ以Ｔｉ黜一ｔｅｍ－ｐｅｍｔｕｒｅ一响ｎｓｆ０珊ａｔｉｏｎｃｕｎｒｅｓｆｏｒｋａｏｌｉｎｉｔｅ—ａｌｕｍｉｎａ．ＪＡｍＣｅ姗Ｓｏｃ，１９９４，７７（６）：１５４５—１５５２Ｋｉｙｏｓｈｉ０ｋａｄａ，ＮｏｚｏｍｕＯｔｓｕｋａ．Ｃｈ啪ｃｔｅｄｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｐｉｎｅｌｐｈ鹊ｅｆｍｍＳｉ０２一Ａ１２０３ｘｅｍｇｅｌｓａＩｌｄｔｈｅｆｏｍａｔｉｏ“ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｕｌｌ№ＪＡｍＣｅｍｍＳｏｃ，１９８６，６９（９）：６５２—６５６Ｈ船ｓｅｌｍａｎＤＰＨ．Ｕｎｉｆｉｅｄｔｈｅｏｒｙｏｆｔｌｌｅ瑚ａｌｓｈｏｃｋｆｈｃｔｕｒｅｉｎｉｔｉａｔｉｏｎａＩｌｄｃｒａｃｋｐｍｐａｇａｔｉｏｎｉｎ妯ｔｔｌｅｃｅｍＩＩｌｉｃｓ．ＪＡｍＣｅｒ锄Ｓｏｃ，１９６９，５２（１１）：６００—６０４Ｅ仟ｅｃｔｓＯｆｆｉｒ．ｎｇｓｃｈｅｄｕＩｅａｎｄｂｉｎｄｅｒｓｏｎｐｒｏｐｅｒ￡ｉｅｓＯｆｃＯｒｕｎｄｕｍ—ｍｕ¨ｉｔｅｋｉｌｎｆｕｒｎ．ｔｕｒｅ／ＺｈｅｎｇＪｉａｎｐｉｎｇ，ＹａｎｇＨｕｉ，ＣｈｅｎｇＢｅｎｊｕｎ／／ＮａｉｈｕｏＣａｉｌＩａｏ．一２００５，３９（２）：１１２Ｃｏｒｕｎｄｕｍ—ｍｕ¨ｉｔｅｋ．ＩｎｆｕｒｎｉｔｕｒｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｕｓｅｄｔａｂｕＩａｒｃｏｒｕｎｄｕｍ（３～１ｍｍ，≤１ｍｍ），ｍｕＩ｜ｉｔｅ（≤１ｍｍ）ａｎｄａ—Ａ１２０３ｐｏｗｅｒａｓｓｔａｒｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｋａｏ¨ｎｏｒｓｉ｜ｉｃａｇｅＩ—ａＩｕｍｉｎａｇｅＩａｓｂｉｎｄｅｒ，ａｎｄｔｈｅＶｗｅｒｅｆｉｒｅｄｆｉｒｓｌ｜Ｖａｌ１０００℃，１１５０℃．１２００℃，１３００℃ａｎｄ１５００℃ｆｏｒｌｈｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅＩｙａｎｄｔｈｅｎａｌ１７００℃ｆｏｒ１ｈｉｎｏ．Ｉ—ｂｕｒｎｅｄｄｏｗｎｄｒａｕｇｈｔｋ．Ｉｎ．ＴｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｈｅｔｗｏｂｉｎｄｅｒｓｋａｏＩｉｎａｎｄｓ川ｃａｇｅＩ—ａＩｕ—ｍｉｎａｇｅＩａｆｔｅｒｂｅｉｎｇｈｅａｔｔｒｅａｔｅｄａｔ１０００℃，１２００℃，１３００℃，１５００℃ｆｏｒ１ｈｒｅｓｐｅｃｔｉＶｅＩｙａｎｄｔｈｅ．ｒｅ仟ｅｃｔｓｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｈｅｒｍａＩｓｈｏｃｋｒｅｓｉｓｔａｎｃｅＯｆｔｈｅｃＯｒｕｎｄｕｍ—ｍｕＩ｜ｉｔｅｋｉＩｎｆＵｒｎｉｔｕｒｅｍａｔｅｒｉａＩｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒａ—ｔｉＶｅＩｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．１ｔｗａｓｆＯＵｎｄｔｈａｔｔｈｅｍｕＩ｜ｉｔｅｆＯｒｍｅｄｉｎｓ＿Ｉｉｃａｇｅｆ—ａＩｕｍｉｎａｇｅＩｂｉｎｄｅｒｐｒＯｍｉｎｅｎｔＩｙａｔ１１５４℃。