最新外加剂与水泥掺合料不相适应的原因
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
维普资讯
第3 4卷 第 8期
2 0 0 8年 3 月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHI TECTURE
混凝土外加剂适应性问题的影响因素分析
混凝土外加剂适应性问题的影响因素分析摘要:混凝土外加剂是现代混凝土的制备及施工中一项重要的组成部分,外加剂的应用可以有效地提高混凝土的性能,并实现混凝土的绿色化。
但混凝土外加剂在使用过程中与水泥之间存在一定的不相适应性,影响了外加剂应用效果以及混凝土的性能。
本文分析了混凝土外加剂的影响因素,并提出了相应的控制对策。
关键词:外加剂;混凝土;适应性在混凝土中使用外加剂可以促进混凝土向高性能化和绿色化方向发展。
然而,在使用过程中,外加剂与水泥之间存在一定的不相适应性,严重影响了外加剂的效果以及混凝土的性能,给建筑工程带来了很大的安全隐患。
要确保混凝土外加剂发挥其应用效果,就应了解并掌握其与水泥之间的适应性作用规律,采取有效的措施解决适应性问题,从而确保混凝土的使用性能。
本文以混凝土外加剂中较常用的减水剂为例,重点分析了外加剂与水泥间的适应性问题的影响因素,并提出了相应的解决对策。
一、混凝土外加剂与水泥间的适应性影响因素在现代建筑工程中,混凝土是一种不可或缺的材料,其性能不仅仅取决于组成材料的性能,还取决于混凝土的配合比以及各材料之间的适应性。
外加剂在混凝土中所占的比例不大,但对混凝土的性能却有很大的影响。
适当地添加凝土外加剂对提高混凝土的坍落度、调节混凝土的凝结时间具有重要作用。
影响外加剂的是影响因素主要可以从外加剂本身、水泥以及混凝土的其它掺合料进行分析。
(一)外加剂自身的因素外加剂的品种、聚合度、纯度、官能团结构以及掺量等不同都会影响外加剂与水泥之间的适应性。
由于生产厂家、质量管理水平、技术水平、生产工艺等都会影响外加剂的适应性。
1、减水剂的种类萘系高效减水剂中,最常使用的为工业萘,其品种及纯度都直接影响着减水剂的性能。
在生产过程中,萘系减水剂的磺化程度越高,转化为硫酸基磺化萘环就越多,相应的减水剂的分散作用就越强。
此外,减水剂的状态对水泥的塑化效果也有一定的影响。
2、缓凝剂的影响多元醇类缓凝减水剂可能会引起混凝土的假凝现象,而除氟石膏以外的醚类、羟基羧酸盐和二甘醇等缓凝剂则不会引发硬石膏等的溶解度降低,反而会使其增高。
混凝土外加剂有关问题
混凝土外加剂有关问题掺加混凝土外加剂可以体现出良好的性能,所以混凝土外加剂已经成为制备混凝土的一种重要组分,随着混凝土外加剂的广泛应用,也使混凝土材料的发展实现了质的飞跃。
在国内,高标号混凝土几乎全部掺加外加剂。
工程中所用水泥品种很多,外加剂的品种也很多,在工程使用中容易存在这样一些问题。
例如某试验室在配制坍落度为90mm~120mm的C30混凝土时,外加剂采用成都市锦江区茂华建材厂的外加剂,水泥来源于四川万源大巴山水泥厂,掺加1.2%的外加剂用量,减水率仅为9.5%,减水率达不到技术指标;而后采用万州科华水泥进行实验,在外加剂品种不变,掺量为0.8%的时候,减水率达到了18.2%,这是使用同种外加剂与不同水泥品种的问题;该试验室在配制坍落度为180mm~220mm的C30的水下桩混凝土时,水泥为华新水泥,外加剂分别采用成都市锦江区茂华建材厂的外加剂与重庆海木交通技术有限公司的外加剂,在相同外加剂的掺量情况下,减水效果有很大的不同。
所以,不同品种水泥掺配相同的外加剂与相同品种的水泥掺配不同的的外加剂表现出不同的效果是本文重点探讨的问题。
一、混凝土外加剂的分类外加剂种类很多,功能多样,所以在国内与国外分法是不一致的,常有以下三种分类方法。
(1)按其主要功能可以分为四类。
1)改善混凝土拌和物流变性能的外加剂,包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。
2)调节混凝土凝结时间,硬化性能的外加剂,包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。
3)改善混凝土耐久性的外加剂,包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。
4)改善混凝土其他性能的外加剂,包括加气剂、膨胀剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。
(2)混凝土外加剂按化学成分分为有机外加剂、无色外加剂和有机无机复合外加剂。
(3)混凝土外加剂按使用效果分为减水剂、调凝剂(缓凝剂,早强剂,速凝剂)、引气剂、加气剂、防水剂、阻锈剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、泵送剂以及复合外加剂(早强减水剂,缓凝减水剂,缓凝高效减水剂)。
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
水泥与化学外加剂的适应性研究
2 9 9 mm
31 9 a m r
3 1 4mm
3 3 8 mm
3l 0 am r
3 3 4 mm
1 5 0 ai r n 2 5 0 mi n 7 2. 6 6 1 31 . 2 5 4. 7 8
3 0mi n
2 . 2 粉煤灰 粉煤灰是 工业产 品生产过程 中产 生 的一种 固体废物 , 一般是指从 通过燃烧煤炭来发 电的电厂所排放的废气和烟气 中所 收集得 到的粉末 状细灰 , 也可 以叫做飞灰 、 烟灰。混凝土 中加入适量 的粉煤灰 能够显著 的提高混凝土 的各项性能 。 本试验选用邹县 电厂一级粉煤灰 , 其主要性能如表 3 所示 。 表 3粉煤灰常用性能指标 ( %) 细度/ % 烧失量/ % 需水 量比/ %
本试验采用 的早强 剂是三乙醇胺 。 3 . 试验研究
3 . 1 试 验方 案
一
混凝土作 为重要 的建筑 材料, 经历 了普通 混凝土一 高强度 混凝土 高性 能混凝 土的发展过 程 。最 初, 混凝土 技术 的优 劣是 以强 度作 为 主要依据 的。到了上世纪 7 O 年代 末 , 由于减水剂 和高活性混凝土掺合 料 的开 发和应 用, 使高强 混凝土 的制备进入 了一个 新阶段一 高性 能混 凝土阶段n 。 目前, 混凝 土的高性能化 已引起各 国土木建筑与材料 工程 界的高度重视, 高性能混凝土在工程结构材料 中将 占据主导地位 。 另外 , 化学外 加剂 已成为混 凝土 的第五 组分 , 其 品种 日益增 多 , 性 能不 断提高 。通常高性 能混 凝土 中9 t ' ) J n 剂 以及活 性掺合料 的作用效 果会 因掺 量的不同而存在很大 的差异 , 有 时作用效果会 很差 , 甚至两者 根本不 相容1 3 ] 。研究表 明: 外加 剂的作 用效果 主要与所用水泥的组分和 性 能有 关 。如何提高外加剂对水泥 的适应性 对于扩大外加剂的使用范 围是个 很有现实意义 的课题 。本文设 计了水泥与减水剂的相容性 以及 水泥、 减水剂和粉煤灰 的相 容性 两组试 验 , 确定 了水泥与化学外加剂适 应 性相对较好 的组合 。为确 定高性 能混凝 土中外加剂和矿物掺合料 的 合理掺量提供依据 。
混凝土外加剂使用中的异常原因及解决措施
混凝⼟外加剂使⽤中的异常原因及解决措施混凝⼟外加剂混凝⼟外加剂虽然能有效改善混凝⼟性能,但有时也会产⽣负⾯效应,特别是在使⽤不当时会出现⼀些异常现象,对此应予以重视,找出原因及解决措施。
以下成因及解决措施供读者参考。
(1)混凝⼟坍落度损失⼤成因:外加剂与⽔泥或其他原材料适应性差;外加剂掺量低;⽔泥或环境温度⾼,⽔化速度快;混凝⼟配合⽐使⽤不当。
解决措施:通知外加剂⼚家调整外加剂与⽔泥的适应性,更换质量不合格原材料;提⾼外加剂掺量,增加矿物掺合料掺量;调整混凝⼟配合⽐。
(2)凝结时间过长成因:缓凝剂⽤量过⼤或突然降温未及时调整缓凝剂掺量,⽣产时没有注意根据⽓温和缓凝剂情况调整外加剂掺量;⽔泥质量发⽣变化;矿物掺合料存在质量问题;搅拌不均或搅拌时间过短,外加剂没有均匀分散。
解决措施:根据天⽓情况调整外加剂掺量;通知外加剂供应商降低缓凝剂掺量或更换混凝剂品种;更换⽔泥或矿物掺合料;⽣产是及时根据⽓温变化调整混凝⼟⽣产配合⽐。
(3)假凝成因:⽤硬⽯膏或⼯业⽯膏做调凝剂的⽔泥遇到含有⽊钙或糖钙的⽔泥;外加剂中含有碳酸钠早强剂;三⼄醇胺⽤量超过0.1%;⽔泥温度过⾼;早强剂掺量过⼤。
解决措施:更换⽔泥或外加剂;控制三⼄醇胺的掺量。
(4)离析、泌⽔成因:混凝⼟配合⽐不当,砂率或胶凝材料⽤量偏低;外加剂掺量过⼤,坍落度过⼤;⽔泥与外加剂适应性变好;缓凝剂中羧酸盐、磷酸盐或糖类过量。
解决措施:调整混凝⼟配合⽐,调⾼砂率或增加胶凝材料⽤量;更换缓凝剂品种,调整外加剂掺量;在外加剂中复配增稠剂或引⽓剂等保⽔组分。
(5)和易性差成因:砂率偏低或胶凝材料⽤量不⾜;外加剂掺量低或者减⽔效果不佳。
解决措施:调整混凝⼟配合⽐,提⾼砂率或增加胶凝材料⽤量;提⾼外加剂掺量。
(6)抓底成因:⽔胶⽐过低,减⽔剂掺量过⼤,⽔泥⽤量过⼤。
解决措施:调整混凝⼟配合⽐,增加砂率或提⾼矿物掺合料⽤量;掺加引⽓剂;降低外加剂掺量等。
(7)混凝⼟泛碱成因:⽆机盐早强剂、防冻剂掺量过⼤;早期养护不好,⽔分蒸发快。
水泥影响外加剂适应性的因素是什么
水泥影响外加剂适应性的因素是什么水泥影响外加剂适应性的因素很多主要有以下几点:(1)水泥熟料成分外加剂尤其是减水剂的使用效果随水泥熟料的矿物组成不同而有差异,其中C3A对适应性影响最多。
对于C3A含量高的水泥,减水剂的减水增强效果差。
随着水泥细度的缩减,C3A的影响也愈加较为明显。
总之,C3A含量高的水泥一般与外加剂的适应性都要差一些。
(2)水泥中木炭的种类及掺量当砖瓦生产中使用硬石膏,而又使用木钙、糖钙作缓凝硅化物时,混凝土拌合物的坍落度经时损失会明显增大,甚至发生“假凝”现象。
当水泥粉磨温度过高时,所掺入的二水石膏会部分脱水转变为失水半水石膏,这也会导致水泥净浆快凝而水泥与外加剂的适应性。
磷石膏、氟石膏等工业副产品,由于掺杂各种杂质,并且有效成分含量价格波动较大,也会影响水泥与外加剂的适应性。
(3)水泥中的碱含量一般认为随着水泥中可溶性碱含量增大,减水剂与水泥的适应性混凝土变差,减水剂的塑化对比度降低,混凝土坍落度经时损失增大。
但是,对于含Na2SO4的水泥(或Na2SO4由外加剂中带入),由于碱是以硫酸盐的形式牵涉到,Na2SO4的溶解度及溶解速度比水泥中石膏大得多,溶解的SO42-与C3A杨开第反应生成钙矾石抑制水泥水化,从而可以部分弥补由于碱外加剂增大对水泥的促凝作用以及对含量与水泥适应性的劣化作用。
因此有人提出水彩绘化度(SD)的概念,即SD=SO3/(1.29Na2O+0.85K2O),认为水泥中碱含量对外加剂与水泥适应性的影响与SO3含量,即SO42-含量有关。
在SO3不变时,随着碱含量增大,SD减小,适应性变差;在碱含量一定时,随着SO3减少,SD减小,适应性变差。
认为水泥的塑化度一般应控制在2.5~3.5之间为宜。
(4)水泥中混合材的种类及掺量不同种类混合材对减水剂的吸附产生聚丙烯不同影响,矿渣对萘系减水剂的凝胶吸附量小于煤矸石,因此掺情况下一般矿渣的水泥与减水剂的适应性优于掺电解锰的水泥。
混凝土外加剂和掺合料的相同点和不同点
混凝土外加剂和掺合料在建筑材料中起着重要的作用,它们可以改善混凝土的性能,提高混凝土的强度和耐久性。
然而,许多人对混凝土外加剂和掺合料的区别和通联并不清楚。
接下来,本文将对混凝土外加剂和掺合料的相同点和不同点进行探讨。
一、相同点:1.1 提高混凝土的性能混凝土外加剂和掺合料都可以通过改良混凝土的化学成分和物理性能,提高混凝土的整体性能。
通过添加外加剂和掺合料,可以提高混凝土的抗压强度、耐久性和抗渗性等。
1.2 节约资源混凝土外加剂和掺合料的使用可以减少水泥的用量,降低混凝土的成本,并且可以更好地利用资源,对环境起到了一定的保护作用。
1.3 增加混凝土的工作性能外加剂和掺合料可以改善混凝土的流动性和可塑性,使得混凝土更易于施工和加工。
二、不同点:2.1 材料来源混凝土外加剂通常是从外部引入的化学物质,如减水剂、缓凝剂、增塑剂等,其添加量一般较少,但对混凝土性能有显著影响。
而掺合料是指在混凝土制备中与水泥一同使用的材料,如粉煤灰、矿渣粉等,其用量一般较大,可以替代部分水泥。
2.2 作用机理混凝土外加剂主要通过改善混凝土的某些性能,如流动性、凝结时间等,达到提高混凝土性能的目的。
而掺合料则更多地从微观上入手,可以填充水泥熟料颗粒间的缝隙、激发水泥水化等反应,从而提高混凝土的密实性和强度。
2.3 添加时机混凝土外加剂一般是在混凝土拌合过程中添加,可以根据具体需要进行调整,比较灵活。
而掺合料则需要在混凝土配制之初就与水泥一同掺入,需要在设计和配合比中提前确定。
2.4 对混凝土性能的影响混凝土外加剂主要是从宏观上改良混凝土的性能,如提高抗压强度、延迟凝结时间等。
而掺合料更多地可以在微观上对混凝土进行调整,如填充细孔、控制水泥水化反应等。
通过以上分析,可以看出混凝土外加剂和掺合料在提高混凝土性能方面有相似之处,但在材料来源、作用机理、添加时机以及对混凝土性能的影响方面存在一定的差异。
在实际工程中,需要根据具体情况合理选择混凝土外加剂和掺合料,并加以合理配比和施工操作,才能更好地发挥它们的作用,提高混凝土的性能和使用寿命。
水泥与外加剂的相容性
外加剂方面的影响因素
1.1 高效减水剂的种类 目前商用高效减水剂主要有:萘系减水剂、三聚氰胺减水剂和新型的聚羧酸盐
系和氨基磺酸盐系高效减水剂。其中以萘系减水剂使用量最大。
1.2 外加剂对适应性的影响 首先是高效减水剂的性能与品质、化学成分、分子量、交联度、磺化程度、和
平衡离子等。 1.3 萘系减水剂
高温快烧的熟料,A矿发育良好,尺寸适中,边界清晰,水泥强度较高,与 外加剂相容性好。低温烧成的熟料,硅酸盐矿物活性较差,水泥强度较低, 熟料矿物中析出的C3A、C4FA的含量较高,水泥标准稠度用水量大,与外加 剂相容性差。
水泥矿物组成对外加剂相容性的影响
三率值对熟料矿物及水泥外加剂相容性的影响: 在煅烧温度较低,高温段熟料冷却速度较慢的烧成制度下,三率值
慢速冷却时:熟料中的β-C2S转变为α-C2S,熟料易粉化,矿物活性降低, 造成CA3和C4FA大量析晶。水泥与外加剂相容性差。
高温段冷却速度越快,结晶CA3和C4FA的量越少,可显著改善相容性。 燃烧气氛对熟料矿物及水泥外加剂相容性的影响:还原气氛对相容性不利。
混合材种类和品质对外加剂相容性的影响
1.4 新型的聚羧酸盐系和氨基磺酸盐系高效减水剂
新型的聚羧酸盐系和氨基磺酸盐系高效减水剂,与水泥具有较好的适应 性,但对流态高强泵送混凝土常常必须同时考虑外加剂与矿物掺合料 (如磨细石灰石粉、矿渣粉、粉煤灰、硅灰、膨胀剂等)的适应性。
环境条件的影响因素
环境条件的影响 在考虑水泥与外加剂适应性能时,离不开一定的环
一般情况下,随着水泥细度的提高,比表面积增大,对减水剂的 吸附量越大,减水塑化效应降低,经时损失相应加剧。
水泥方面的影响因素
1.7 水泥制成及温度: 制成时间短的水泥有时温度较高对减水剂
水泥与外加剂相容性分析与试验
水泥与外加剂相容性分析与试验【摘要】水泥混凝土生产过程中经常遇到外加剂适应性问题,处理不好会使新拌水泥混凝土工作性能下降,增加施工操作难度,本文主要分析的影响外加剂与水泥适应性的因素,提出改善建议,并列举试验实例分析。
【关键词】外加剂;水泥;适应性;试验引言外加剂已经成为商品混凝土除砂、石、水、水泥以外的重要组成成份。
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。
但是在试验工作中,经常会遇到这样一个问题:水泥与外加剂按相关标准检验均合格,但是在使用过程中,却经常出现混凝土坍落度损失快和假凝等异常现象,导致工程无法施工,或者引发工程事故,使试验工作陷于被动。
这就引出了一个非常普遍却非常重要的问题-外加剂与水泥的适应性。
1 外加剂与水泥的适应性含义与水泥存在适应性问题的外加剂,多是减水型外加剂,并且主要是减水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。
2 影响外加剂与水泥适应性的因素2.1水泥方面的因素水泥中C3A的含量在无石膏存在的情况下,水泥中C3A迅速水化产生水化铝酸钙,在有石膏存在的情况下则形成钙矾石可以降低减水剂的减水作用。
因此C3A含量增加对减水剂的吸附增大,减水作用相应的就减小。
其次是水泥的陈放时间和水泥温度。
水泥陈放时间越短高效减水剂对其塑化作用效果越差。
水泥的温度越高水泥水化速度一般越快,减水剂对水泥的塑化效果越差。
这时就会出现减水剂的减水率低混凝土的坍落度损失大等情况。
再次水泥颗粒级配。
水泥颗粒级配对高效减水剂的饱和掺量影响不大。
但是,如果水泥比表面积相近,水泥颗粒中小于3μm颗粒含量的增大,在减水剂的掺量较大或水胶比较大的情况下,可增强水泥浆体的初始流动性,还可加剧水泥浆体流动度的损失。
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。
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。
最新怎样调整外加剂与水泥的适应性
怎样调整外加剂与水泥的适应性怎样调整外加剂与水泥的适应性冯浩摘要:本文提出一种外加剂与水泥适应性的系统试验方法,解析该方法六个实验步骤及相关注意。
关键字:外加剂水泥混凝土适应性今天本人要与诸位探讨如何进行混凝土外加剂与水泥适应性试验的方法。
外加剂与水泥产生不适应的情况时有发生,尤其在使用泵送减水剂时发生更频繁。
不相适应的表现首先是新拌混凝土坍落度偏小,扩展度更小,可此时减水剂用量已经相当大了,通俗说法就是“打不开”;其次是坍落度损失大,有时甚至出现假凝,即在搅拌开始时水泥浆很稀,可是迅速发粘、变干,出机后混凝土和易性很差;其三是虽然坍落度和扩展度都不小,但是混凝土泌水、也有时滞后1—3小时泌水并且量大;还有时是砂浆包裹不住石子,发生离析但却并未伴大量泌水,如此这般。
更有时新拌混凝土中未观察到明显不适应,可硬化后强度偏低。
特定外加剂与特定的水泥发生不适应的原因可能来自三方面:水泥特性引起;混凝土组成材料、特别是其中的砂及掺合料引起;外加剂本身匹配不当所引起。
究竟哪个是主要原因,就需要经过试验和分析,怎样调整到相适应,就必须进行实验。
于是、从何处着手开始试验,就摆到我们面前了。
第一步宜从检测打算使用的水泥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,观察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断: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。
如果我们能得到近期任何一日的熟料分析结果也可以。
根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。
混凝土搅拌常见问题及解决方法
混凝土搅拌常见问题及解决方法混凝土质量通病防治的应用已成为混凝土施工中必不可少的环节,搅拌站的混凝土在拌制过程中常容易出现或这或那的问题,给施工进度及施工质量带来麻烦。
现就搅拌混凝土常出现问题的原因加以分析,并给出一系列解决途径。
一、泵送混凝土坍落度损失、坍落度不稳定问题产生原因1、混凝土外加剂与水泥适应性不好引起混凝土坍落度损失快。
2、混凝土外加剂掺量不够,缓凝、保塑效果不理想。
3、天气炎热,某些外加剂在高温下失效;水分蒸发快;气泡外溢造成新拌混凝土坍落度损失快。
4、初始混凝土坍落度太小,单位用水量太少。
5、工地现场与搅拌站协调不好,使罐车压车、塞车时间太长,导致混凝土坍落度损失过大。
6、混凝土搅拌称量系统计量误差大,不稳定。
7、粗、细骨料含水率变化。
8、水泥混仓存放,混合使用。
解决途径1、调整混凝土外加剂配方,使其与水泥相适应。
施工前,务必做混凝土外加剂与水泥适应性试验。
2、调整混凝土配合比,提高或降低砂率、用水量,将混凝土初始坍落度调整到200mm以上。
3、掺加适量粉煤灰,代替部分水泥。
4、适量加大混凝土外加剂掺量, 外加剂中调整缓凝成份(尤其在温度比平常气温高得多时)。
5、防止水分蒸发过快、气泡外溢过快。
6、选用矿渣水泥或火山灰质水泥。
7、改善混凝土运输车的保水、降温装置。
8、计量设备的精度应满足有关规定,并具有法定计量部门签发的有效合格证,加强自检,确保计量准确。
9、加强骨料含水率的检测,变化时,及时调整配合比。
10、进库水泥应按生产厂家、品种和标号分别贮存、使用。
二、混凝土易出现泌水、离析问题产生原因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。
2、水泥用量小易泌水。
3、低标号水泥比高标号水泥的混凝土易泌水(同掺量)。
4、同等级混凝土,高标号水泥的混凝土比低标号水泥的混凝土更易泌水。
5、单位用水量偏大的混凝土易泌水、离析。
6、混凝土混合物温度过高,尤其夏天,气温高,水化反应快,坍落度损失大。
影响混凝土外加剂与水泥适应性的主要因素
影响混凝土外加剂与水泥适应性的主要因素
戴 志宇 ‘ 陈 萍
(. 1齐齐哈 尔讷 河市 基本 建设 管理 处 ,讷 河市 I 1 0 ; . 齐哈 尔龙 江县 建 设工程 质量 检 测站 ,齐齐 哈尔 6 3 0 2齐 I10 ) 6 0 1
试验 表 明 ,减 水 荆用 于高碱 水 泥 ,混凝 土增强 效 果
()实 践证 明 ,降 低水 灰 比可 以提 高混凝 上强 2
问都会提 前 ,这主 要 是水 泥r fC A水化 怏 ,C A含 1
量增加 ,少 量行膏 不能满 足 它生 成胶状 钙矾 石 ,从
表 2 掺合料对外加剂与水泥适应性影响
而 影响 r石 膏的 凋凝 效 果。
22 .4石 膏 研 磨 温 度 .
水泥 厂 为 r缩短 热料 冷却 时 间 ,经常将 温 度还
较 高 的熟料 与 膏 同 崩 , .水 石膏 往 I0C高 温 下 一  ̄ 5 会脱 水成 为半 水 膏 , 温度 阿高 至 10 6 C以上 , 水
石膏还 会成 为溶解 性较 差的硬 石膏 影 响水泥 的适应
效 果。
掺煤 矸 水 泥的 减水 率 电没 有 标 准水泥 高 ,煤 矸
积稳定性 。
・
足, 或根 本无减水效果。⑥混
凝 土 龄期 强 度 无 明显 增 加 , 甚至下 降 。 ⑦混 凝土收 缩 率
如石 膏 研 磨 细 度不 够 ,会 影 响 石膏 的 溶解 性 ,
即使运用二水石膏也会产生速凝等现象。
223石 膏的 用量 ..
增加 较 多,硬化 混凝土 产生
占较大比例的水泥粒子得不刨外加剂的吸附分散 ,
从 而影 响 了减水 效果 。
水泥混凝土外加剂与水泥适应性影响因素的探讨
水泥混凝土外加剂与水泥适应性影响因素的探讨【摘要】混凝土外加剂的开发应用,使混凝土逐渐朝绿色高性能混凝土方向发展。
然而混凝土外加剂与水泥之间有时存在不相适应的状况,影响了外加剂的应用效果和混凝土的性能,并由此容易引起外加剂供应商、商品混凝土公司与混凝土施工单位之间的矛盾。
本文以减水型混凝土外加剂为例,从混凝土外加剂、水泥等方面入手,对水泥混凝土外加剂与水泥适应性的影响因素进行了探讨。
【关键词】混凝土外加剂水泥适应性探讨前言混凝土外加剂的开发应用,使混凝土逐渐朝绿色高性能混凝土发展。
然而混凝土外加剂与水泥之间有时存在不相适应的状况,影响了外加剂的应用效果和混凝土的性能,并由此容易引起外加剂供应商、商品混凝土公司与混凝土施工单位之间的矛盾。
要充分发挥混凝土外加剂在建筑工程中的作用,首先要掌握混凝土外加剂与水泥适应的作用规律,才能解决好混凝土外加剂与水泥适应性问题,从而确保混凝土具有较好的施工性能,并且确保体积稳定性能、耐久性能及混凝土强度等符合施工要求。
影响混凝土外加剂和水泥适应性的因素很多,有外加剂方面的因素、也有水泥方面的因素、还有混凝土掺合料品种、掺量和掺加方法及环境等因素的影响。
下面就以减水型混凝土外加剂为例,对混凝土外加剂和水泥适应性的主要影响因素进行探讨。
1 外加剂方面的影响因素外加剂方面的影响因素主要有:外加剂分子结构、聚合度、纯度、掺量等。
水泥等无机矿物颗粒由于范德华力、不同电荷的静电相互作用、水泥水化颗粒的表面化学作用,导致水泥颗粒粒子形成聚集结构,束缚一部分水,不能用于润滑水泥粒子,也不能立即用于水化,加入减水型混凝土外加剂,如加入萘系高效减水剂后,由于该减水剂会使水泥颗粒粒子形成双电层,双电层的静电斥力使水泥颗粒粒子分散;如加入氨基磺酸盐系高效减水剂,由于该减水剂会使水泥颗粒粒子表面的外加剂层相互作用产生空间斥力,该空间斥力使水泥颗粒粒子分散;如加入聚羧酸盐和羧基磺酸类盐系高效减水剂后,由于该减水剂会使水泥颗粒粒子形成静电斥力和空间斥力,这两种力的共同作用而使水泥颗粒粒子分散。
混凝土拌合物粘聚性差的原因
混凝土生产实践常常会遇到中低强度等级混凝土粘聚性差的问题。
常常表现为露石、浆石分离,保水性差。
一般在正常减水剂掺量时,混凝土无离析现象,但露石现象比较明显,即浆体和碎石分离,没有包裹性。
这种情况,很多砼行第一反应就是提高砂率,但这种做法无法根本性解决问题。
大家还会把减水剂掺量降低0.1%~0.2%,此时混凝土拌合物流动性就变差了,坍落度损失又加快,混凝土出机后30min坍落度损失超过60mm,导致现场施工困难。
(一)原材料(1)外加剂减水剂一般是增加流动性、分散性的。
引气剂也能增加流动性,还可以改善黏聚性,降低泌水性。
加入少量增稠剂也可以达到同样的效果,增大流动性和黏聚性,降低泌水性。
(2)掺合料如优质的粉煤灰,硅灰等超细微粒掺合料。
加入一定量的掺合料加以拌合,也是能达到上面所说的效果,就是增大流动性,降低泌水性,减少离析,增大黏聚性。
(3)集料一般来说吧,集料的级配好,那么保水性以及黏聚性都不会差的。
对于混凝土的粘聚性及保水性而言,细骨料中0.30mm及0.15mm以下的细颗粒含量至关重要。
细骨料的品质及颗粒级配往往是被忽视的,特别是在如今细骨料入库不能完全把控品质,存在很多变数的情况下。
国内外标准都建议分别达到15%及5%以上。
混凝土拌合物粘聚性差时,可以适当复配细砂增加0.30mm 以下颗粒含量,提高粘聚性,没有细砂时,可以增加粉煤灰用量。
对于中低强度等级混凝土来说,砂细度模数宜为2.5左右,粒径小于0.30mm颗粒含量20%为宜。
(4)水泥一般来说水泥对新拌混凝土的和易性的影响主要是水泥的需水量跟泌水性。
需水量大的水泥拌制的新拌混凝土的流动性较小,但是一般黏聚性跟保水性较好。
当然泌水性的水泥拌制的混凝土保水性是差的。
(二)浆体量浆体是由胶材、水、外加剂和含气量组成,应计入混凝土含气量对裹浆浆体的贡献。
混凝土中细骨料填充粗骨料空隙,浆体填充骨料空隙。
通常条件下,中低强度等级混凝土的单方浆体体积为0.28~0.33m³,浆体含量不足,不能有效填充、包裹骨料易造成粘聚性变差。
影响混凝土外加剂与水泥适应性的主要因素 杨春柳
影响混凝土外加剂与水泥适应性的主要因素杨春柳摘要:本文主要概括分析了混凝土外加剂与水泥适应性的主要影响因素,进而对混凝土外加剂与水泥适应性的改善对策,进行了深度的分析及研究。
从而能够依据建筑工程施工的实际要求及标准,通过混凝土外加剂与水泥适应性相关改善对策的有效实施,保障混凝土外加剂与水泥适应性能够满足实际的施工要。
关键词:混凝土;外加剂;水泥;适应性;影响;主要因素前言伴随着我国建筑工程事业的持续性发展,混凝土外加剂相关技术也迈向了新的发展台阶。
基于混凝土外加剂的种类较多,且其在性能上存在着一定的差异性,建筑工程实际的施工环境及工程特点存在的差异,不同地区对于施工材料不同的需求等情况,对混凝土外加剂的使用要求相对较高,若出现了混凝土外加剂不合理的使用情况,必然会影响建筑工程的施工质量。
而水泥作为建筑工程施工最为基础性的施工原材料,若水泥的适应性较低,也会导致建筑工程整体的施工质量无法得到保障,安全及质量隐患重重。
因而,为了能够有效的保障混凝土外加剂与水泥适应性符合建筑工程项目的施工要求,能够开展高质量的建筑工程施工工作,就需要相关单位对混凝土外加剂与水泥适应性主要的影响因素予以深度分析,进而提出可行性的改善对策。
从而能够尽可能的防止混凝土外加剂与水泥适应性的相关影响因素,对建筑工程项目整体的施工质量造成不良的影响,从根本上保障混凝土外加剂与水泥适应性符合施工要求,进一步保障建筑工程项目的施工质量,促进我国建筑工程事业的高效发展。
1、概述混凝土外加剂与水泥适应性的主要影响因素1.1 调凝剂方面若石膏的研磨细度较差,就会对石膏其自身的溶解性产生一定影响,在二水石膏应用后还是会出现速凝的情况。
在铝酸三钙的实际含量处于较高状态时,混凝土的凝结时间都会有所提前。
而出现这一情况的根本原因就在于水泥内铝酸三钙的化水快,铝酸三钙的实际含量偏大,较少的石膏并不能够满足胶状的钙矾石形成条件,以至于石膏调凝的效果不好。
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外加剂与水泥掺合料不相适应的原因摘要:外加剂与水泥/掺合料之间有时出现的不相适应性问题长期以来影响着实际工程对外加剂/掺合料的应用,并受到材料科学研究人员的高度重视。
本文首先对混凝土外加剂与水泥/掺合料之间的适应性进行定义,并从混凝土外加剂、水泥和掺合料三个方面讨论导致商品混凝土中外加剂与水泥/掺合料不相适应的原因和机理进行研究和分析。
关键词:外加剂水泥掺合料适应性影响因素改革开放以来,我国商品混凝土发展十分迅速。
从1979年我国建立第一家预拌混凝土搅拌站开始,商品混凝土搅拌站如雨后春笋般成长。
1990年,我国已建成100家商品混凝土搅拌站,到2002年,我国商品混凝土搅拌站数量更是高达1039家,实际年产量为13914m3,与2002年相比,2003年商品混凝土年产量的增加幅度超过30%。
混凝土商品化进程的实施在提高混凝土质量、满足结构工程实际需要、节约资源、节省能源、保护环境和文明施工等方面都发挥了巨大作用。
然而,我国东、西部及沿海地区的经济、技术发展不均衡,混凝土商品化步伐和商品混凝土技术水平差别也很大。
我国个别发达城市,如上海、北京、广州等,混凝土商品化供应比例已大于80%,而边远地区(有些甚至是省会城市),其混凝土商品化程度却不足20%。
为进一步提高混凝土商品化程度,加速混凝土商品化进程,2003年10月16日,我国商务部、公安部、建设部和交通部联合发布“关于限制禁止在城市城区现场搅拌混凝土的通知”。
通知规定:从2003年12月31日起,北京等124个城市禁止现场搅拌混凝土;其它城市从2005年12月31日起禁止现场搅拌混凝土。
可见,我国混凝土商品化步伐将急速加快。
商品混凝土离不开化学外加剂和矿物掺合料,各种掺合料和以减水剂为主要组份配制的各种外加剂为商品混凝土的生产和应用提供了必要的技术保障。
根据国外及我国发达城市商品混凝土的发展经验,首先要解决好化学外加剂和矿物掺合料的配套供应和应用技术问题,否则,混凝土商品化的进程必将受到严重的影响。
关于化学外加剂和矿物掺合料,我国已经制定了较齐全的标准规范,如:1)GB8076-1997 混凝土外加剂;2)GB8077-2000 混凝土外加剂匀质性试验方法;3)JC473-2001混凝土泵送剂;4)GB50119-2003 混凝土外加剂应用技术规范;5)GB1596-1991 用于水泥和混凝土中的粉煤灰;6)GB/T18046-2000 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉;7)JTJ275-2000 海工工程混凝土结构防腐蚀技术规范;8)GB/T18736-2002 高强高性能混凝土用矿物外加剂。
这些标准规范的制定和实施为混凝土化学外加剂和矿物掺合料的正确选择和应用提供了良好的技术保障。
但尽管这样,在实际工程中,常会出现不如意的使用效果,甚至出现重大工程事故,造成严重的经济损失,再者,也容易引起原材料提供方、商品混凝土生产方和施工方之间的矛盾。
实践表明,混凝外加剂与水泥/掺合料之间存在明显的适应性问题。
发达国家的水泥生产厂和外加剂生产厂数量较少,质量相对稳定,而我国混凝土外加剂厂有500家以上,水泥生产厂更是超过2000家,所以,商品混凝土生产过程中外加剂与水泥/掺合料适应性问题相当突出,由此带来的技术难题和质量事故也较普遍。
为正确认识外加剂与水泥/掺合料的适应性问题,本文结合工程实际和近几年的科研成果,对外加剂与水泥/掺合料适应与否进行定义,并就商品混凝土生产中较常出现的减水剂型外加剂(普通减水剂、高效减水剂、缓凝型减水剂、泵送剂等)与水泥/掺合料之间的适应性影响因素及机理展开全面研究和分析。
1. 混凝土外加剂与水泥/掺合料适应性的定义为正确定义外加剂与水泥/掺合料之间的适应性,首先应将因外加剂、水泥和掺合料本身性能不合格所产生的影响排除在外;其次,要将外加剂与水泥/掺合料是否能配合使用这一点考虑在内。
可以这样理解混凝土外加剂与水泥/掺合料的适应与不适应性的概念:按照混凝土外加剂应用技术规范[1],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(和掺合料)所配制的混凝土中,若能够产生应有的效果,我们就认为该水泥/掺合料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/掺合料与这种外加剂不适应。
比如,分别用五种普通硅酸盐水泥并掺加某种高效减水剂(经检验符合高效减水剂标准要求[2])配制混凝土,在其它因素都相同的情况下,有种水泥所配制的混凝土在减水率方面出现了严重不足,则说明这种水泥与该高效减水剂不适应,而其它几种水泥与该高效减水剂是适应的。
再比如,当某种水泥(掺有一定比例的掺合料)所配制的混凝土中掺加缓凝减水剂(经检验符合有关标准),不仅得不到应有的缓凝效果,反而出现了不正常的快凝现象,这肯定是由于该缓凝减水剂与所使用的水泥和/或掺合料不相适应引起的。
几乎所有品种的外加剂与水泥之间都存在适应性问题,只是目前来说商品混凝土中几乎全部使用减水型外加剂,而减水型外加剂与水泥/掺合料不相适应时能够比较直观快速地反应出,如出现混凝土流动性差、减水率低,或拌合物板结发热、流动性损失过快、不正常凝结等现象。
商品混凝土生产和使用过程中反响最强烈的问题主要是外加剂与水泥/掺合料之间不相适应所导致的各种矛盾和质量事故。
2. 减水型外加剂与水泥/掺合料适应性的影响因素及机理分析认为,减水型外加剂与水泥/掺合料的自身特性都会影响它们之间的适应性。
就减水型外加剂自身来说,其分子特性、聚合度、中和离子、掺加时的状态等都会对其作用效果产生影响;而对水泥来说,其化学组成、矿物成分、调凝剂石膏的状态和掺量、碱含量、混合材种类和掺量、粉磨细度等都是必须考虑在内的因素;对于掺合料,则其种类、掺量等对减水型外加剂的作用效果影响较大。
2.1 减水剂自身特性对其塑化效果的影响就萘系高效减水剂自身的特性来讲,影响其对水泥/掺合料塑化效果的因素有磺化度、平均分子量、分子量分布以及聚合度、聚合性质 (直链、支链等) 等,另外,减水剂掺加时的状态(粉状或液态)也影响其塑化效果,具体情况如下。
1)萘系减水剂在合成时的磺化越完全,则转变为带有磺酸基磺化物的萘环越多,该减水剂的分散作用也越强;水解过程也同样重要,因为水解过程可以使得萘环上α位的磺酸基除去,以利于缩聚反应。
2)萘系减水剂的分子量(也即聚合度)对其塑化效果的影响非常显著,存在一个最佳分子量值。
试验表明,萘系减水剂分子的聚合度为10左右时的塑化效果最理想。
3)萘系减水剂中起中和作用的反离子的性质也影响减水剂的塑化效果[3]。
4)萘系减水剂掺加时的状态会影响其对水泥的塑化效果。
试验表明,掺加粉状的减水剂其塑化效果比掺加液态减水剂时约低5%,其原因是粉状减水剂的分子呈缠绕形结构,而减水剂溶解在水中1天以上时则其分子呈直锁形结构,因此吸附在水泥颗粒上所起的分散效果就大些。
对于木质素磺酸盐系减水剂来说,其生产原料中木质素的来源、纯度、制备时加入的金属阳离子种类、添加状态等都对其作用效果产生一定影响。
表1是对木质素磺酸钙(MG)和木质素磺酸钠(MN)作用效果的对比结果。
可见,在相同掺量情况下,MN的塑化效果比MG 明显,但其对砂浆抗压强度的改善效果却不如MG。
表2 两种木质素磺酸盐减水剂对砂浆性能的影响(水泥采用海螺牌52.5P.O)与木质素磺酸盐系减水剂和萘系、密胺系高效减水剂相比,氨基磺酸盐系高效减水剂和聚缩酸系高效减水剂尽管减水率大,控制坍落度损失效果明显,但合成工艺过程中的诸多因素都会对其作用效果产生较大影响[4,5]。
2.2 水泥特性对减水剂塑化效果的影响水泥品种不同,则减水剂对其产生的塑化效果也不相同。
水泥熟料的矿物成分、化学组成、作为调凝剂的石膏的形态和比例等都会影响减水剂的塑化效果[3];水泥的细度、水泥中混合材的种类和掺量,以及水泥的新鲜程度、水泥的含水率、温度等也会对减水剂的塑化效果产生较大影响。
2.2.1 矿物成分水泥的化学组成和矿物成分因生产厂家在原材料的选择、配比、生产工艺的控制等方面的差异而有所不同。
我国水泥厂数量多,分布范围广,水泥熟料化学组成和矿物成分变动较大,这是我国商品混凝土生产中较易出现外加剂与水泥不相适应的原因之一。
通过对水泥熟料四大矿物成分C3S、C2S、C3A和C4AF对减水剂分子等温吸附的研究证明,其吸附程度的大小顺序为:C3A>C4AF>C3S>C2S,可见,铝酸盐相对减水剂分子的吸附程度大于硅酸盐相。
其原因是:C3A和 C4AF在水化初期其动电电位(Zeta电位)呈正值,因而较强较多地吸附减水剂分子(阴离子表面活性剂),而C3S和C2S在水化初期其动电电位呈负值,因此吸附减水剂的能力较弱。
业已证明,水泥中C3A和C4AF的比例越大,则减水剂的分散效果越差。
商品混凝土搅拌站生产过程中采用铝酸盐相(尤其是C3A矿物)含量较高的水泥时,容易遇到用水量大幅增加,混凝土坍落度损失加快的难题,原因就在于此。
2.2.2 调凝剂石膏的形态水泥粉磨过程中要加入一定量石膏作为调凝剂。
由于粉磨过程中磨机内温度升高,会使一部分二水石膏脱去部分结晶水转变为半水石膏甚至无水石膏(硬石膏),另外,有些水泥厂为节省生产成本,往往采用硬石膏或工业副产品石膏(无水石膏)替代二水石膏作为水泥调凝剂。
不论采用何种石膏生产的水泥,按照有关水泥标准进行产品检验时一般区别不大,但在掺加减水剂情况下,有时却表现出大相径庭的塑化效果,尤其是以无水石膏作为调凝剂的水泥碰到木钙(木钠)、糖钙组分时,则会产生严重的不相适应性,不仅得不到预期的减水效果,而且往往会引起流动性损失过快甚至异常凝结。
为什么调凝剂二水石膏部分转化为无水石膏或以无水石膏作为调凝剂的水泥碰到木钙(木钠)、糖钙时会产生前述异常现象呢?这是因为,石膏结晶形态不同,其对木钙(木钠)或糖钙的吸附能力也不相同,顺序为CaSO4> CaSO4.1/2H2O> CaSO4.2H2O。
当采用无水石膏为调凝剂的水泥掺加木钙(木钠)或糖钙与水一起拌合时,无水石膏表面立即大量吸附木钙(木钠)或糖钙分子,被吸附膜层严密地包围起来,无法溶出为水泥浆体系提供必要的SO42-离子,也就无法快速在C3A表面上形成大量AFt,因而造成C3A大量水化,形成相当数量的水化铝酸钙结晶体并相互连接。
这一结果轻者导致混凝土坍落度损失过快,严重者将导致混凝土异常快凝。
目前,我国泵送剂产品一般按照市场需要,分为普通型、中效型和高效型三类。
普通型泵送剂一般由木钙(木钠)和糖钙等组分进行复合,中效型泵送剂则一般由高效减水剂、木钙(木钠)和糖钙等组分复合而成。
使用这两类常用泵送剂容易出现与水泥不相适应的情况[6],希望商品混凝土搅拌站应正确分析原因,通过试验选择适应性较好的泵送剂品种。