解决水泥适应性的

式中：Ves－干砂浆体积(l/ m3 ) 式中：Ves－干砂浆体积(l/ Ves=Vc +Vf +Va + Vs Vc. Vf. Va .Vs － 分别表示水泥、细掺料、空气、砂子的体积(l/m ) 分别表示水泥、细掺料、空气、砂子的体积(l/m Ve － 浆体体积(l/m3 ); 浆体体积(l/m3 Ve=W+Vc+Vf+Va; W － 用水量(l/m3 ) 用水量(l/m3 由此式可以看到各种因素对砂率的影响： 由此式可以看到各种因素对砂率的影响： (1)砂率随着用水量增加而增大 (1)砂率随着用水量增加而增大; 砂率随着用水量增加而增大; (2)砂率随着浆体体积增加而减小 (2)砂率随着浆体体积增加而减小; 砂率随着浆体体积增加而减小; (3)砂率随着石子最大粒径的增大而减小 (3)砂率随着石子最大粒径的增大而减小。 砂率随着石子最大粒径的增大而减小。
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(7)适当降低砂率可延缓坍落度损失。 (7)适当降低砂率可延缓坍落度损失。 适当降低砂率可延缓坍落度损失 以上延缓坍落度损失的方法可单独使用或复合使用，但是首先是CSP的等效减水系数和等效缓凝系数 以上延缓坍落度损失的方法可单独使用或复合使用，但是首先是CSP的等效减水系数和等效缓凝系数 必须满足流态混凝土的工作性要求。 必须满足流态混凝土的工作性要求。 2.复合超塑化剂(CSP)的配方设计 2.复合超塑化剂 复合超塑化剂(CSP)的配方设计 商品混凝土应用的复合超塑化剂(CSP)不同于一般的高效减水剂 它在满足大的初始坍落度要求时， 不同于一般的高效减水剂， 商品混凝土应用的复合超塑化剂(CSP)不同于一般的高效减水剂，它在满足大的初始坍落度要求时， 还能控制坍落度损失，减小泌水和离析。因为商品混凝土首先必须其有好的工作性， 还能控制坍落度损失，减小泌水和离析。因为商品混凝土首先必须其有好的工作性，否则不能进行 正常施工。通常CSP的主要成分应包括高效减水剂 缓凝剂、引气剂、稳定剂等。 的主要成分应包括高效减水剂、 正常施工。通常CSP的主要成分应包括高效减水剂、缓凝剂、引气剂、稳定剂等。 复合超塑化剂的组成和掺量取决于胶凝材料的组成和混凝土配合比。在相同原材料构成系列(C20～ 复合超塑化剂的组成和掺量取决于胶凝材料的组成和混凝土配合比。在相同原材料构成系列(C20～ C60)流态混凝土时 因为用水量的变化较大，所以CSP的掺量变化范围也较大 但是、 C60)流态混凝土时，因为用水量的变化较大，所以CSP的掺量变化范围也较大。但是、对于一定 流态混凝土时， 的掺量变化范围也较大。 的混凝土体系所要求的缓凝组分的成分和剂量是相对固定的。这样、 的混凝土体系所要求的缓凝组分的成分和剂量是相对固定的。这样、在变化的掺量与相对固定的缓 凝组分之间产生了矛盾。 凝组分之间产生了矛盾。外加剂生产厂为了满足工程应用的要求需频繁调整外加剂配方是为了解决 这种矛质。CSP配方设计是针对一定的混凝土体系的 能较好地解决这种"变化与固定"的矛盾， 配方设计是针对一定的混凝土体系的， 这种矛质。CSP配方设计是针对一定的混凝土体系的，能较好地解决这种"变化与固定"的矛盾， 得到适应性好的CSP配方 而作者新近研发的”复合超塑化剂(CSP)配方设计软件 配方。 配方设计软件” 得到适应性好的CSP配方。而作者新近研发的”复合超塑化剂(CSP)配方设计软件”(中国版权局 计算机软件著作权受理号200519496)使得调整配方的复杂过程变得简单 快捷、精确和智能化。 使得调整配方的复杂过程变得简单、 计算机软件著作权受理号200519496)使得调整配方的复杂过程变得简单、快捷、精确和智能化。
4)水泥的形貌、颗粒组成及分布不合理(指磨机类型和粉磨工艺)使坍落度损失较快。 4)水泥的形貌、颗粒组成及分布不合理(指磨机类型和粉磨工艺)使坍落度损失较快。 水泥的形貌 5)出厂温度较高的水泥(指散装水泥)使坍落度损失较快。 5)出厂温度较高的水泥 指散装水泥)使坍落度损失较快。 出厂温度较高的水泥( 1．2．游离水分的含量 水泥浆体中存在结合水、吸附水和游离水，游离水的存在使浆体具有一定的流动性。 水 水泥浆体中存在结合水、吸附水和游离水，游离水的存在使浆体具有一定的流动性。这三种 水分的比例在水泥水化过程中是变化的。水泥加水后、C3A开始水化、消耗大量水分产生化学结合 水分的比例在水泥水化过程中是变化的。水泥加水后、C3A开始水化、 开始水化 随着初期水化进行产生大量凝胶，使分散体的比表面积大大增加， 水。随着初期水化进行产生大量凝胶，使分散体的比表面积大大增加，由于表面吸附作用产生大量 吸附水(凝胶水) 结合水和吸附水的产生使游离水减少、 吸附水(凝胶水)。结合水和吸附水的产生使游离水减少、浆体的流动性逐渐降低产生流动性经时损 通过掺复合超塑化剂产生分散作用和控制水化过程可以使结合水和吸附水量减少、 失。通过掺复合超塑化剂产生分散作用和控制水化过程可以使结合水和吸附水量减少、而游离水相 应增多，因此能减小流动度损失。 应增多，因此能减小流动度损失。 1．3．矿物细掺料的影响 矿物细掺料对流态混凝土坍落度损失的影响主要在三个方面： 矿物细掺料对流态混凝土坍落度损失的影响主要在三个方面： (1)矿物细掺料的需水量比应小于 (1)矿物细掺料的需水量比应小于100%，否则坍落度损失较快; 矿物细掺料的需水量比应小于100%，否则坍落度损失较快; (2)矿物细掺料的活性适中 活性大时使坍落度损失较快; (2)矿物细掺料的活性适中，活性大时使坍落度损失较快; 矿物细掺料的活性适中， (3)矿物细掺料的细度应适中 比表面太大使混凝土用水量增大、 (3)矿物细掺料的细度应适中，比表面太大使混凝土用水量增大、坍落度损失加快 。 矿物细掺料的细度应适中， 1．4．.混凝土配合比及砂率的影响 在配制流态混凝土时合适的砂率能保证好的工作性和强度，必须按公式计算得到最佳砂率。 在配制流态混凝土时合适的砂率能保证好的工作性和强度，必须按公式计算得到最佳砂率。而传 统配合比设计方法认为砂率越低强度越高，显然不能满足流态混凝土对工作性的要求。另外、 统配合比设计方法认为砂率越低强度越高，显然不能满足流态混凝土对工作性的要求。另外、实验 证明砂率低时流态混凝土保水性差，容易产生泌水、离析和板结。砂率高时坍落度损失较快， 证明砂率低时流态混凝土保水性差，容易产生泌水、离析和板结。砂率高时坍落度损失较快，不能 满足工作性要求。砂率公式为： 满足工作性要求。砂率公式为：
(5)环境因素的影响。 (5)环境因素的影响。 环境因素的影响
1．1．水泥的成分对坍落度损失的影响 水水泥矿物组成、特别是C3A和C3S的含量 含碱量，混合材品种和掺量，石膏的形式和掺量， 的含量， 水水泥矿物组成、特别是C3A和C3S的含量，含碱量，混合材品种和掺量，石膏的形式和掺量， 以及水泥粒子的形貌、颗粒分布和比表面积等都会影响坍落度损失的速度。其基本规律是： 以及水泥粒子的形貌、颗粒分布和比表面积等都会影响坍落度损失的速度。其基本规律是： (1)含C3A高 (1)含C3A高(> 8%)、碱含量高(> 1%)、比表面高的水泥使坍落度损失速度加快。 8%)、碱含量高(> 1%)、比表面高的水泥使坍落度损失速度加快。 (2)掺硬石膏作调凝剂的水泥 (2)掺硬石膏作调凝剂的水泥、或在水泥粉磨过程中使部分二水石膏转变成半水石膏或无水石膏以及 掺硬石膏作调凝剂的水泥、 三氧化硫含量不足时，使坍落度损失难以控制或损失较快。 三氧化硫含量不足时，使坍落度损失难以控制或损失较快。 (3)水泥中含活性大或需水量比大的混合材使坍落度损失较快 反之则损失较小(如石灰石粉、 (3)水泥中含活性大或需水量比大的混合材使坍落度损失较快，反之则损失较小(如石灰石粉、矿渣及 水泥中含活性大或需水量比大的混合材使坍落度损失较快， 粉煤灰等) 粉煤灰等)。
表1
各种混凝土所要的坍落度
影响流态混凝土坍落度损失的因素包括： 影响流态混凝土坍落度损失的因素包括： (1) 水泥的矿物组成; 水泥的矿物组成; (2) 游离水分的含量; 游离水分的含量; (3) 混合材和矿物细掺料的品种和掺量; 混合材和矿物细掺料的品种和掺量; (4) 混凝土的配合比和强度等级; 混凝土的配合比和强度等级;
1．5．环境温度的影响 温度影响水泥水化和硬化速度，随着温度增高水泥水化和硬化速度加快。 温度影响水泥水化和硬化速度，随着温度增高水泥水化和硬化速度加快。因此环境影响 流态混凝土的坍落度损失速度。其表现为： 流态混凝土的坍落度损失速度。其表现为： (1)气温低于 ℃时流态混凝土坍落度损失较慢或几乎不损失; (1)气温低于10℃时流态混凝土坍落度损失较慢或几乎不损失; 气温低于10 (2)气温在 ℃ 25℃ (2)气温在15℃～25℃时，由于气温变化大使坍落度损失难以控制; 气温在15 由于气温变化大使坍落度损失难以控制; (3)气温在 ℃以上时，水泥的凝结时间并不进一步加快，同时气温变化范围小， (3)气温在30℃以上时，水泥的凝结时间并不进一步加快，同时气温变化范围小，因此坍落 气温在30 度损失反而容易控制。 度损失反而容易控制。
解决水泥适应性的有效方法 复合超塑化剂(CSP)配方设 复合超塑化剂(CSP)配方设 软件） 计（软件）
北京工业大学——陈建奎教授 北京工业大学——陈建奎教授
[摘要] 摘要] 用于商品混凝土的复合超塑化剂(CSP)应能有效控制新拌混凝土的坍落度损失 用于商品混凝土的复合超塑化剂(CSP)应能有效控制新拌混凝土的坍落度损失、减少泌水和离 应能有效控制新拌混凝土的坍落度损失、 改善混合物工作性，满足远距离运输、泵送，浇筑(现浇或水下浇筑) 振捣( 析、改善混合物工作性，满足远距离运输、泵送，浇筑(现浇或水下浇筑)、振捣(振捣或不振捣自 密实)等施工工艺的要求。CSP包括 高效缓凝减水剂、泵送剂、高效缓凝引气减水剂、 包括： 密实)等施工工艺的要求。CSP包括：高效缓凝减水剂、泵送剂、高效缓凝引气减水剂、多功能复 合防水剂、高效复合防冻剂和超缓凝减水剂等。根据商品混凝土的类型、强度和抗渗等级、 合防水剂、高效复合防冻剂和超缓凝减水剂等。根据商品混凝土的类型、强度和抗渗等级、原材料 组成和配合比，施工工艺和环境条件正确选择CSP的品种和成分是确保高工作性和施工质量的关键 组成和配合比，施工工艺和环境条件正确选择CSP的品种和成分是确保高工作性和施工质量的关键 问题。通常、CSP由高效减水剂 缓凝剂、引气剂和辅助剂组成。可以根据混凝土原材料组成、 由高效减水剂、 问题。通常、CSP由高效减水剂、缓凝剂、引气剂和辅助剂组成。可以根据混凝土原材料组成、配 合比、工作性要求和环境温等参数实现CSP的组成和配方设计 的组成和配方设计。 合比、工作性要求和环境温等参数实现CSP的组成和配方设计。 CSP对水泥适性问题与水泥的矿物组成、含碱量、可溶性SO3含量 比表面积、 CSP对水泥适性问题与水泥的矿物组成、含碱量、可溶性SO3含量、比表面积、颗粒组成和 含量、 对水泥适性问题与水泥的矿物组成 形貌，矿物细掺料的品种和掺量，以及混凝土的原材料和配合比有关。 形貌，矿物细掺料的品种和掺量，以及混凝土的原材料和配合比有关。解决水泥适应性问题必须针 对不同水泥混凝土建立相应的CSP配方体系 作者研发的”复合超塑化剂(CSP)配方设计软件 配方体系。 配方设计软件” 对不同水泥混凝土建立相应的CSP配方体系。作者研发的”复合超塑化剂(CSP)配方设计软件” 将使CSP配方设计和解决适应性问题变得简单、快捷、精确和智能化。 将使CSP配方设计和解决适应性问题变得简单、快捷、精确和智能化。 配方设计和解决适应性问题变得简单 [关键词]：商品混凝土、复合超塑化剂(CSP)、配方设计、软件、水泥适应性。 关键词] 商品混凝土、复合超塑化剂(CSP)、配方设计、软件、水泥适应性。 1．.新拌混凝土坍落度损失 配制流态混凝土、商品混凝土、泵送混凝土和高性能混凝土时， 配制流态混凝土、商品混凝土、泵送混凝土和高性能混凝土时，为了满足施工工艺要求必须 控制新拌混凝土的坍落度损失。主要控制初始坍落度和入泵前的坍落度， 控制新拌混凝土的坍落度损失。主要控制初始坍落度和入泵前的坍落度，这二者之间是运输时间或 工艺过程的要求。坍落度损失快时不能满足施工工艺的要求。如果初始坍落度较大(.>20cm)， 工艺过程的要求。坍落度损失快时不能满足施工工艺的要求。如果初始坍落度较大(.>20cm)， 同时要求坍落度不损失，这样会使混凝土凝结较慢、 同时要求坍落度不损失，这样会使混凝土凝结较慢、拌合物长时间保持大流动状态容易造成泌水和 离析或使表面产生干缩裂缝。因此、对于流态混凝土是根据施工工艺的要求控制坍落度损失， 离析或使表面产生干缩裂缝。因此、对于流态混凝土是根据施工工艺的要求控制坍落度损失，而不 是坍落度不损失或损失越慢越好。因为对于泵送和浇筑工艺以坍落度为15cm～18cm更有利 更有利。 是坍落度不损失或损失越慢越好。因为对于泵送和浇筑工艺以坍落度为15cm～18cm更有利。现 将不同类型的混凝土所要求的初始坍落度列入表1 将不同类型的混凝土所要求的初始坍落度列入表1。
1．6．.延缓坍落度损失的方法 (1)增加超塑化剂掺量 提高初始坍落度; (1)增加超塑化剂掺量、提高初始坍落度; 增加超塑化剂掺量、 (2)调整 (2)调整CSP中缓凝组分的组成和剂量; 调整CSP中缓凝组分的组成和剂量 中缓凝组分的组成和剂量; (3)采用木钙配制泵送剂时其掺量不得超过 (3)采用木钙配制泵送剂时其掺量不得超过0.15%，并且同时掺稳泡剂; 采用木钙配制泵送剂时其掺量不得超过0.15%，并且同时掺稳泡剂; (4)采用高效缓凝引气减水时应同时掺稳泡剂 (4)采用高效缓凝引气减水时应同时掺稳泡剂; 采用高效缓凝引气减水时应同时掺稳泡剂; (5)发现欠硫化现象时应补充可溶性 (5)发现欠硫化现象时应补充可溶性SO3; 发现欠硫化现象时应补充可溶性SO3; (6)能延迟水化诱导期的早强剂也能控制坍落度损失 (6)能延迟水化诱导期的早强剂也能控制坍落度损失; 能延迟水化诱导期的早强剂也能控制坍落度损失; (7)适当降低砂率可延缓坍落度损失 (7)适当降低砂率可延缓坍落度损失。 适当降低砂率可延缓坍落度损失。