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影響混凝土減水劑作用效果的因素
發(fā)布時(shí)間：
2023-01-04 16:13
影響混凝土減水劑作用效果的因素
一、水泥特性對(duì)減水劑塑化效果的影響
水泥品種不同，則減水劑的塑化效果也不同。水泥熟料的礦物成分、化學(xué)組成及石膏(作為調(diào)凝劑)形態(tài)等都會(huì)影響減水劑的塑化效果。另外，水泥的細(xì)度、水泥中混合材的種類和摻量、水泥的新鮮程度、水泥的含水率和溫度等也會(huì)對(duì)減水劑的塑化效果產(chǎn)生影響。
1、水泥的礦物成分
礦物組成中以C3A、C2S兩組份的影響大。C3A含量高的水泥減水增強(qiáng)效果差，這是由于C3A對(duì)減水劑的吸附量遠(yuǎn)高于其他礦物成分之故(比C3S大幾倍)，而礦渣混合材對(duì)減水劑的吸附量小。減水劑摻入到水泥漿體系后，由于C3A水化速度快，吸附量又大，因此首先吸附了大量減水劑。C3A含量高的水泥與C3A含量低的相比，在相同減水劑、相同摻量條件下，吸附減水劑的量就多，必然影響到水泥漿體系中其他礦物(C3S、C2S、C4AF等)所需分散劑的數(shù)量，因而，顯示出混凝土的流動(dòng)性差。為此，對(duì)于C3A含量高的水泥若適當(dāng)增加減水劑的摻量，就有可能使流動(dòng)性得到較大的改善。
2、石膏的形態(tài)和摻量
在粉磨水泥熟料時(shí)，一般都摻加一定量的石膏共同磨細(xì)，在此，石膏是用作水泥的調(diào)凝劑。由于在粉磨過(guò)程中，磨機(jī)內(nèi)的溫度會(huì)升高，從而使一部分二水石膏脫去部分結(jié)晶水轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨?，或脫去全部結(jié)晶水轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)水石膏(硬石膏)。另外,有些水泥廠為節(jié)省生產(chǎn)成本，往往采用硬石膏或工業(yè)副產(chǎn)品石膏(也是無(wú)水石膏)替代二水石膏作水泥調(diào)凝劑。
盡管如此,所生產(chǎn)的水泥若按有關(guān)水泥標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品檢驗(yàn)時(shí)，一般區(qū)別還不大，但是，當(dāng)摻加減水劑后,有時(shí)卻可能產(chǎn)生大相徑庭的塑化效果，其中突出的是以無(wú)水石膏作為調(diào)凝劑的水泥碰到木鈣、糖鈣減水劑時(shí),將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不相適應(yīng)狀況——不僅得不到預(yù)期的減水效果，而且往往會(huì)引起流動(dòng)性損失過(guò)快或發(fā)生異常凝結(jié)。
為什么調(diào)凝劑二水石膏部分轉(zhuǎn)化為無(wú)水石膏或以無(wú)水石膏作為調(diào)凝劑時(shí)，水泥碰到木鈣、糖鈣減水劑就會(huì)產(chǎn)生前述異?，F(xiàn)象呢? 這是因?yàn)?，石膏結(jié)晶形態(tài)不同，其對(duì)木鈣或糖鈣減水劑的吸附能力也不相同，順序?yàn)椋篊aSO4 > CaSO4·12H2O > CaSO4·2H2O。當(dāng)在以無(wú)水石膏為調(diào)凝劑的水泥中摻加木鈣或糖鈣減水劑，再與水一起拌和時(shí)，無(wú)水石膏表面立即吸附大量的木鈣或糖鈣分子，形成減水劑吸附膜層，該膜層將無(wú)水石膏嚴(yán)密地包圍起來(lái)，使之無(wú)法溶出為水泥漿體系所需的SO42-離子，也就無(wú)法快速地在C3A表面上形成大量的Aft，因而造成C3A大量水化，出現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的相互連接的水化鋁酸鈣結(jié)晶體。這一結(jié)果輕者導(dǎo)致混凝土坍落度損失過(guò)快，重者導(dǎo)致混凝土異?？炷?。
隨著水泥中石膏含量的增加，減水劑的飽和點(diǎn)不斷降低，飽和點(diǎn)時(shí)凈漿流動(dòng)度不斷下降。其機(jī)理是石膏與C3A作用生成鈣礬石覆蓋于C3A顆粒表面，阻止C3A進(jìn)一步水化，故硫酸鹽能夠改善減水劑與水泥的相容性。但硫酸鹽含量高對(duì)混凝土?xí)a(chǎn)生不利影響，不能為了改善相容性大量添加硫酸鹽。
3、水泥的堿含量
水泥的堿含量主要指水泥中Na2O和K2O的含量。堿含量對(duì)水泥與減水劑的適應(yīng)性會(huì)產(chǎn)生很大的影響。隨著水泥堿含量的增大，減水劑的塑化效果變差。水泥堿含量的提高還將導(dǎo)致混凝土凝結(jié)時(shí)間的縮短和坍落度損失的增大。
4、水泥中的混合材
目前我國(guó)80 %以上的水泥都摻加一定量的混合材，如火山灰、粉煤灰、礦渣粉和煤矸石等。由于混合材的品種、性質(zhì)和摻量等不同，因此，減水劑的作用效果也不相同。試驗(yàn)表明，減水劑對(duì)摻加粉煤灰和礦渣的水泥的塑化效果優(yōu)于純硅酸鹽水泥；減水劑對(duì)摻加火山灰或煤矸石的水泥的塑化效果較差。因此，對(duì)于后兩種水泥，若要達(dá)到較好的減水效果，需增大減水劑的摻量。
5、水泥的細(xì)度
水泥顆粒對(duì)減水劑分子具有比較強(qiáng)的吸附性，在摻加減水劑的水泥漿體中，水泥顆粒越細(xì)，意味著其比表面積越大，即對(duì)減水劑分子的吸附量也越大。所以，減水劑在相同摻量情況下，對(duì)于細(xì)度較大的水泥，其塑化效果要差一些。現(xiàn)在一些水泥生產(chǎn)廠家為追求水泥的早期強(qiáng)度，往往一味提高水泥的粉磨細(xì)度，對(duì)于這類水泥，為了達(dá)到較好的塑化效果，必然要增加減水劑的摻量。
6、水泥的新鮮程度和溫度
水泥越新鮮，減水劑對(duì)其的塑化作用相應(yīng)要越差一些，這是因?yàn)樾迈r水泥的正電性較強(qiáng)，對(duì)減水劑的吸附能力較大的緣故。
泥的溫度越高，減水劑對(duì)其的塑化作用也越差，混凝土坍落度損失也越快。 因此，當(dāng)某些商品混凝土生產(chǎn)廠用剛出磨的還未來(lái)得及散失熱量的水泥來(lái)配制混凝土?xí)r，往往是減水率低，坍落度損失過(guò)快，有的甚至在攪拌機(jī)內(nèi)就出現(xiàn)異常凝結(jié)等現(xiàn)象，應(yīng)引起重視并加以避免。
二、減水劑自身特性對(duì)塑化作用的影響
就萘系高效減水劑自身的特性來(lái)講，影響其對(duì)水泥塑化作用的因素有磺化度、相對(duì)分子質(zhì)量分布以及聚合度、聚合性質(zhì)(直鏈、支鏈)等，另外，減水劑的狀態(tài)(粉狀或液態(tài))也影響其塑化效果，具體情況如下：
1、萘系減水劑在合成時(shí)的磺化越完全，則轉(zhuǎn)變?yōu)閹в谢撬峄腔锏妮镰h(huán)越多，該減水劑的塑化效果也越好；水解反應(yīng)也同樣重要，因?yàn)橥ㄟ^(guò)水解反應(yīng)可以除去萘環(huán)上的α位磺酸基,有利于縮聚反應(yīng)。
2、萘系減水劑的聚合度對(duì)其塑化效果的影響非常顯著，一般存在1個(gè)好聚合度值。
3、萘系減水劑生產(chǎn)過(guò)程中起中和作用的反離子的性質(zhì)也影響減水劑的塑化效果。
4、萘系減水劑的狀態(tài)也影響其對(duì)水泥的塑化作用。試驗(yàn)表明，粉狀減水劑的塑化效果比液態(tài)減水劑的小5 %左右。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是粉狀減水劑的分子呈纏繞狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)減水劑溶解在水中1 d以上時(shí)，其分子呈直鎖狀結(jié)構(gòu)，而呈直鎖狀結(jié)構(gòu)的減水劑吸附在水泥顆粒表面后，起到的塑化效果就強(qiáng)一些。
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