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影響萘系高效減水劑與普通硅酸鹽水泥適應(yīng)性的關(guān)鍵因素
發(fā)布時間：
2023-01-04 16:15
影響萘系高效減水劑與普通硅酸鹽水泥適應(yīng)性的關(guān)鍵因素
在有的水泥和高效減水劑系統(tǒng)中，高效減水劑在低水灰比的混凝土中不同程度地存在坍落度損失快的問題；而在另一種情況下，水泥和水接觸后，在60min-90min內(nèi)，大坍落度仍能保持，沒有離析和泌水現(xiàn)象。前者，外加劑和水泥是不適應(yīng)的，而后者是適應(yīng)的。
萘系減水劑是當(dāng)前混凝土中使用最多的外加劑，其適應(yīng)性的問題已有許多文獻(xiàn)進(jìn)行了討論。但在文獻(xiàn)中，也報道了以木質(zhì)素系為主要成分的普通減水劑不適應(yīng)的一些事例。
莫斯錐研究表明，摻有高效減水劑超塑性水泥漿體時，發(fā)現(xiàn)有一個臨界摻量，超過這一摻量，增加高效萘系減水劑摻量，水泥漿體的流動性和混凝土的初始坍落度不再增加，這一點(diǎn)被稱為飽和點(diǎn)，在這一點(diǎn)的萘系減水劑的摻量稱為飽和摻量。
當(dāng)研究通過莫斯錐的流過時間與高效減水劑摻量之關(guān)系時，有些水泥在加水后5min和60min時流過時間沒有任何差異，而另外的一些水泥流過時間增加很多，即使萘系減水劑為高摻量也是如此。在有些情況下，在飽和點(diǎn)以上，增加萘系減水劑的摻量，可使混凝土在長時間內(nèi)保持大坍落度，而在另外一些情況下，在飽和點(diǎn)之外增加萘系減水劑的摻量會導(dǎo)致離析和泌水。
水泥的組成和物化性能，特別是其中 C3A含量，水泥的細(xì)度，熟料粉磨時所用硫酸鈣的性能和硫酸鹽飽和程度，在有些研究中作為影響水泥和多磺酸鹽的高效減水劑之間適應(yīng)性的重要參數(shù)已經(jīng)能鑒別。目前水泥中的可溶性的堿(實際是堿的硫酸鹽)已證明是重要的參數(shù)，對于每一種水泥和多磺酸鹽的高效減水劑的復(fù)合系統(tǒng)，可能存在一個可溶性堿的最佳含量，在低堿水泥中，加入少量的硫酸鈉可明顯地改善水泥漿體和由這種水泥所制備混凝土的流變性。使用殘留硫酸鹽量較高的高效減水劑也能減少混凝土坍落度損失。
眾所周知，運(yùn)用延遲或二次添加高效減水劑的方法也可改善有些水泥和高效減水劑系統(tǒng)的流變性。實際上，當(dāng)多磺酸鹽的高效減水劑在混凝土開始攪拌時加入，它與水泥中的 C3A反應(yīng)生成有機(jī)和無機(jī)的絡(luò)合物，而高效減水劑在砼攪拌過程中稍后加入，高效減水劑又被鈣礬石少量吸附。為了更好地了解水泥和多磺酸鹽高效減水劑系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生這種不適應(yīng)性的原因，我們采用兩種有明顯差異的硅酸鹽水泥做了對比。
1沈陽混凝土材料：
研究所用水泥及其物化性能列于表1，熟料組成示于表2。在給定的水泥中，熟料的組成對明確 SO3的來源是重要的，由表2可以看出熟料中的SO3的量是0.09%和0.52%，堿的硫酸鹽溶解非?？?，因此在水泥和水接觸開始的幾分鐘內(nèi)，水泥漿體孔隙溶液可以很快獲得。所用高效減水劑是有良好性能的多萘磺酸鈉，這種高效減水劑有很高的純度和其他所需的功能。
2 沈陽混凝土試驗計劃：
用小坍落度試驗找出不適應(yīng)的系統(tǒng)，用莫斯錐試驗確定每一種水泥的萘系減水劑飽和摻量，研究用這兩種水泥制成漿體的流變性，漿體的水灰比為0.35。得到水泥漿體的飽和點(diǎn)之后，就制備W/C為0.3的混凝土。以便證實漿體所得結(jié)果的有效性。并測定新拌混凝土在90 min時的坍落度，其后成型以測定硬化混凝土的力學(xué)性能。
3 試驗結(jié)果和討論：
1）水泥漿體的試驗
摻1%萘系高效減水劑的兩種水泥漿體的小坍落度試驗，沒有發(fā)現(xiàn)任何不適應(yīng)的問題。這兩種水泥的流變性，以水泥加水后2h的擴(kuò)展面積表示。
在研究條件下清楚表明：水泥B沒有足夠的流動性，或其損失較快。這些水泥的化學(xué)組成(以及生產(chǎn)所用的熟料 )表明，水泥中堿的硫酸鹽含量是很低的，小坍落度試驗所得到的結(jié)果被莫斯錐試驗所證實。莫斯錐試驗表明，用于小坍落試驗的水泥摻1%高效減水劑有時就太高了，以致超摻量掩蓋了某些水泥的不適應(yīng)性。
試驗結(jié)果分析認(rèn)為：小坍落度試驗所得水泥漿體的流動性隨著高效減水劑的大量吸附而降低，即可溶的堿性硫酸鹽少的水泥，當(dāng)向低堿量的A水泥中加入硫酸鈉時，高效減水劑吸附量降低，但未觀察到其最佳狀態(tài)。
2）混凝土試驗
對水泥漿體的試驗，可以對水泥和高效減水劑之間的適應(yīng)性進(jìn)行初步的分析，但不能保證用同樣水泥和高效減水劑制備的混凝土流變性完美無缺，水泥漿體所得結(jié)果的有效性必須通過對混凝土進(jìn)行試驗來驗證 。
本研究所用混凝土的組成列于表3高效減水劑摻量隨所使用水泥而變，因飽和點(diǎn)摻量隨水泥而變，所用沙子是天然河沙，細(xì)度模數(shù)為2.50，密度為2.65。粗集料是破碎的變質(zhì)石灰石，密度為2.65在水泥與2/3的拌和水接觸90s之后，加入用1/3拌和水稀釋的高效減水劑，初始坍落度目標(biāo)值為200mmx20mm。如有可能，在90rain內(nèi)測定混凝土的坍落度。新拌混凝土和硬化混凝土的力學(xué)性能列表4。
混凝土試驗所得結(jié)果一般能反映用水泥漿體所得的結(jié)果，有時要作少量的調(diào)整。對于低堿水泥，其情況差別很大，當(dāng)調(diào)整高效減水劑摻量時，有可能得到很大的初始坍落度，但有時坍落度損失很快，當(dāng)在飽和點(diǎn)之上，稍微增加一點(diǎn)摻量，低堿水泥就會發(fā)生嚴(yán)重的離析和泌水，用這類水泥生產(chǎn)的混凝土顯示 出與所用的高效減水劑缺乏"增強(qiáng)性"。用這種水泥和高效減水劑配合，建筑工地生產(chǎn)低 W／C的高性能混凝土是不容易的。延遲或二次添加(開始攪拌加入1／2，另一半在 5min后加入)高效減水劑也不能避免這方面的缺點(diǎn)。研究得出可溶性堿含量低的水泥，其坍落度損失較快。據(jù)試驗結(jié)果分析，我們認(rèn)為可以將水泥分為二類：高可溶性SO3和高堿量水泥的適應(yīng)性好，可溶性硫酸鹽少和低堿水泥是不適應(yīng)的 。
4 結(jié)論：
當(dāng)使用萘系高效減水劑生產(chǎn)高性能混凝土?xí)r，應(yīng)用本研究的試驗結(jié)果認(rèn)真選擇水泥能突出水泥中可溶堿和堿性硫酸鹽含量的重要性。盡管水泥細(xì)度和鋁酸鹽相的含量對混凝土中高效減水劑摻量起重要作用，可溶性堿性硫酸鹽的含量必須是最佳的。在本研究中，堿性硫酸鹽少的水泥由于磺酸基的高效減水劑強(qiáng)烈的吸附作用，導(dǎo)致混凝土坍落度損失特別快，當(dāng)可溶性硫酸鹽(或可溶堿)含量增加時，吸附的高效減水劑立即下降；當(dāng)摻量不足時，用可溶堿量少的水泥制備的混凝土不僅坍落度損失快，而且稍微過量時，還會出現(xiàn)嚴(yán)重的離析和泌水。易溶的可溶性堿性硫酸鹽的數(shù)量是水泥和萘系高效減水劑適應(yīng)性的關(guān)鍵性參數(shù)。
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