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聚羧酸減水劑與水泥混凝土適應(yīng)性問題綜述
發(fā)布時間：
2023-01-04 16:13
聚羧酸減水劑與水泥混凝土適應(yīng)性問題綜述
與傳統(tǒng)的萘系等高效減水劑相比，聚羧酸減水劑因其低摻量、高減水、良好的保坍能力等優(yōu)點，已然成為目前混凝土改性應(yīng)用中不可缺少的外加劑之一。但同樣存在與水泥適應(yīng)性問題，具體表現(xiàn)在:混凝土流動性差；坍落度達不到設(shè)計要求；出現(xiàn)假凝、速凝；嚴(yán)重泌水及其扒底等現(xiàn)象，對混凝土力學(xué)性能、耐久性及施工性能產(chǎn)生了不利影響。
因此，本文從水泥混凝土的原材料及其減水劑的摻加方式出發(fā)，簡單分析了聚羧酸減水劑在混凝土中應(yīng)用性不良問題的影響因素，為擴大聚羧酸減水劑的應(yīng)用提供一定的參考。
水泥特性對聚羧酸減水劑與水泥適應(yīng)性的影響
水泥孰料礦物組成
聚羧酸減水劑在水泥混凝土中的作用效果主要取決于其對水泥顆粒的分散，其分散作用主要通過吸附來實現(xiàn)。研究表明，水泥孰料不同的礦物成分對聚羧酸減水劑分子的吸附性大不相同。張新民[1]、肖煜[2]等人通過TOC試驗發(fā)現(xiàn)，C3A含量變化對聚羧酸減水劑的分散性影響程度遠大于C4AF，隨著C3A含量增加，同摻量聚羧酸減水劑在水泥混凝土中分散性變差；C3S和C2S占孰料礦物孰料比例大，但對聚羧酸減水劑的吸附量較C3A的小。張旭[3]等人研究認(rèn)為，當(dāng)C3A含量低于8.0%時，聚羧酸減水劑的適應(yīng)性不再隨著C3A含量的降低而改善。
水泥細度
國內(nèi)外眾多學(xué)者普遍認(rèn)為，水泥細度會影響聚羧酸減水劑與水泥適應(yīng)性。水泥細度越細，總比表面積越大，C3A水化反應(yīng)速率加快，早期對減水劑吸附作用越強，減弱了減水劑分子在其它水化產(chǎn)物表面及漿體中吸附分散作用，使水泥初始凈漿流動度降低，且損失較大。此外，伍瑞斌[4]等人認(rèn)為，水泥顆粒分布范圍越窄，減水劑與水泥適應(yīng)性越差。
水泥堿含量大小
水泥中堿含量以NaO2+0.658K2O來表征，過量堿含量會引發(fā)堿集料反應(yīng)，同時也對聚羧酸減水劑和水泥適應(yīng)性不利。大量試驗研究發(fā)現(xiàn)，只有堿含量控制在0.4%～0.8%范圍時，其含量對聚羧酸減水劑與水泥適應(yīng)性影響程度最小。因此，在水泥生產(chǎn)時應(yīng)嚴(yán)格把控堿含量，降低對聚羧酸減水劑與水泥適應(yīng)性的危害。
水泥新鮮度
趙菊梅[5]、吳銘生[6]等人認(rèn)為，水泥新鮮程度不同，其礦物組成中的C3A和C4AF含量大不相同，水泥越新鮮，C3A和C4AF含量相對高，聚羧酸減水劑對其適應(yīng)性越差。龍肖娟[7]等人研究發(fā)現(xiàn)，水泥陳放必須達到一定時間，才能有效改善聚羧酸減水劑對其適應(yīng)性不良的問題，但過長對其流動性改善程度卻也很有限。
石膏
石膏作為水泥組成中不可缺少的材料之一，其主要作用是調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。但眾多研究發(fā)現(xiàn)，石膏種類、摻量及結(jié)晶形態(tài)對聚羧酸減水劑與水泥適應(yīng)性有很大程度影響。尚燕[8]等人通過研究可溶性SO42-的吸附行為發(fā)現(xiàn)，，由于水泥顆粒和SO42-對聚羧酸減水劑分子的吸附性競爭，隨石膏摻量增加，聚羧酸減水劑在水泥上的吸附量及吸附率逐漸減小，導(dǎo)致其與水泥的適應(yīng)性減弱；無水石膏在水泥顆粒表面的吸附能力強于二水石膏，即對水泥適應(yīng)性較二水石膏差；結(jié)晶形態(tài)相同而種類不同的石膏，對水泥的吸附率也大不相同，磷石膏的吸附率較大，會降低聚羧酸減水劑與水泥適應(yīng)性。孫振平[9]等人研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)副產(chǎn)石膏制品的品質(zhì)對聚羧酸減水劑與水泥適應(yīng)性也有影響，當(dāng)煙氣脫硫石膏脫硫不充分時，石膏中存在較多亞硫酸鈣，與普通脫硫石膏相比，對聚羧酸減水劑分子的吸附能力增大，吸附到水泥顆粒表面的減水劑分子相對減少，導(dǎo)致聚羧酸減水劑與水泥的適應(yīng)性變差。
水泥溫度
李一可[10]、劉傳昆[11]等人研究認(rèn)為，水泥溫度小于70℃對水泥漿液初始流動度損失影響不明顯；但隨溫度逐漸升高到超過80℃時，表現(xiàn)出聚羧酸減水劑與水泥適應(yīng)性降低；當(dāng)溫度更高時，水泥中部分二水石膏會脫水轉(zhuǎn)變?yōu)闊o水石膏，需水量及其對聚羧酸減水劑的吸附增大，使其與水泥適應(yīng)性變差，流動度損失顯著增大。
礦物摻和料
礦物摻和料因混凝土不同需求品種不在單一，研究表明礦物摻和料摻量、品質(zhì)、種類、粒度不同，對聚羧酸減水劑與水泥適應(yīng)性度影響大小不同。
何燕[12]等人研究認(rèn)為，礦渣的適量摻入能有效提高摻有聚羧酸減水劑混凝土的初始流動性，且流動性保持性理想；粉煤灰隨摻量增加會降低其流動性，且流動性損失較大。李志坤[13]等人發(fā)現(xiàn)，硅灰降低聚羧酸減水劑在水泥體系的有效吸附分量，減弱減水劑在混凝土中的減水分散效果，當(dāng)其摻量超過6%時影響最為顯著。雷西萍[14]等人通過對比五種不同粒度粉煤灰在摻有聚羧酸減水劑水泥的流動度經(jīng)時損失發(fā)現(xiàn)，粒度越小，越有利于提高其工作性。
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