減水劑在各種水泥中的使用區(qū)別

發(fā)布時(shí)間：

2015-08-19

作者：

新大地集團(tuán)

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減水劑在各種水泥中的使用區(qū)別

我國水泥產(chǎn)量大，生產(chǎn)企業(yè)多，材料來源廣。不同水泥礦化成份復(fù)雜，加之混合材品種多，外加劑用于不同品種水泥技術(shù)效果區(qū)別很大。因此，外加劑對(duì)不同水泥存在著適應(yīng)性問題。這是長期以來困撓施工技術(shù)人員的技術(shù)難題。下面對(duì)解決外加劑與幾種特殊水泥適應(yīng)性的問題做簡單介紹。

高堿水泥水泥中的可溶性堿通常以Na2O當(dāng)量表示，它主要來源于生產(chǎn)水泥的粘土及混合材中，適量的可溶性堿有利于促進(jìn)水泥水化，更有利于混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展。水泥混凝土流動(dòng)性隨著堿含量的增加而提高。但是到達(dá)一定量，水泥會(huì)急劇水化，水泥漿流動(dòng)性大幅度下降。摻入減水劑后塑化效果也明顯降低。減水劑用于商品混凝土及泵送混凝土施工坍落度經(jīng)時(shí)損失率增大。在使用高堿水泥時(shí)，應(yīng)采用硫酸鹽含量較高的減水劑(硫酸鈉含量20%以上）使用效果會(huì)明顯改善。這主要是，低濃減水劑所含CaSO4是在合成中和時(shí)產(chǎn)生，水溶性極好，在水泥中石膏尚未溶解時(shí)就大量溶于水中，當(dāng)較高的堿加快C3A溶出時(shí)，因水中已有大量SO3存在，與C3A反應(yīng)，形成AFt，從而阻止了因形成鋁酸鈣而導(dǎo)致的流動(dòng)性下降，并減小了坍落度損失。不難看出，硫酸鈉含量高的減水劑更能適應(yīng)高堿水泥。

低堿缺硫水泥：水泥中可溶性堿最佳含量一般認(rèn)為應(yīng)該是0.4%-0.6%。通常將堿含量低于0.4%的水泥稱為低堿水泥。而水溶性堿多以堿的硫酸鹽存在，所以也將低堿水泥稱為缺硫或欠硫水泥。缺硫水泥摻入減水劑通常流動(dòng)性較差，而增大減水劑用量雖然有一定效果，但更會(huì)增大混凝土泌水，所配制的混凝土勻質(zhì)性差，坍落度損失快，因此常用減水劑很難適應(yīng)，即使將緩凝劑用量成倍增加也毫無作用。不難看出，缺硫水泥產(chǎn)生上述不適應(yīng)現(xiàn)象的根本原因是由于水泥中SO3不夠，降低了抑制水泥中C3A的水化效果，C3A對(duì)外加劑的迅速大量吸附也降低了減水劑塑化功能。因此只有補(bǔ)充可溶性堿（硫酸鹽）對(duì)解決低堿缺硫水泥適應(yīng)性問題有效。而常用的增大緩凝劑用量的方法效果并不明顯。

C3A含量高的水泥：水泥的主要成份為C3S、C2S、C3A及C4AF，這些礦化成份其吸附活性順序通常認(rèn)為應(yīng)該是C3A>C4AF>C3S>C2S，其中C3A對(duì)減水劑的吸附量最大，因此在減水劑摻量一定時(shí)，混凝土流動(dòng)性隨著C3A含量增大而降低。坍落度經(jīng)時(shí)損失率也隨之增大。這主要是由于摻入減水劑大都會(huì)被C3A吸附，而占主要的礦化成份C3S卻沒有足夠的減水劑去吸附分散，而使水泥漿流動(dòng)性降低。水泥中C3A含量超過8%，即會(huì)對(duì)混凝土流動(dòng)性產(chǎn)生不利影響。試驗(yàn)證明，補(bǔ)充水泥漿中SO3即采用硫酸鹽含量高的減水劑有一定效果。同摻一定數(shù)量的羥基羧酸鹽緩凝劑，也能抑制C3A的吸附水化，而采用多元醇等緩凝劑效果不明顯。還可以采用價(jià)格低廉的減水劑并適當(dāng)增大摻用量，滿足C3A吸附并有較多剩余減水劑去改善C3S等礦化成份的流動(dòng)性。由于此類減水劑價(jià)格低廉，不會(huì)增大使用成本。

高混合材用量水泥：根據(jù)我國水泥標(biāo)準(zhǔn)，水泥中可以大量摻入混合材。目前使用較多的為粉煤灰、火山灰、礦渣及磨細(xì)石灰石等。這些混合材其活性、需水性、礦化成份及對(duì)外加劑的吸附性能區(qū)別較大，影響了外加劑對(duì)水泥的適應(yīng)性。較高的碳含量更會(huì)劣化混凝土性能。未燃盡碳多為多孔顆粒，易吸水，在混凝土中需水量高，溢出后更會(huì)增大混凝土泌水，并會(huì)增大混凝土收縮變形，還會(huì)影響水泥漿與集料界面的粘結(jié)性能。碳遇水后，還可能在顆粒表面形成一層憎水膜，阻礙了水份進(jìn)一步滲透，影響了粉煤灰的活性。研究也發(fā)現(xiàn)，粉煤灰中的碳有較強(qiáng)的吸附能力，減水劑摻入后它會(huì)與水泥爭相吸附，影響了水泥漿的流動(dòng)性。解決高燒失量粉煤灰，火山灰水泥與外加劑相溶性目前常用的辦法，主要是增加外加劑的摻用量，并同摻一定數(shù)量的優(yōu)質(zhì)引氣劑。

石膏水泥：硬石膏及廢石膏水溶性較差，在水中溶解較慢，在外加劑中通常會(huì)加入性價(jià)比較高的木鈣或糖鈣等緩凝減水劑，而這些減水劑的摻入更會(huì)影響石膏的溶解性。由于石膏不能迅速溶解，水泥中C3A會(huì)迅速水化，產(chǎn)生大量鋁酸鈣晶體，造成混凝土假凝（即少量水泥已凝結(jié)而大量水泥顆粒尚未水化凝結(jié)，水泥漿失去流動(dòng)性）。為防止摻硬石膏水泥或摻其它水溶性較差的石膏的水泥產(chǎn)生假凝，最好不使用木鈣、木鈉、糖鈣等影響石膏溶解的減水劑。還可以同摻大量能補(bǔ)充水泥中SO3的外加劑也能控制假凝。

水泥出窯貯放時(shí)間及比表面積也會(huì)影響外加劑的適應(yīng)性。通常我們將制成后貯放時(shí)間較短的水泥稱為“新鮮水泥”由于上述水泥貯放時(shí)間短，水泥溫度較高，水泥水化速度極快，加之由于水泥在研磨過程中產(chǎn)生電荷，顆粒之間相互吸附影響了減水劑的分散作用，增大了混凝土坍落度損失率。延長水泥貯放時(shí)間，待溫度降至50℃以下，有利于改善與外加劑的相溶性，如無法延長水泥貯放時(shí)間，則可增加緩凝劑的摻用量也有一定效果。水泥的比表面積對(duì)外加劑的適應(yīng)性有一定影響。比表面積較大的水泥需水量較大，達(dá)到一定流動(dòng)性所需摻入外加劑較多，通常認(rèn)為水泥較適合的比表面積為5000CM2/g左右，較大比表面積水泥早期強(qiáng)度發(fā)展較快，但對(duì)混凝土后期強(qiáng)度及保坍性能會(huì)產(chǎn)生不利影響。使用比表面積較大的水泥時(shí)應(yīng)增大外加劑摻用量，考慮到不增加使用成本，可采用價(jià)格低廉的減水劑并適當(dāng)增加減水劑及緩凝劑的摻用量。仍可達(dá)到較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

由于水泥熟料及混合材的礦化成份與形態(tài)復(fù)雜，對(duì)減水劑的相溶性影響因素太多，很難用一種簡易的辦法解決所有減水劑對(duì)水泥適應(yīng)性的問題，研究表明，目前正大力推廣應(yīng)用的聚羧酸鹽高性能減水劑雖然對(duì)水泥適應(yīng)性相對(duì)好于常用的各種高效減水劑，也可以用改變減水劑摻入時(shí)間及摻加方法有利于改善適應(yīng)性。