水泥、礦物摻合料與外加劑的適應性問題_第1頁
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文檔簡介

多年來,盡管外加劑在商品混凝土中得到了廣泛應用,但在混凝土生產過程中卻一直存在著外加劑與水泥、摻合料之間的適應性問題。如果處理不當,不僅影響施工,甚至會影響混凝土結構的質量,造成質量事故。因此只有了解影響它們之間適應性的因素,才能發現問題并及時找出解決問題的辦法。一、水泥方面作為預拌混凝土中主要的膠凝材料,與外加劑相容性較好的水泥在配制混凝土時,可以用較少的水泥用量或較少的外加劑用量,來達到較好的流動性和較小的坍落度經時損失,使混凝土拌合物具有良好的施工性能。水泥與外加劑適應性的影響因素很多,一般認為有:水泥熟料的礦物組成、水泥細度、石膏的種類和摻量,混合材的種類和摻量以及水泥的存放時間與溫度等。1、水泥熟料的礦物成分水泥熟料主要有四種礦物(C3S、C2S、C3A、C4AF),其中C3A及C4AF與外加劑的適應性較差,C3S、C2S與外加劑的適應性較好。這是因為C3A、C4AF混水后,其電位呈正值,會較多地吸附外加劑,而C3S、C2S混水后,其電位呈負值,吸附外加劑量較少。水泥熟料礦物中以C3A的水化速率最快,放熱大,需水量也大,吸附外加劑量最大,其次為C4AF,后為C3S、C2S。由于水泥各種熟料礦物水化速度不同,吸附外加劑分子數量也不相同,水化速度越快的礦物吸附越多,其它礦物成分吸附量則相對較小,這種不均勻的吸附,使分散作用下降與外加劑適應性就差。因此在商品混凝土中使用C3A與C4AF較高的水泥時(特別是C3A較高時),容易出現混凝土單方用水量偏大,坍落度經時損失過快的現象。當水泥中的C3A含量<5-8%時,水泥與外加劑的適應性較好,反之當C3A含量大于8%時與外加劑適應性變差,即使調整外加劑用量也不能解決坍落度損失大的問題。目前,由于大多數混凝土企業目前尚不具備水泥化學分析能力,因此,混凝土企業在采購水泥時要對水泥生產過程與質量進行了解,加強與水泥企業的信息交流,盡量采購水泥中C3A含量低,質量相對穩定的水泥。2、水泥的細度對混凝土影響較大的水泥生產現狀是:因現行水泥產品標準不設水泥比表面積的上限,水泥比表面積過大,早期強度過高而后期增長率低甚至倒縮,水泥實際強度浮動幅度太大,不利于混凝土質量的均勻控制;部分水泥企業通過提高水泥粉磨細度來提高水泥膠砂強度,但水泥過細比表面積增大,水化就快,對減水劑分子的吸附量也增大,降低了液相中外加劑殘留濃度,增加了液體粘度,使混凝土塑化效果變差,混凝土坍落度損失加快。使用這類水泥時,為了達到較好的塑化效果,不得不增加減水劑的摻量,增加了生產成本。同時,水泥細度越細,則與減水劑的適應性越差。但當細度過粗時,水泥凝結時間偏長,配制的混凝土和易性差,泌水較嚴重,混凝土工作性較差。一般水泥比表面積控制在360~380m2/Kg比較好。3、堿含量水泥中的堿主要來源于生產所用的原材料石灰石和粘土中,以Na2O+0.658K2O計算的質量百分率來表示。過量的堿會和集料中的活性二氧化硅反應,生成膨脹性的堿硅酸鹽凝膠,一方面會增加混凝土結構開裂的風險,另一方面,堿含量的增大,降低了減水劑的塑化作用,同時水泥中的堿對混凝土的泌水影響較大。因此,水泥產品標準中規定水泥的含堿量不大于0.6%。另一方面,隨著對低堿水泥的要求,某些水泥企業由于原材料的變化或控制措施的滯后,水泥的含堿量又突然降得太低,也是混凝土泌水的主要原因。可溶性堿對混凝土的和易性影響很大,通過水泥實驗證明:當可溶性堿在質量分數為0.4%-0.6%時的水泥與外加劑的適應性最佳。而當可溶性堿較少時,混凝土拌和物的坍落度損失較快。當然,可容性堿過高時,對混凝土的負面影響就更大;隨著水泥堿含量的增大,減水劑的塑化效果變差,混凝土拌和物的凝結時間縮短、坍落度損失急劇加快,特別是和堿性減水劑的適應性就更差。4、水泥的存放時間與溫度水泥存放時間短、溫度高與減少劑的適應性就較差。這是因為出磨不久的水泥含水量較少,溫度高(70℃-90℃),水化快,水化熱又高,使水泥的需水量大;溫度過高的水泥吸附更多的減水劑,混凝土的塑化效果也就變差,坍落度損失也增大。因此,當混凝土企業使用剛出磨不久還沒有來得及散熱的水泥時來配制混凝土時,往往表現出外加劑減水率降低,拌和物坍落度損失快的情況。經驗表明水泥溫度在60℃以上,對外加劑吸附相對較大,60℃以下與外加劑適應較好,并趨于穩定。在氣溫較高的季節,這種影響更為明顯。5、石膏的影響水泥中所摻加的石膏主要有二水石膏半水石膏及工業副產石膏。根據有關標準,這些石膏都可作為水泥調凝劑,試驗證明摻二水石膏和半水石膏的水泥適應性較好,摻硬石膏的水泥適應性較差。因為硬石膏的溶解速度較慢,不能有效控制C3A的水化速度,使減水劑分子被C3A大量吸附,削弱了減水劑的分散作用,從而降低了減水率,增加了坍落度損失。6、混合材的影響水泥中常用的摻合料有粒化高爐礦渣,粉煤灰,石灰石等,由于摻合料的性質不同,也會影響外劑對水泥的適應性,其中以石灰石、優質粉煤灰和礦渣與外加劑的相容性較好,而雙摻效果比單摻好。石灰石作水泥混合材,其易磨性較好,水泥標準稠度用水量較小,同時有利于改善水泥的顆粒分布,改善與外加劑的相容性,是生產水泥首選的混合材;礦渣活性高,玻璃體含量較多,雖然易磨性差,但摻入少量礦渣與熟料共同粉磨,可以改善水泥顆粒組成,提高水泥膠砂28天及遠齡期強度,同時礦渣與外加劑的相容性較好;優質(一級、二級粉煤灰)是優質水泥較好的混合材,但粉煤灰品質差異較大,需水量大、燒失量高、游離氧化鈣高、活性差的粉煤灰應慎用。用煤矸石和爐底渣作為水泥混合材時,會使混凝土拌和物的用水量增大,同時與外加劑適應性變差。二、外加劑的因素外加劑自身的原因有以下幾個方面:1、外加劑品種不同2、結構官能團的不同3、聚合度不同4、復配組分不同。這些影響為會通過不同方式影響外加劑與水泥及混凝土摻和料的適應性。而不同廠家生產出來的外加劑也會有很多差異,主要原因:1、生產制作工藝;2、制作過程的技術水平;3、質量管理水平。因此,不同的廠家生產出來的產品必然有差異,必須做適應性試驗,選擇與水泥、摻合料適應性好的效果優良的外加劑。三、摻合料的種類和質量目前大多數的商品混凝土公司都采用摻粉煤灰、礦粉和高效減水劑參與混凝土配料,即所謂的“三摻技術”。實踐證明優質粉煤灰(一級灰、部分二級)對外加劑的適應性較好,優質粉煤灰具有微珠顆粒的潤滑、填充作用,從而改善混凝土拌和物的和易性,降低混凝土配合比用水量。優質粉煤灰能延緩水泥水化,緩解水泥水化過程中水化粒子的凝聚,減小拌和物的坍落度損失。粉煤灰的需水量比越小越好,同時粉煤灰的燒失量越小越好,燒失量大吸附外加劑多,影響外加劑的使用效果。試驗表明磨細礦

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