聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響因素分析

1前言

近年來,聚羧酸減水劑在國內的不斷推廣和應用,其減水率高,保坍性能好,能配製出更高強度混凝土的特點得到了建築材料行業的認可。但是由於聚羧酸減水劑自身對於混凝土材料的敏感性,在使用的過程中總是伴隨著一系列的生產問題。在使用過程中與水泥的不適應時有發生。外加劑與水泥適應性可以理解為:按照技術規範配製混凝土時,摻入外加劑的混凝土能夠達到設計的要求,符合生產和應用的要求以及對應的參數指標,則可以理解為外加劑與水泥適應性良好。反之則可以理解為適應性差。隨著聚羧酸減水劑的應用越來越廣泛,與水泥的適應性應得到我們的關注和重視。

2聚羧酸減水劑組分對聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

在聚羧酸減水劑的生產復配過程中,由於其內不同組分的比例變化和各自的作用與疊加效果,在應用到混凝土的配製時起到協調輔助的效果。然而因其組分的用量和疊加效果,其內組分也將成為影響外加劑和水泥適應性的重要因素。以下分別闡述減水劑、引氣劑、緩凝劑對水泥適應性的影響。

(1)減水劑對聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

在混凝土的配製過程中,減水劑的減水率是一個重要的指標。過高的減水率反而可能引發不適應的效果,混凝土減水劑超摻,造成混凝土離析。而且由於一般改性醚類聚羧酸系減水劑都有一定的滯後反應效果,輕者出現泌水嚴重,重者則是混凝土骨料分離,嚴重影響生產和工程質量。同時減水率偏低則使混凝土流動度和擴展度偏差,同時需要更大的水膠比,從而影響混凝土的強度。

(2)引氣劑對聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

在減水劑的配製過程中,為了使混凝土內水泥起到更好的分散效果和降低混凝土配製時的粘稠度,一般上都添加適量的引氣組分。適量引入均勻穩定的氣泡對混凝土的性能和狀態能夠得到很好提升。然而如果引入的氣泡形態不穩定則會出現經時損失嚴重同時氣泡破裂後會出現混凝土漿骨料分離,對混凝土的使用產生不良影響。同時過量引氣則對混凝土的強度造成嚴重影響。

(3)緩凝劑對聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

緩凝劑是一種通過推遲水泥的水化反應從而將混凝土的凝結時間延長,在較長時間內保持新拌混凝土的塑性,提高施工效率,便於澆築,適量用量不會對混凝土的各項後期性能有不良影響的外加劑。在聚羧酸減水劑的配製過程中,在減水劑的復配中緩凝組分是一個必不可少的組分之一。特別是在夏季等高溫環境下,通過增加緩凝組分用量來調節混凝土的凝結時間是常用的手段。然而如果超量使用則可能導致混凝土早期強度急劇下降,還可能導致其中後期強度降低。同時不同品種的緩凝劑和用量還可能造成混凝土假凝現象。因此,緩凝劑的用量和品種也是與水泥適應性的一個重要影響因素。

3水泥物理和化學性能對

聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

水泥作為混凝土配製中必不可少組分,因其生產的工藝的不同和自身組分的不同比例組成,水泥的物理性能和化學性能對聚羧酸系減水劑和水泥適應性有著重要影響。

(1)水泥的細度對聚羧酸減水劑和水泥適應性的影響

水泥的細度對水泥與外加劑的適應性有較大影響。為了提高水泥的強度,有些廠家通過提高水泥的細度達到要求。水泥細度越大,水泥的比表面積增大水泥顆粒對外加劑分子的吸附能力越強。水泥越細,水化時的絮凝作用越明顯,破壞水泥絮凝所需的外加劑就越多,外加劑的塑化效果就越差。水泥越細,外加劑分散水泥分子所需要的用量越多,從而影響適應性。

(2)水泥的存放時間對聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

剛出廠的水泥由於乾燥度高,水化快,發熱量大,對外加劑的吸附能力強,所以新出廠的水泥具有需水量大、坍落度損失快、易速凝等特點。同時新出廠的水泥在磨細過程中由於磨機溫度高,其內石膏組分容易失水,對水泥與聚羧酸減水劑適應性有較大的影響。

(3)水泥的礦物成分對聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

水泥的主要礦物成分主要包括硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)、鋁酸三鈣(C3A)、鐵鋁酸四鈣(C4AF)等,其內的各個組分對外加劑分子的吸附能力是不一樣的,研究表明,其吸附順序為C3A> C4AF > C3S > C2S,可見鋁酸鹽礦物對外加劑分子的吸附能力大於硅酸鹽礦物。因此,在摻入相同量外加劑的情況下,水泥中的鋁酸鹽礦物含量越高,外加劑分散效果越差,對水 泥的適應性也越差;反之水泥中硅酸鹽礦物含量越高,外加劑對水泥的適應性越好。

(4)水泥的調凝組分(石膏)對聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

在粉磨水泥熟料時,一般都摻入一定量的石膏共同磨細,作為水泥的調凝劑,石膏主要用於調節水泥凝結時間,是保證水泥及混凝土工作性能的重要材料。在水泥的生產中石膏主要以三種形態存在:無水石膏、半水石膏、二水石膏。三者共同存在於水泥之中。三種石膏對外加劑的吸附能力是不同的:二水石膏<半水石膏<無水石膏。因此,在水泥之中石膏的組分比例對聚羧酸減水劑適應性的影響差別比較大。由於水泥在生產的過程中,水泥磨機的溫度高,對水泥調凝組分的磨細過程中使二水石膏失水,變成半水石膏或者無水石膏,造成水泥對聚羧酸減水劑適應性造成影響。同時水泥內的調凝組分摻量也會對適應性造成影響,若石膏摻量不夠,石膏不能充分溶解,其作用也無法很好發揮,不能緩凝水泥,導致水泥速凝現象的出現;若石膏摻量過多,造成凝結時間偏長,影響混凝土強度。因此,水泥的調凝組分(石膏)是影響聚羧酸減水劑適應性的重要一環。

(5)水泥中的鹼含量對聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

水泥的鹼含量指Na20和K20的含量。鹼的存在有助於C3A和C4AF的溶出,增加水泥顆粒對外加劑的吸附能力,所以水泥中鹼的增加會使外加劑的塑化效果變差,還會導致混凝土凝結時間的縮短和坍落度損失的加劇。所以水泥中的鹼含量偏大會對聚羧酸減水劑適應性造成不利影響,使的混凝土的塑化變快,使的混凝土的損失嚴重,對混凝土的使用和施工造成嚴重影響。但是如果水泥中鹼含量偏低又會對水泥的激發造成不利影響,使水泥凝結時間偏長,混凝土早期強度偏低。所以水泥中鹼含量的控制會對聚羧酸減水劑適應性造成比較關鍵影響。

4混凝土其他組分對

聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

在混凝土的配製過程中,不僅涉及到外加劑的複合,和水泥的生產控制。一個合理化的混凝土配合比是一個關鍵。對應不同粗細骨料和摻合料等材料的不同特性,進行合理的比例搭配,可以起到相輔相承的效果。同時其中的粗細骨料和摻合料也是影響聚羧酸系減水劑對水泥適應性的一個重要方面。

(1)粗骨料對聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

良好的粗細骨料品質對混凝土的和易性是一個良好的保障。對於粗骨料而言,一個好的級配能更好的實現減水劑對水泥的適應性,同時顆粒的形狀和粒徑是一個關鍵。好的級配能夠實現混凝土內部的填充更加充實和更好的和易性,同時粗骨料的形態對於針片狀的材料比例低,對整個混凝土的流動度和坍落度都有良好的影響,針片狀石子偏多則會使外加劑和水泥適應性變低,同時造成混凝土強度降低。同時粗骨料的含粉量也是一個關鍵。含粉過高會造成損失大,影響施工。

(2)細骨料對聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

砂子的細度是對混凝土細骨料的一個直觀體現。砂子過細會使混凝土的黏度變大,同時比表面積相對較大,對外加劑吸附變多,使的減水劑和水泥適應性變差。砂子過粗會使混凝土的包裹性變差,同時混凝土狀態比較澀,而且容易造成混凝土骨料分離。同時砂子的含泥量會對適應性 造成影響。含泥量高使混凝土經時損失變大,過於乾淨則可能使混凝土出現泌水。造成聚羧酸系減水劑對水泥的不適應。

(3)摻合料對聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響

為了減少混凝土的水化熱和增加耐久性,混凝土一般上都會使用粉煤灰或礦粉的材料取代水泥,降低成本的同時提高混凝土的工作性能。然而其細度也是影響減水劑和水泥適應性的總要因素,越細對減水劑吸附增大,越粗則會對混凝土內部的填充效果不規整,對混凝土的工作性能體現不夠明顯。

5結束語

本文分析了聚羧酸減水劑與水泥適應性的影響因素,通過分析瞭解了各組分的影響和作用,對以後更好的避免混凝土的不利影響提供參考。相對而言,外加劑配方的設計和生產應按照各組分的作用和功效進行合理比例配製和應用,同時對水泥的物理和化學性能要有嚴格把關控制,同時選擇級配良好的粗細骨料和適應性良好的摻合料,選擇合理的砂率,這樣就能夠使得混凝土的實際應用得到一個良好的保障,同時使聚羧酸減水劑和水泥能夠有個良好的適應性,確保工程質量。


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