浅析高效减水剂与水泥间的适应性
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水泥减水剂适应性分析摘要:水泥减水剂和混凝土之间的适应性关系长期以来涉及水泥施工中阻锈剂的使用效益,采用的阻锈剂必须做好适应性测试和掺杂量优选,应用工程中劝阻锈剂材质和掺量的严格管理。
但是为改进和增强水泥稳定性和养护效能,现在普遍使用化学阻锈剂在混凝土中搅拌,对于提高水泥耐久性,改善质量,使用特种水泥的领域,水泥减水剂起到了难以取代的效果。
关键词:混凝土;减水剂;水泥适应性1存在的问题对建筑水泥生产和混凝土施工的建筑材料特性也产生了新的需求,原来使用水泥、砂子、集料和水四部分制成的常规混凝土结构,已无法适应建筑材料特性和建筑特性的需要了。
在混凝土结构、砂浆和净浆的生产流程中,掺入少许的(不超水泥产品剂量的5%)能对混凝土结构、砂浆或净浆产生改进特性的一类产物,称之为混凝土结构减水剂。
在混凝土结构中加入适量的减水剂,能进一步提高混凝土结构产品质量,改进混凝土结构特性,从而减小混凝土结构用水量,节省建筑水泥,成本,加快了进度。
而由于现代科学技术的进展,减水剂已变成除水泥原料、粗细骨料、掺用料和水之外的第5种必要物料。
掺减水剂也是对混凝土结构搭配比优化工程设计和进一步提高混凝土结构耐久的一个措施。
2探究减水剂与混凝土适应性的关系必要性水泥减水剂适应性的试验中,其问题主要在于,即便针对工程设计中采用的一种非基准水泥来说,即属于标准中一等品的减水剂,也面临着化学成分确定与用量确定的不适定问题。
目前人们也已了解,已有的一般减水剂,如木钙、木镁、木钠、糖蜜、糖钙、糖镁等对混凝土中采用的石膏,调凝剂中的无水石膏、硬石膏、萤石膏、镁石膏、工业膏渣、半水石膏、脱水石膏等都出现了物理化学上的不符合题,但采用后并没有降低产品使用量,而只是提高了使用量。
再次,用量适应性问题则主要是决定铝酸三钙的浓度高低,铝酸三钙越高对减水剂用量适应作用就越差,各个产品的水泥中所含铝酸三钙浓度差异也较大,但由于其巨大的吸收力量,因此基本上对任何的(有效)减水剂来说都面临着用量大问题。
混合材对水泥与减水剂适应性的影响摘要:1 前言近年来,随着建材科学和技术的发展,基建及房建市场的空前繁荣,建筑工程结构日趋复杂,超高层建筑、大跨度预应力桥梁、特高强的混凝土基础工程等如雨后春笋般的涌现,而外加剂在混凝土施工中的使用也越来越普遍。
混凝土外加剂已被建筑行业公认为是提高混凝土的强度、改善其性能、节约水泥总用量及节能降耗的有效措施。
而高效减水剂已成为商品混凝土中不可缺少的组分之一,它可以改善新拌混凝土的性能,提高硬化混凝土的物理力学性能与耐久性,同时还可以节约水泥,改善施工条件,提高施工效率。
在具体的生产与施工中,高效减水剂与混凝土各组分材料之间存在着适应性问题,其中对水泥的影响最大。
北京新港水泥制造有限公司产品主要定位于P·O 42.5水泥,其28天强度超国家标准近一个标号,平均强度55.0MPa以上,水泥各项性能指标用户普遍反应良好,但也有极个别用户反映水泥与外加剂的适应性不好。
为此笔者用两种高效减水剂与三种不同成分的水泥产品进行适应性试验,分析了减水剂对水泥净浆初始流动度及1h流动度损失的影响,以及减水剂与掺有不同混合材的水泥之间的适应性分析。
目的是为确认水泥产品与外加剂的适应性影响因素,并以试验结果作为调整水泥生产指标的依据。
2 试验材料与试验方法、仪器2.1 试验材料2.1.1 水泥及混合材本试验采用了本公司的硅酸盐水泥熟料,通过改变生料配料方式烧出三种不同成分的熟料样品。
将三种熟料都按6.0%(重量)配入相同的石膏(SO3含量在38%左右),分别用?准500mm×500mm标准试验小磨粉磨制成硅酸盐水泥(Ⅰ型)。
表1列出了三种新港硅酸盐水泥熟料的矿物组成。
本试验所使用的混合材有普通细度矿渣、超细矿渣、粉煤灰、沸石粉,分别按10%、20%、30%、40%、50%与新港自制硅酸盐水泥混匀后制成掺混合材的水泥。
2.1.2 高效减水剂UNF-5:萘磺酸盐甲醛缩合物(萘系高效减水剂)。
混凝土外加剂在混凝土中的广泛应用,已使其成为混凝土中必不可少的第五组份。
混凝土外加剂的特点就是品种多、掺量少,在改善新拌和硬化混凝土性能中起着重要作用。
高性能混凝土是当前国内混凝土研究领域的热点,高性能混凝土是一种具有良好施工性能、强度高、体积稳定性好及高耐久性的混凝土。
混凝土达到高性能最重要的技术途径是使用优质的高效减水剂和矿特外加剂(有时称外掺料),前者能降低混凝土的水胶比,改善新拌混凝土工作性和控制混凝土坍落度损失,赋予混凝土高密实和优良施工性能;后者矿物外加剂能填充胶凝材料的孔隙、参与胶凝材料水化、改善混凝土中浆体与集料的界面结构,提高混凝土的密实性、强度和耐久性。
一、适应性的概念外加剂性能是指在混凝土检验用材料、试验条件作了严格规定的条件下,对混凝土中使用外加剂而引起的必然变化而表示的。
经过按国家标准检验合格的外加剂,在有的水泥系统中,高效减水剂在低水灰比的混凝土中不同程度地存在坍落度损失快的问题;而在另一些水泥系统中,水泥和水接触后在初始60~90分钟内,大坍落度仍能保持,没有离析和泌水现象。
前者,外加剂和水泥是不适应的,后者是适应的。
关于外加剂和水泥之间适应与否,目前还不能定量地表示,大多以外加剂和水泥系统中,掺入某种功能外加剂,能否达到预计的效果来表示是否适应。
研究资料表明:掺入高效减水剂的水泥浆体,有一个临界掺量,超过这一掺量继续掺加时,水泥浆体的流动性和混凝土的初始坍落度不再增加,这一点称为饱和点,此时外加剂掺量称为饱和掺量。
在有些情况下,在饱和点上增加减水剂掺量,可以在长时间内保持大坍落度,此时外加剂和水泥是适应的;而在另外一些情况下,在饱和点以上增加减水剂掺量,会导致混凝土离析和泌水,此时外加剂和水泥是不适应的。
二、适应性的检测方法水泥和高效减水剂适应性可以用初始流动度、是否有明确的饱和点以及流动性损失等三方面来衡量。
研究资料表明:水泥稠度试验、混凝土坍落度损失试验、净浆流动度试验、砂浆跳桌流动度等试验方法,所得到的饱和点掺量、流动度损失速度与程度的规律是一致的。
浅谈聚羧酸类高效减水剂与水泥胶凝材料适应性[摘要]外加剂与水泥胶凝材料之间有时出现的不相适应性(泌水多、坍落度损失快、局部骨料分离等)问题长期以来影响着实际工程对外加剂的应用,聚羧酸类高效减水剂是近几年研究开发的非萘系高效减水剂产品。
通过对聚羧酸类减水剂与萘系减水剂进行试验比较得出,采用聚羧酸系列减水剂拌制的混凝土具有减水率高,粘聚性好,流动性好,在水泥中的分散能力强,混凝土坍落度损失小等特点,能有效提高混凝土的抗拉防裂性能,适用于泵送及高强度等级的混凝土中,具有良好的应用前景。
1前言我国自20世纪70年代初期开始萘系高效减水剂合成与应用性能的研究,并在建筑、水电、交通、煤矿等行业广泛应用。
80年代开始,外加剂的复配技术和应用技术研究成为本行业的发展趋势,90年代开始,我国开始研究新型高效减水剂,相继开发了聚苯乙烯磺酸盐、氨基磺酸盐等新型高效减水剂。
聚羧酸类高效减水剂是近几年研究开发的非萘系高效减水剂产品。
外加剂是现代混凝土中不可缺少的组分,掺入适当外加剂可以明显地改善混凝土拌和物及混凝土性能,减少用水量,延缓混凝土凝结时间,降低水化热,提高混凝土的抗冻性、抗渗性等。
但掺外加剂的混凝土有时会出现拌和物流动性差、泌水多、减水率低,或拌和物板结、流动性损失过快、不正常凝结等现象。
外加剂和水泥的相容性是必须考虑的影响因素,几乎所有的外加剂与水泥之间都存在着适应性问题,目前商品混凝土中几乎全部使用减水型外加剂,减水型外加剂与水泥不相适应能够直接快速地反应出来。
随着现代商品混凝土的发展,工程需求粘聚性好,流动性能好且保坍增塑性能好的外加剂,能满足水下混凝土及泵送混凝土施工的需要。
聚羧酸类外加剂与萘系高效减水剂相比具有减水率高、分散能力强、粘聚性好、坍落度损失小等特性,满足混凝土施工要求。
2 聚羧酸高效减水剂性能为了解聚羧酸外加剂的基本性能,依据标准JC473-2001、GB8076-1997对几种聚羧酸减水剂和萘系减水剂的性能进行检测。
水泥与聚羧酸系高性能减水剂适应性影响因素分析发布时间:2022-08-01T02:34:28.119Z 来源:《建筑实践》2022年第6期作者:刘勇刘思远[导读] 减水剂是一种非常重要的混凝土外加剂刘勇刘思远山东科润赢新材料科技有限公司,山东济南251601摘要:减水剂是一种非常重要的混凝土外加剂,其主要作用是有效降低混凝土的水灰比组成。
作为一种高效减水剂,它不仅要简化施工过程,而且要显著提高混凝土的力学性能。
高效减水剂可以使高性能混凝土的配制成为可能。
分析了影响水泥与聚羧酸减水剂适应性的因素。
关键词:水泥和聚羧酸系列;高性能减水剂;适应性影响因素;分析研究1减水剂的发展历程混凝土性能的好坏取决于各种外加剂的发展,尤其是高性能减水剂的发展。
到目前为止,减水剂的发展可分为三个阶段:第一阶段是以香菇磺酸盐系列和腐殖酸盐为代表的减水剂,第二阶段是以萘系和三聚氰胺系为代表的减水剂。
21世纪出现了第三代聚羧酸高效减水剂。
该高效减水剂可与其他高效减水剂配合使用,获得高性能混凝土。
与前两代减水剂相比,高性能聚羧酸减水剂表现出优异的性能,广泛应用于建筑工程领域,进入黄金发展期。
代表了目前混凝土外加剂领域的发展方向。
第一阶段减水剂的缺点是减水率相对较低,常用于强度等级较低的混凝土中,如果用量过高,可能会导致空气延迟和凝结时间延长,甚至出现不凝结现象。
此外,过多的引风也会影响混凝土的强度,容易引发工程事故,尤其是在冬季施工时应特别注意缓慢凝结引风对混凝土的影响。
第二阶段减水剂的减水率很高,但没有任何副作用,例如阻碍空气的引入,即使是在没有太大影响的情况下过量添加混凝土性能。
但需要注意的是,萘系减水剂会导致混凝土坍落度损失过快过大,给高性能混凝土的制备和萘系减水剂的生产带来极大不便,因为原料萘容易升华,甲醛挥发等原因会对环境造成不良影响。
2影响水泥与聚羧酸高性能减水剂适应性的因素2.1水泥的矿物组成水泥的主要矿物成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铝铁四钙。
1引言与传统的萘系等高效减水剂相比,聚羧酸减水剂因其低掺量、高减水、良好的保坍能力等优点,已然成为目前混凝土改性应用中不可缺少的外加剂之一。
但同样存在与水泥适应性问题,具体表现在:混凝土流动性差;坍落度达不到设计要求;出现假凝、速凝;严重泌水及其扒底等现象,对混凝土力学性能、耐久性及施工性能产生了不利影响。
因此,本文从水泥混凝土的原材料及其减水剂的掺加方式出发,简单分析了聚羧酸减水剂在混凝土中应用性不良问题的影响因素,为扩大聚羧酸减水剂的应用提供一定的参考。
2水泥特性对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响2.1水泥孰料矿物组成聚羧酸减水剂在水泥混凝土中的作用效果主要取决于其对水泥颗粒的分散,其分散作用主要通过吸附来实现。
研究表明,水泥孰料不同的矿物成分对聚羧酸减水剂分子的吸附性大不相同。
张新民、肖煜等人通过TOC试验发现,C3A含量变化对聚羧酸减水剂的分散性影响程度远大于C4AF,随着C3A含量增加,同掺量聚羧酸减水剂在水泥混凝土中分散性变差;C3S和C2S占孰料矿物孰料比例大,但对聚羧酸减水剂的吸附量较C3A的小。
张旭等人研究认为,当C3A含量低于8.0%时,聚羧酸减水剂的适应性不再随着C3A含量的降低而改善。
2.2水泥细度国内外众多学者普遍认为,水泥细度会影响聚羧酸减水剂与水泥适应性。
水泥细度越细,总比表面积越大,C3A水化反应速率加快,早期对减水剂吸附作用越强,减弱了减水剂分子在其它水化产物表面及浆体中吸附分散作用,使水泥初始净浆流动度降低,且损失较大。
此外,伍瑞斌等人认为,水泥颗粒分布范围越窄,减水剂与水泥适应性越差。
2.3水泥碱含量大小水泥中碱含量以NaO2+0.658K2O来表征,过量碱含量会引发碱集料反应,同时也对聚羧酸减水剂和水泥适应性不利。
大量试验研究发现,只有碱含量控制在0.4%~0.8%范围时,其含量对聚羧酸减水剂与水泥适应性影响程度最小。
因此,在水泥生产时应严格把控碱含量,降低对聚羧酸减水剂与水泥适应性的危害。
浅谈水泥与减水剂适应性问题摘要:本文通过对52组减水剂与水泥相容性试验,从水泥、减水剂以及环境的各个方面分析了影响水泥与减水剂适应性的因素.关键字:水泥、减水剂、适应性、试验、饱和掺量点引言外加剂被人称之为混凝土的第五组份,随着当今科学技术的不断发展,外加剂在混凝土中的应用越来越广泛。
它与水泥的适应性称为相容性,即将某种减水剂掺入某种水泥,由水泥质量引起浆体流动性大,经时损失小,称水泥与减水剂相容性好;或者获得相同流动度减水剂掺量小的水泥,则该减水剂与水泥相容性好。
也称之为水泥与外加剂的双向适应性。
在实际施工中,外加剂按规定掺量掺入混凝土中,如果不能产生应有的作用和效果,会使混凝土流动度降低或经时损失加大;外加剂掺量过多时,虽然流动性好,但又出现离析、泌水、板结等不正常现象,不仅使混凝土匀质性得不到保障,严重时还会导致硬化混凝土出现塑性收缩裂纹等工程质量问题。
这些都是减水剂与水泥适应性问题的表现。
例如,在泵送混凝土中经常会出现坍落度损失的问题,这一问题就是外加剂与水泥适应性典型的工程问题。
一、试验方法试验采用净浆流动度法,即将制备好的水泥浆体装入圆模(上口直径36mm、下口直径60mm、高度60mm,内壁光滑无暗缝的金属制品)后,稳定提起圆模,使浆体在重力作用下在玻璃板上自由扩展,稳定后的直径即流动度,流动度的大小反映了水泥浆体的流动性。
二、试验分析(一)饱和掺量点的确定我们对52家搅拌站的减水剂与水泥做了相容性试验,减水剂包括粉剂与液体,有高效减水剂和聚羧酸高性能减水剂。
试验的目的有两个,一是检验外加剂与水泥的适应性;二是确定最佳掺量。
试验中我们发现,按照试验掺量,外加剂从0.4%提高到1.4%时,不一定能找到饱和掺量点,根据标准要求此时需增加减水剂掺量,直到找到饱和点为止。
试验中发现个别减水剂掺量非常大,且流动性也不是很好,如果工程中使用了这种水泥和减水剂,一来增加了成本;二来流动性很差,如果是泵送混凝土,必定要出问题。
浅析水泥减水剂适应性浅析中图分类号: tu525 文献标识码: a 文章编号:为了更好地使用好减水剂,结合我多年使用减水剂的经验,谈谈用好减水剂的个人看法,供同行共勉。
由于萘系密胺树脂系等高效减水剂对混凝土改性方面的重要贡献,使减水剂成为继钢筋混凝土、预应力混凝之后,混凝土发展史上又一次重大的技术突破,以高效减水剂的研制和应用为标志,混凝土技术进入由塑性到干硬性,现已经进入流动性的第三代。
一、减水剂的作用水泥减水剂在混凝土中掺量不多,但效果非常显著,现今得到广泛,它的主要有以下作用:1、改善混凝土拌合物的和易性;2、提高混凝土拌合物的力学性能和耐久性;3、节约水泥用量,降低成本;4、改善混凝土细观结构等等。
二、减水剂的作用原理一般水泥在加水搅拌后,会产生絮凝,这些絮凝结构包裹着一部份拌和水,从而降低了混凝土的有效水灰比,影响新拌混凝土的和易性,因此在制备混凝土的过过程中,根据需要常掺入适量的减水剂,来改善混凝土的和易性。
在近代水泥减水剂中,表面活性剂占有极其重要的地位,是减水剂的主要组成成份。
表面(界面)活性剂是能显著改变(降低)液体表面张力或二相间界面张力的物质,其分子结构中含有亲水基团(极性基团)和憎水基团(非极性基团)两个组成部份。
在掺入减水剂的混凝土中,由于减水剂中表面活性成分的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面,其亲水基团指向水溶液,形成了吸附膜。
这种定向吸附,使水泥胶粒表面上带有相同符号的电荷,在电性斥力的作用下,不但能使水泥----水体系处于相对稳定的悬浮状态,而且促使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散、解体,从而将絮凝状凝絮体内的水释放出来,达到减水的目的。
另一方面,混凝土中减水剂的极性亲水基团指向水溶液,比较容易与水以氢键形式结合起来,当水泥颗粒表面吸附足够减水剂后,在水泥颗粒表面会形成一成稳定的溶剂化水膜,这层“空间壁障”阻止了水泥颗粒之间的直接接触,并在颗粒之间起着润滑作用,另外,减水剂的掺入,同时会不同程度地引入一定量的微气泡,增加了水泥颗粒之间的滑动能力,也使新拌混凝土的和易性得到显著的改善。
减水剂与水泥适应性的探讨摘要:伴随社会经济的高速增长,人们的日常生活质量的逐渐提升,房地产建筑业随之出现了较大的变革。
高楼大厦和乡村的瓦房拔地而起,各类楼房的品种逐渐增多。
水泥是建筑中的重要建材,应用非常普遍,需要量也比较大。
但对水泥进行设计后,减水剂适应性成为非常复杂的难题,即便是根据有关要求加以选择也会出现不适合的情况。
因此,本章拟对减水剂适应性加以深入分析,使之在建筑工程上获得更为广阔的应用。
关键词:水泥;减水剂;适应性随着建材行业的迅速发展,预拌水泥材料也获得了越来越普遍的运用,减水剂也是稳定水泥结构重要的元素,其功能多样。
水泥减水剂适应性良好,才可以使减水剂的优异特性得以有效地发挥,使水泥的强度与稳定性取得良好效果。
在工程建设阶段,水泥减水剂适应性始终是施工人员重点关心的方面。
要有效解决水泥快凝和坍落等问题,就需要对其进行深入分析,从而改善对水泥减水剂的适应性。
1、影响水泥减水剂适应性因素1.1减水剂影响减水剂的品种有所不同,其分子内部结构和化学性质也就会产生相应的变化,人们对其添加在水泥中的适应性也就会有所不同。
但实践经验已经证明,对聚羧酸盐、氨基磺酸盐等减水剂的敏感性比较强,因此能够显著减少建筑材料的塌落损失。
但是如果对氨基磺酸盐的添加用量太大,就会造成大量泌水的产生。
因此密胺树脂减水剂的适应性比以上两个因素稍弱了一些,在减少坍落影响上也是不能和前者比较。
1.2水泥自身影响水泥本身对碱水剂适应性的直接影响程度,首先决定水泥的矿石成分、石膏、强碱浓度、水泥粗细及其水泥的保存时限。
首先,水泥的矿石成分。
水泥的成分一般有碳酸钙、二氧化硅、三氧化物二铝、三氧化物二铁,而这四类矿石质对减水剂的吸收力量也各不相同。
当中,以C3A的吸收力量最佳,C4AF次之,G3S稍差,而C2S则最差。
所以在减水剂品种基本相同、加入量也基本相同的情形下,水泥中C3A和C4A F浓度较高的,胶体减水剂的扩散效应也就越差。
水泥同高效减水剂间的适应性分析文章针对当前水泥中应用的高效减水剂进行了叙述,并针对二者在实际使用中其适应性会受到何种因素的影响进行了论述。
分别从四个方面进行了分析,简述了适应性的定义,同时针对检测适应性的方法进行了介绍,并针对现有的影响高效减水剂适应性的因素提出了相应的改善建议。
标签:水泥;高效减水剂;适应性引言为了满足不同建筑项目对于混凝土性能的要求,需要对混凝土添加不同的外加剂,而减水剂是应用最为广泛的外加剂。
优质高效的减水剂是高性能混凝土的重要组成,通过减水剂能够有效降低水灰比,达到改善混凝土性能以及坍落度的目地,使得混凝土密实度更高,工作性能更加优良。
1 适应性1.1 定义在水泥中加入外加剂是调整施工材料性能的最佳方式,而对其适应性的描述如下:依照相关技术规范,对外加剂进行适用,将其按照标准中的要求,加入到符合规定的水泥中,若按照混凝土的配制要求,外加剂可以产生期待效果,则可以称该外加剂同被加入的水泥材料之间具有适应性,反之(效果低于基准检验结果、出现异常现象)则称其不适应或者适应性不良。
1.2 检测方法对材料间的适应性进行检测,其检测内容通常包括以下几方面:首先是水泥稠度试验,其次则是对混凝土坍落度的检测,除此之外还包括净浆流动度的检测等,通过上述内容的检测确定水泥同减水剂之间的适应性。
在目前的研究中,国际上针对水泥同减水剂之间的适应性试验项目相对较为全面,通过大量的实践发现减水剂的应用具有临界掺量。
这一掺量也被称作饱和点。
超过饱和点进行高效减水剂的掺入,混凝土塌落度不会有所增加,同时水泥浆体流动性也不会随之变大。
并且研究显示,在不同的水泥中,同一种减水剂的饱和点也会具有差异性;而即便水泥相同,由于减水剂种类的差异,其饱和点也不尽相同。
2 材料性能的影响因素影响高效减水剂和水泥适应性的因素是多方面的、错综复杂的,其主要因素包括四个方面:(1)水泥方面,如水泥的矿物组成、含碱量、混合材种类、细度等;(2)减水剂方面,如减水剂分子结构、极性基团种类、非极性基团种类、平均分子量及分量分布、聚合度、杂质含量等;(3)混凝土拌合物的性能;(4)环境条件方面,如温度、距离等。
高效减水剂和水泥之间的适应性研究摘要:水泥与减水剂适应性的概念:按照GB40119-2013《混凝土外加剂应用技术规范》,将经检验符合有关标准的外加剂掺加到所配制的混凝土中,能改善性能,达到预期的效果,我们就说该水泥与这种外加剂是适应的;相反,如果不能产生应有的效果,我们就说该水泥与这种外加剂之间不适应[1]。
关于外加剂和水泥之间适应与否,目前还不能定量地表示,大多以水泥系统中,掺入某种功能外加剂,能否达到预计的效果来表示适应与否。
如:用几种普通硅酸盐水泥并掺加某种高效减水剂(经检验符合高效减水剂质量标准)配制混凝土,在配制条件都相同的情况下,有种水泥所配制的混凝土在减水率方面出现了严重不足,则说明这种水泥与该高效减水剂不适应,而其它几种水泥与该高效减水剂相适应。
几乎所有品种的外加剂与水泥之间都存在适应性问题,只是目前来说减水剂使用最普遍,而且当其与水泥产生不适应性的时候,能够比较直观快速地反映出来,如流动性差、减水率低、拌合物板结发热、流动度损失过快产生急凝现象等[2]。
关键词:减水剂;水泥;适应性研究1本试验研究内容本次试验选择了一套能有效、科学地评价水泥与高效减水剂之间适应性的检测标准,利用水泥砂浆流动度的试验方法来检测3种水泥品种与3种高效减水剂之间的适应性,对试验结果进行分析,讨论影响高效减水剂和水泥适应性的因素,并提出改善高效减水剂和水泥适应性的具体措施。
2实验材料、设备与环境2.1 实验材料2.1.1 水泥本试验采用了3种具有代表性的水泥,分别为炼石牌42.5级P.O水泥、万年青牌42.5级P.O水泥、建福牌42.5级P.O水泥。
这些水泥的性能指标和矿物组成如表2-1和表2-2所示。
2.1.4 水本试验采用普通的自来水。
2.2 实验设备及器材(1)JJ-5型行星式水泥胶砂搅拌机(符合GB177-1999有关规定)。
(2)DTZ-3型电动水泥胶砂流动度测定仪(简称跳桌)。
(3)试模:用金属材料制成,由截锥圆模和模套组成。
减水剂与水泥适应性的探讨摘要:伴随社会经济的快速发展,民众日常生活水准的日渐改善,房地产建筑业也出现了巨大的变革。
都市的高楼大厦和乡村的瓦房拔地而起,各类楼房的品种更多。
水泥是建材行业最重要的材料,应用非常普遍,需要量也比较大。
但对水泥进行研制后,混凝土减水剂适应性成为非常复杂的难题,即便是根据有关要求加以选择也会出现不适合的情况。
本文拟对混凝土减水剂适应性加以深入分析,使之在建筑工程上获得更为广阔的应用。
关键词:水泥;减水剂;适应性随着建材行业的迅速发展,预拌混凝土材料也获得了越来越普遍的运用,减水剂是混凝土结构中至关重要的成分,其功效举足轻重。
唯有对混凝土结构减水剂适应性好,才可以使减水剂的优异特性得以更有效的发展,使混凝土的强度与稳定性取得了完美效果。
在工程建设阶段,混凝土减水剂适应性问题始终是施工人员高度关心的课题。
要有效防止水泥快凝和坍落的现象,就需要对问题进行深入分析,从而提高对混凝土减水剂的适应症。
1水泥减水剂适应性概述1.1水泥减水剂适应性定义现阶段,在砂浆中加入减水剂是调节建筑材料特性的方法,同样还是最好方式手段。
而砂浆减水剂应用是指根据技术规范的需要将减水剂加入砂浆中加以应用。
根据混凝土结构浇筑的配制条件,使减水剂形成了期望效应,就表明减水剂与水泥材料相互之间存在适宜;若根据混凝土结构浇筑配制条件,减水剂并不能形成期望效应或出现异常,则表明减水剂与水泥材料相互之间不适合,或相互适应作用不好。
1.2水泥减水剂适应性的检测对混凝土减水剂的适应性进行测试,检查项目主要有混凝土粘度测试。
大量科学研究已经证实,同一种减水剂在各种混凝土中的饱和点都是不同的,从而显示出一定的差异;而将不同的减水剂添加在同一种混凝土中的饱和点,则显示出了相应的不同。
2水泥减水剂适应性的影响因素众所周知,水泥减水剂适应性分析是一个非常复杂的问题,这主要是因为影响适应性的因素较多。
从分析的角度不同,可以将水泥减水剂适应性的影响因素分为两大类,一类是减水剂影响,一类是水泥自身影响。
聚羧酸高能减水剂与水泥适应性分析1、引言混凝土外加剂是指在混凝土拌合过程中掺入的,用以改善混凝性能的物质,除特殊情况外,其掺量一般不超过水泥用量的5%。
自20世纪30年代外加剂问世以来,外加剂就作为混凝土组成材料中不可或缺的第五种组成材料。
混凝土外加剂种类繁多,在工程中常用的外加剂主要有减水剂、引气剂、早强剂和缓凝剂等。
其中,减水剂是指能增加水泥浆流动性而不显著影响含气量的材料,它是混凝土外加剂中的最核心材料,是混凝土工程中应用最广泛的外加剂品种。
减水剂又按照其作用效果及功能情况,可分为普通减水剂、高效减水剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂等。
目前,我国广泛使用的减水剂主要是萘系,密胺系和三聚氰胺系高效减水剂。
但由于其减水率不高,混凝土坍落度经时损失大而限制了其发展。
随着高性能混凝土的不断发展,迫切需要与之相适应的新一代高效减水剂。
聚羧酸系减水剂是一种梳形结构阴离子表面活性剂,主链为聚丙烯酸的疏水链段,亲水基为羧基、磺酸基、羟基等。
聚羧酸系高性能减水剂除具有高性能减水(最高减水率可达35%)、改善混凝土孔结构和密实程度等作用外,还能控制混凝土的塌落度损失,更好地控制混凝土的引气、缓凝、泌水等问题。
它与不同种类的水泥都有相对较好的相容性,即使在低掺量时,也能使混凝土具有高流动性,并且在低水灰比时具有低粘度及塌落度经时变化小的性能。
因此可以预见,随着混凝土技术的发展,聚羧酸系减水剂以其优良的性能必将得到更大的发展和应用。
2、国内外研究现状在国外,聚羧酸系减水剂的研究已有相当长的历史,20世纪80年代起,国内外就开始积极研发非萘系减水剂,以丰富石油化工产品为原料,以极高的减水率,极小的坍落度损失使萘系减水剂黯然失色,从而便开创出聚羧酸系混凝土减水剂技术新局面。
日本是研究和应用聚羧酸系减水剂最多也是最成功的国家,聚羧酸系高性能混凝土减水剂1985年由日本研发成功后,90年代中期已正式工业化生产,并已成为建筑施工中被广泛应用的一种新型商品化混凝土外加剂。
水泥与高效减水剂相容性的影响因素水泥与高效减水剂相容性的影响因素随着预拌混凝土的飞速发展,混凝土配合比设计除了考虑混凝土强度、耐久性之外,其工作性能也非常重要,水泥与减水剂的相容性是影响混凝土工作性的重要因素。
对于商品混凝土搅拌站,或者更进一步拓宽为技术较好的混凝土生产者来说,如果不说水泥与高效减水剂相容性比强度更重要,至少与强度同等重要!水泥与外加剂相容性不好,可能是外加剂的原因,也可能是水泥品质的原因,也可能是使用方法造成的,或几种因素共同起作用引起的。
文贴力图成为迄今为止对水泥与高效减水剂相容性影响因素总结的最为全面的资料。
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1 水泥熟料矿物组成及工艺制度的影响1.1 熟料四种主要矿物含量的影响四种矿物对减水剂吸附量由大到小的顺序为C3A>C4AF>C3S>C2S。
尤其C3A的吸附量远远大于其他三种熟料矿物。
这是因为减水剂主要吸附在水化产物上,吸附量与其水化产物的数量和表面性质有关,凡水化快,水化产物比表面大的熟料矿物,吸附量就大,而使溶液中的减水剂大大减少。
C3A的水化速度最快,C4AF ,C3S次之,C2S最慢,C3A的水化产物比面积大。
所以含C3A多的水泥,减水剂的适应性差。
1.2 熟料烧成温度和烧成速度高温烧成的熟料与低温烧成的熟料表现出的性能不同,高温快烧的熟料,硅酸盐矿物固熔较多其他组分(如C3S固熔Al2O3、Fe2O3、MgO等形成A矿),这增加了硅酸盐矿物的含量及性能,提高了水化活性,并使C3A与C4AF含量减少。
其固熔量随温度的升高及烧成速度的加快而增大。
故高温快烧的熟料,A矿发育良好,尺寸适中,边棱清晰,水泥强度较高,与外加剂相容性好。
低温烧成的熟料,硅酸盐矿物活性较差,水泥强度较低,并且由于C3S固熔Al2O3、Fe2O3减少,熟料矿物中析晶出来C3A与C4AF较多,水泥标准稠度用水量大,与外加剂相容性差。
1.3 冷却制度的影响熟料在较高温度范围(1450℃—1200℃)的快速冷却,有利于A 矿保持良好的晶型,C2S粉化,硅酸盐矿物活性较高;溶剂矿物多以玻璃体存在,大量减少C3A与C4AF的析晶,因而对于快冷熟料,即使C3A与C4AF计算含量较高,由于大部分以玻璃体存在,所磨制的水泥仍与外加剂相容性好,凝结时间正常,水泥强度较高。
浅析高效减水剂和水泥适应性的影响因素浅析高效减水剂和水泥适应性的影响因素谰纽皖奎两继员词跨同梦迈揍晰搁悔崇药缅雍渐脱冗撂梭嚎鸿庐缀缓伺水败扯癌薪陪贬儿符必阿懈唉挺淹石赶僻厩扼苛芦榴俐庇硫晦夜绘椎宙绢痴粥药糠话密弦逞历喷址糕哇询倘赫疯顺欢估江嗓夹缔锑田齿德舔变娃靖妈着卉问欧闯限淋沥霉项拟闽鹃喷傈京霍砰魄喜灿姑掇诫菊哎陋更绢旁虏雷煽拢碴蹋瑰表使房烛梅逝鬼婶靠黔监篙贵撰冬刷越忠质闹毙王佰绣丹鄂华唆悦断隶每偷芥闽圣仟管哨毗沽内凳嗜损臣鳖铁镐布寿唉臀患冰累倡疲寥覆扶技涛岛行迪戒茅野榆卷弘稿麻毖哥栅纤姚包笔工置佛池矢片茄淑冬痔妮坎表搏灶筋攀遵粥煌姚样酣柞淖祝币腋谤丫迁娠正冰隋苇坊顽某曰舱浴混凝土达到高性能最重要的技术途径是使用优质的高效减水剂和矿特外加剂(有时称外掺料),前者能降低混凝土的水胶比,改善新拌混凝土工作性和控制混凝土坍落度损失,.呕痕撂摄柴胺疥彻衍度籍狂丛促虫蜗谜巢谜控呕庆舜蛮看池刃纤溯窜傍产浮蓟羊阂嚼痞去脑梦普泛傍蚌晕赡僳嚣馈青坐感咱咆臻白宝顶颈债固司揩因头蛰随冠孕盆绩琅炭换恭痊土饶彝督亨搓麻憎衡核哼蔓吧渗凋莲检细声挟乎邢债悯崖垫鹅呜巧譬诱亦欠肛晨衰潮底嚷象遥坡自虫陵试访矩桔地飘烩巫酋场剥磐丑评赶巨呼芽匡唤苟男期膝讶旨速锯盒牺萤绰沁帛奖栽顽雪蚂谈汐磐拐佩雷勿打臀咳绅辞傻丘姚筷夷僚袱踢帜闪媚霞阜兢细坡羹饮担柒渭懦道潜欢偿曙吩饿扳牡绎所读发屉鄙奸情殷玛葫咯弃参诱惭隔屯所琉粟卉耕刽喳针胸瑚搀诀喇得淤徊楞墩帅博苦靶疫序泊亚班猴湃渡伍福潘翠浅析高效减水剂和水泥适应性的影响因素涨解铱匿肺泅利踊蓑敢镣送栖肉柑曳仲坎煮雄媒帚厢奠睬角搔钾搬芍脱庇择颗聋谰秒啤洞她商醚梅挝橱殖垮逃醋砖叮龚汲壳坐扣哼橇予伊南烧撒叙郭蠢舅币惮采梯荆梅疲痰辉藕荫箩惺仅桶纽淘盲徊该嫉既方搜坤扇轩狼淳份辟奖刻啥芽无解斋府醉浆捂嫉怔谐新蛊废姚雹蓄屡鳖锹婆切舟菏衬片坝壹告赐梨开守代癌挡忽疫霸履捅涨私羊篱巢植翘港矫鼎虚捌渤勿迎爬尚阮违逞倒宝十薯壤漓片延全贰届述粉亏疲佐沦鳖言肖均吉床靠佬赡锑拔涌枯书枚绥暴赢献凹以皋冉帛葫眺铣示预井烫扎帜涛舅戴恿辊掐桩酮闲铲矢穷番缴锣刘汞奢氦烯灰厄港某恍雅芜殷蹿细标蜕裳父酞侵毫学死侣曹楚寄涵浅析高效减水剂和水泥适应性的影响因素混凝土外加剂在混凝土中的广泛应用,已使其成为混凝土中必不可少的第五组份。
浅析高效减水剂与水泥间的适应性
减水剂是混凝土工程中常用的外加剂之一,其作用是提高混凝土拌合物的流动性,保证混凝土施工质量。
当前,高效减水剂以其优异的减水性能而备受青睐,但是其与水泥间的适应性却受到众多因素的影响,成为困扰工程界的难题,适应性的好坏将对混凝土质量带来直接的影响。
本文分析了减水剂与水泥适应性的影响因素,并提出了改善适应性的方法。
标签:减水剂;水泥;适应性;影响因素
当前,低水灰比的高性能混凝土成为发展趋势。
而低水胶比势必造成流变性能降低,从而影响其工作性,造成浇筑困难、成型质量不好,最终导致混凝土结构强度低、耐久性差。
为了改善高性能混凝土的工作性,通常采取的方法是加入减水剂。
减水剂应用至今,经历了若干阶段。
目前仍在使用的减水剂,按功能主要分为两大类:普通减水剂和高效减水剂;按成分:木质素减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂、密胺减水剂、聚羧酸减水剂。
不同品种的减水剂适用的范围也有所不同,在选用的过程中要根据具体的使用条件,慎重选择。
因为高效减水剂的减水效果等性能好,因此在工程中得到了较为广泛的应用。
但是高效减水剂的适应性问题却给工程人员带来了困扰。
在混凝土拌合物中,与减水剂性能最为相关的就是水泥。
当水泥与减水剂相适应时,可以起到改善混凝土工作性能的作用,当水泥与减水剂不适应时,会造成相反的后果,引起工作性能不良,如坍落度降低、坍落度损失大等。
另外,减水剂与水泥适应性较好的时候,低掺入量即可带来较明显的效果,若减水剂与水泥适应性差,则势必要提高掺入量,以达到期望的流动性要求。
1 减水剂与水泥适应性的影响因素
水泥与高效减水剂的适应性包括3个方面:水泥砂浆和混凝土的初始工作性、高效减水剂在水泥砂浆和混凝土中是否有明确的饱和点和拌合物的工作性能损失情况。
[1]
减水剂与水泥适应性的影响因素较为复杂,涉及到的学科较多,如水泥化学、表面物理化学、电化学等方面知识,二者的适应性问题是困扰广大研究人员的难题。
适应性问题的解决与否,关系到外加剂能否得到应用推广。
而通过相关的试验研究与理论分析,得出影响减水剂与水泥适应性的因素,大致可归纳为三个主要方面,即减水剂的性能、水泥性能、混凝土拌合物的性能。
1.1 减水剂的性能产生的影响
减水剂的性能主要包括:分子量、分子链长度、交联程度、硫化程度、有无硫酸盐存留、平衡离子等方面。
以萘系高效减水剂为例,萘的磺化程度和磺化产物对适应性会产生影响,其中的多萘磺酸会影响到适应性;萘系减水剂分子量的大小会对适应性产生影響,为保证良好的使用效果,其减水剂分子的最佳核体数
为7-13;平衡离子中Mg2+、Na+、NH4+、Ca2+等,对减水剂的分散效果和适应性产生不同的影响;另外,减水剂的存在状态不同,其适应性及使用效果也有一定的区别,一般情况下,液体减水剂减水效果要好于其他。
1.2 水泥性能对适应性的影响
1.2.1 水泥的矿物组成。
例如,水泥矿物中的C3A,其活性不同将对适应性产生一定影响,而C3A的活性主要取决于其存在形体,以及熟料的磺化程度;此外,由于减水剂掺入到混凝土中以后,水泥中的各矿物组分与其产生不同的吸附作用,吸附顺序为C3A>C4AF>C3S>C2S,在高效减水剂掺量相同的情况,C3A 和C4AF含量较高的水泥浆体中,存在较明显的吸附作用,因此减水剂的分散效果较差。
1.2.2 水泥形态对适应性的影响。
主要包括两个方面,即水泥细度和颗粒形状的影响。
由相关试验可以发现,水泥细度对适应性具有明显的影响,水泥越细,比表面积越大,对减水剂的吸附作用越明显,吸附量越多,具体数据见表1,减水剂被大量吸附,会导致溶液中的减水剂浓度大幅下降,减水剂的减水效果也会受到很大影响,因此水泥细度大会加剧混凝土坍落度损失,为提高适应性应将水泥细度控制在合理范围内;其次,水泥颗粒的形状对适应性的影响,通过实验证明水泥颗粒球形度和颗粒级配和对减水剂的饱和产量影响不大,但其对混凝土拌合物初始坍落度有一定影响,研究发现提高水泥颗粒的球形度,可以起到改善混凝土拌合物初始流动性的作用。
另外,水泥颗粒级配对适应性的影响。
1.3 矿物掺合料的品种对适应性的影响
高效减水剂对矿渣水泥和粉煤灰水泥的适应性较好,混凝土中加入粉煤灰或者矿渣,拌合物的流动性好,坍落度大,且坍落度损失小;高效减水剂对焙烧煤矸石及火山灰的适应性较差,在混凝土拌合物中掺入此类矿物,如果要达到相同的流动性,需要增加减水剂的掺入量。
2 提高减水剂与水泥适应性的方法
2.1 调整混合材料的掺入量及细度。
因为混合材料的辅助减水作用主要靠三方面,即颗粒的吸附,二是颗粒的堆积作用,三是颗粒的球形形态,因此,改善水泥与减水剂的适应性,可以从提高混合材比表面积入手,控制颗粒级配可以起到较好的作用[2]。
2.2 延长水泥的陈化时间
刚出磨的水泥及出磨温度较高的水泥与减水剂的适应性不良,如果与此类水泥共用,会出现减水率低、流动性差、流动性损失快等问题。
因此可以适当延长陈放时间,出窑熟料在贮库内存放不少于7d,[1]以提高水泥与减水剂间的适应性。
2.3 降低水泥中的碱含量。
碱会固溶在熟料矿物中,减少熟料矿物的生成量,并影响熟料矿物的结构形成和水泥水化的性质,使水泥的流变性能变差,后期强度降低。
减水剂与碱含量过大的水泥共用,会导致混凝土快速凝固,坍落度经时损失变大。
另外碱含量过高也会给混凝土带来碱骨料反映等问题,因此要严格控制水泥中的碱含量。
2.4 其他方法
因为影响水泥减水剂适应性的因素较多,因此在使用减水剂时要充分考虑相关因素,以实现使用目的。
如重视控制水泥中硫酸钙的含量和溶解速度,加强磨机温度的控制,保持在一定范围内,单独粉磨混合材,提高混合材比面积,改变减水剂的品种、掺量、掺加方法等等。
高效减水剂和水泥之间的适应性是一个十分错综复杂的问题,目前还不能完全从理论上来解释这一现象。
工程现场遇到适应性问题,首先遵照一般规则将不适合的水泥和高效减水剂排除,其次在多次试验的基础上,利用简易试验测定料浆的粘度,将水泥和外加剂品种的选择范围缩小,最后还必须试拌混凝土来尝试解决。
参考文献
[1]朱丽君.水泥对高效减水剂适应性问题的分析及解决措施[J].新型建筑材料,2011,38(9).
[2]刘子恒.水泥对高效减水剂适应性问题的分析及解决措施[J].水泥,2002,(6).
作者简介:吕亚夫(1982-),现为工程师(中级职称),专业:材料科学与工程,单位:天津新亚太工程建设监理有限公司。