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黑龍江減水劑針對6種“問(wèn)題”水泥如何調整?

發(fā)表時(shí)間:2024-06-04 訪(fǎng)問(wèn)量:10522

01什么是黑龍江減水劑

      減水劑是一種在維持混凝土坍落度基本不變的條件下,能減少拌合用水量的混凝土外加劑。大多屬于陰離子表面活性劑。

      加入混凝土拌合物后對水泥顆粒有分散作用,能改善其工作性,減少單位用水量,改善混凝土拌合物的流動(dòng)性;或減少單位水泥用量,節約水泥。


02減水劑有哪些種類(lèi)

  • 按外觀(guān)形態(tài)分


      分為水劑和粉劑。水劑含固量一般有10%,20%,40%(又稱(chēng)母液),50 %,粉劑含固量一般為98%。


  • 按減水及增強能力分


      分為普通減水劑(又稱(chēng)塑化劑,減水率不小于8%,以木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)為代表)、高效減水劑(又稱(chēng)超塑化劑,減水率不小于14%,包括萘系、密胺系、氨基磺酸鹽系、脂肪族系等)和高性能減水劑(減水率不小于25%,以聚羧酸系減水劑為代表),并又分別分為早強型、標準型和緩凝型。


  • 按組成材料分


      木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)、多環(huán)芳香族鹽類(lèi)、水溶性樹(shù)脂磺酸鹽類(lèi)、萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑、氨基高效減水劑、聚羧酸高性能減水劑等。


  • 按化學(xué)成分組成分


      木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)減水劑類(lèi)、萘系高效減水劑類(lèi)、三聚氰胺系高效減水劑類(lèi)、氨基磺酸鹽系高效減水劑類(lèi)、脂肪酸系高減水劑類(lèi)、聚羧酸鹽系高效減水劑類(lèi)。


03減水劑的作用有哪些

  • 在不改變各種原材料配比(除水泥)及混凝土強度的情況下,可以減少水泥的用量。


  • 在不改變各種原材料配比(除水)及混凝土的坍落度的情況下,減少水的用量,可以大大提高混凝土的強度。


  • 在不改變各種原材料配比的情況下,可以大幅度提高混凝土的流變性及可塑性,使得混凝土施工可以采用自流、泵送、無(wú)需振動(dòng)等方式進(jìn)行施工,提高施工速度、降低施工能耗。


  • 摻加混凝土高效減水劑,可以提高混凝土的壽命一倍以上,即使建筑物的正常使用壽命延長(cháng)一倍以上。


  • 減少混凝土凝固的收縮率,防止混凝土構件產(chǎn)生裂紋;提高抗凍性,有利于冬季施工。


04減水劑的作用機理是什么

  • 分散作用

  • 潤滑作用

  • 空間位阻作用

  • 接枝共聚支鏈的緩釋作用


05減水劑對幾種“問(wèn)題”水泥的解決方案

— 高堿水泥 —

      水泥中的可溶性堿通常以Na?O當量表示,它主要來(lái)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度發(fā)展。試驗證明,水泥混凝土流動(dòng)性隨著(zhù)堿含量的增加而提高。但是到達一定量,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。產(chǎn)生上述現象的原因一般認為,水泥中的堿對鋁酸三鈣(C3A)的溶出產(chǎn)生了促進(jìn)作用,此時(shí)水泥在調凝劑CaSO4參與下很快形成了一定的AFt晶體,并包裹在C3A表面,抑制了C3A直接水化形成鋁酸鈣,改善了水泥漿的流動(dòng)性。但是如果水泥中堿含量過(guò)高,由于初始就有大量AFt晶體形成,反而使流動(dòng)度下降,減水劑用于上述水泥適應性必然會(huì )降低。主要表現在減水率不夠,塑化效果差,坍落度經(jīng)時(shí)損失率高。在使用高堿水泥時(shí),如釆用低硫酸鹽含量的減水劑,使用效果差。而如果采用硫酸鹽含量較高的減水劑(硫酸鈉含量20%以上)使用效果卻會(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,形成AFt,從而阻止了因形成鋁酸鈣而導致的流動(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高堿水泥。許多聚羧酸減水劑PH值較低,如與檸檬酸等酸性緩凝劑合用對高堿水泥難以適應。主要是酸性外加劑摻入高堿水泥后,會(huì )迅速產(chǎn)生酸堿中和放熱反應,溫度急劇上升,不但促使水泥迅速水化,大量水化熱放更會(huì )產(chǎn)生惡性循環(huán),所配制的混凝土不但流動(dòng)性差,坍落度很可能在極短的時(shí)間內消失。但如果采用其它堿性緩凝劑則可避免上述現象的產(chǎn)生。

— 低堿缺硫水泥 —

      水泥中可溶性堿更佳含量一般認為應該是0.4%-0.6%。通常將堿含量低于0.4%的水泥稱(chēng)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(chēng)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,即使將緩凝劑用量成倍增加也毫無(wú)作用。不難看出,缺硫水泥產(chǎn)生上述不適應現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。因此只有補充可溶性堿(硫酸鹽)對解決低堿缺硫水泥適應性問(wèn)題有效。而常用的增大緩凝劑用量的方法效果并不明顯。

— 高混合材用量水泥 —

      根據我國水泥標準,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、礦渣及磨細石灰石等。這些混合材其活性、需水性、礦化成份及對外加劑的吸附性能區別較大,影響了外加劑對水泥的適應性。優(yōu)質(zhì)的粉煤灰應該是活性強(即活性SiO2及AL2O3含量高)、燒失量小、細度低、需水量小。其中燒失量對外加劑相溶性影響更大。燒失量即粉煤灰中未燃盡的碳的含量。燒失量越大,未燃盡碳含量越高,與外加劑相溶性越差。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,粉煤灰中的碳有較強的吸附能力,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,并同摻一定數量的優(yōu)質(zhì)引氣劑。礦渣由于含鋁酸鹽較多,因此需更多的石膏調凝劑,而按普通硅酸鹽水泥工藝生產(chǎn)的礦渣水泥更容易出現缺硫現象。因此采用高硫酸鹽含量的減水劑較為適應,同摻優(yōu)質(zhì)引氣劑,微小細密的氣泡也有一定減小鋁酸鹽對減水劑的吸附作用,但需增大摻用量。

— 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為應該是C3A>C4AF>C3S> C2S ,其中C3A對減水劑的吸附量更大,因此在減水劑摻量一定時(shí),混凝土流動(dòng)性隨著(zhù)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(méi)有足夠的減水劑去吸附分散,而使水泥漿流動(dòng)性降低。多次試驗看出,水泥中C3A含量超過(guò)8%,即會(huì )對混凝土流動(dòng)性產(chǎn)生不利影響。試驗證明,補充水泥漿中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增大摻用量,滿(mǎn)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(lèi)減水劑價(jià)格低廉,不會(huì )增大使用成本。

— 摻水溶性較差石膏水泥 —

      石膏是作為水泥的調凝劑使用的,它的摻用量基本與水泥中C3A含量相匹配。加水后石膏在水泥中形成一定數量的鈣礬石,吸附在C3A中控制C3A的水化,起到調節水泥凝結時(shí)間的作用。常用石膏以二水石膏(CaSO4.H2O)水溶性更好,因此水泥生產(chǎn)多采用二水石膏。但石膏在水泥生產(chǎn)中多與水泥熟料同磨,在研磨時(shí)溫度過(guò)高會(huì )使大量二水石膏轉變成半水石膏(CaSO4. 1/2 H2O)或無(wú)水石膏(CaSO4)即硬石膏。也有些水泥廠(chǎng)也會(huì )直接采用無(wú)水石膏或使用一些工業(yè)廢石膏如氟石膏、脫硫石膏、磷石膏等。硬石膏及上述廢石膏水溶性較差,在水中溶解較慢,在外加劑中通常會(huì )加入性?xún)r(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(即少量水泥已凝結而大量水泥顆粒尚未水化凝結,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,更好不使用木鈣、木鈉、糖鈣等影響石膏溶解的減水劑。試驗證明,控制上述減水劑的用量有一定效果。還可以同摻大量能補充水泥中SO3的外加劑也能控制假凝。

— 新鮮水泥及比表面積較大的水泥 —

      水泥出窯貯放時(shí)間及比表面積也會(huì )影響外加劑的適應性。通常我們將制成后貯放時(shí)間較短的水泥稱(chēng)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(guò)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(cháng)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(wú)法延長(cháng)水泥貯放時(shí)間,則可增加緩凝劑的摻用量也有一定效果。水泥的比表面積對外加劑的適應性有一定影響。比表面積較大的水泥需水量較大,達到一定流動(dòng)性所需摻入外加劑較多,較大比表面積水泥早期強度發(fā)展較快,但對混凝土后期強度及保坍性能會(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增加減水劑及緩凝劑的摻用量。仍可達到較好的技術(shù)經(jīng)濟效益。由于水泥熟料及混合材的礦化成份與形態(tài)復雜,對減水劑的相溶性影響因素太多,很難用一種簡(jiǎn)易的辦法解決所有減水劑對水泥適應性的問(wèn)題,研究表明,目前正大力推廣應用的聚羧酸鹽高性能減水劑雖然對水泥適應性相對好于常用的各種高效減水劑,但仍存在一定適應問(wèn)題。國內外常用的改變減水劑摻入時(shí)間及摻加方法有利于改善適應性,但用于一些特殊水泥相溶問(wèn)題仍會(huì )出現,對于減水劑與水泥適應性的研究是一項較為復雜的問(wèn)題,目前仍需進(jìn)行深入細致的研究。

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