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水泥特性对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响

编辑:华伟银凯   发布时间:2019-1-12 

  聚羧酸减水剂作为备受国内外关注的新一代减水剂,与传统减水剂相比,具有低掺量、高减水、高保坍、高增强、低收缩等优势,而且分子结构可设计,广泛应用于各种高强、高性能混凝土工程中。但聚羧酸减水剂与水泥的适应性问题,则是现阶段制约其进一步发展扩大应用的首要问题。从水泥特性来看,哪些因素对两者适应性有影响呢?


水泥特性对聚羧酸减水剂与水泥适用性的影响


  一、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。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。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。当C3A含量低于8.0%时,聚羧酸减水剂的适应性不再随C3A含量的降低而改善。
  二、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。
  三、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。
  四、水泥新鲜度
  水泥新鲜程度不同,其矿物组成中的C3A和C4AF含量大不相同,水泥越新鲜,C3A和C4AF含量相对高,聚羧酸减水剂对其适应性越差。水泥陈放必须达到一定时间,才能有效改善聚羧酸减水剂对其适应性不良的问题,但过长对其流动性改善程度却也很有限。
  五、石膏
  石膏的主要作用是调节水泥的凝结时间。但众多研究发现,石膏种类、掺量及结晶形态对聚羧酸减水剂与水泥适应性有很大程度影响。通过研究可溶性SO42-的吸附行为发现,由于水泥颗粒和SO42-对聚羧酸减水剂分子的吸附性竞争,随石膏掺量增加,聚羧酸减水剂在水泥上的吸附量及吸附率逐渐减小,导致其与水泥的适应性减弱;无水石膏在水泥颗粒表面的吸附能力强于二水石膏,即对水泥适应性较二水石膏差;结晶形态相同而种类不同的石膏,对水泥的吸附率也大不相同,磷石膏的吸附率较大,会降低聚羧酸减水剂与水泥适应性。工业副产石膏制品的品质对聚羧酸减水剂与水泥适应性也有影响,当烟气脱硫石膏脱硫不充分时,石膏中存在较多亚硫酸钙,与普通脱硫石膏相比,对聚羧酸减水剂分子的吸附能力增大,吸附到水泥颗粒表面的减水剂分子相对减少,导致聚羧酸减水剂与水泥的适应性变差。
  六、水泥温度
  水泥温度小于70℃对水泥浆液初始流动度损失影响不明显;但随温度逐渐升高到超过80℃时,表现出聚羧酸减水剂与水泥适应性降低;当温度更高时,水泥中部分二水石膏会脱水转变为无水石膏,需水量及其对聚羧酸系减水剂的吸附增大,使其与水泥适应性变差,流动度损失显著增大。


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