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減水劑對幾種“問題”水泥的解決方案
發(fā)布時間：
2023-01-04 16:13
外加劑對幾種特殊水泥適應(yīng)性的解決措施
一．高堿水泥
水泥中的可溶性堿通常以Na2O當(dāng)量表示，它主要來源于生產(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(qiáng)度發(fā)展。試驗(yàn)證明，水泥混凝土流動性隨著堿含量的增加而提高。但是到達(dá)一定量，水泥會急劇水化，水泥漿流動性大幅度下降。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)時損失率增大。
產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因一般認(rèn)為，水泥中的堿對鋁酸三鈣（C3A）的溶出產(chǎn)生了促進(jìn)作用，此時水泥在調(diào)凝劑CaSO4參預(yù)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性。但是如果水泥中堿含量過高，由于初始就有大量AFt晶體形成，反而使流動度下降，減水劑用于上述水泥適應(yīng)性必然會降低。主要表現(xiàn)在減水率不夠，塑化效果差，坍落度經(jīng)時損失率高。
在使用高堿水泥時，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）使用效果卻會明顯改善。這主要是，低濃減水劑所含CaSO4是在合成中和時產(chǎn)生，水溶性好，在水泥中石膏尚未溶解時就大量溶于水中，當(dāng)較高的堿加快C3A溶出時，因水中已有大量SO3存在，與C3A反應(yīng)，形成AFt，從而阻止了因形成鋁酸鈣而導(dǎo)致的流動性下降，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(yīng)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(yīng)。主要是酸性外加劑摻入高堿水泥后，會迅速產(chǎn)生酸堿中和放熱反應(yīng)，溫度急劇上升，不但促使水泥迅速水化，大量水化熱放更會產(chǎn)生惡性循環(huán)，所配制的混凝土不但流動性差，坍落度很可能在極短的時間內(nèi)消失。但如果采用其它堿性緩凝劑則可避免上述現(xiàn)象的產(chǎn)生。
二．低堿缺硫水泥
水泥中可溶性堿的含量一般認(rèn)為應(yīng)該是0.4%-0.6%。通常將堿含量低于0.4%的水泥稱為低堿水泥。而水溶性堿多以堿的硫酸鹽存在，所以也將低堿水泥稱為缺硫或欠硫水泥。
缺硫水泥摻入減水劑通常流動性較差，而增大減水劑用量雖然有一定效果，但更會增大混凝土泌水，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(yīng)，即使將緩凝劑用量成倍增加也毫無作用。
不難看出，缺硫水泥產(chǎn)生上述不適應(yīng)現(xiàn)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(bǔ)充可溶性堿（硫酸鹽）對解決低堿缺硫水泥適應(yīng)性問題有效。而常用的增大緩凝劑用量的方法效果并不明顯。
三．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(rèn)為應(yīng)該是C3A>C4AF>C3S> C2S ，其中C3A對減水劑的吸附量大，因此在減水劑摻量一定時，混凝土流動性隨著C3A含量增大而降低。坍落度經(jīng)時損失率也隨之增大。這主要是由于摻入減水劑大都會被C3A吸附，而占主要的礦化成份C3S卻沒有足夠的減水劑去吸附分散，而使水泥漿流動性降低。多次試驗(yàn)看出，水泥中C3A含量超過8%，即會對混凝土流動性產(chǎn)生不利影響。
試驗(yàn)證明，補(bǔ)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(shù)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。還可以采用價格低廉的減水劑并適當(dāng)增大摻用量，滿足C3A吸附并有較多剩余減水劑去改善C3S等礦化成份的流動性。由于此類減水劑價格低廉，不會增大使用成本。
四．高混合材用量水泥
根據(jù)我國水泥標(biāo)準(zhǔn)，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(xì)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(qū)別較大，影響了外加劑對水泥的適應(yīng)性。
優(yōu)質(zhì)的粉煤灰應(yīng)該是活性強(qiáng)（即活性SiO2及AL2O3含量高）、燒失量小、細(xì)度低、需水量小。其中燒失量對外加劑相溶性影響大。
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，溢出后更會增大混凝土泌水，并會增大混凝土收縮變形，還會影響水泥漿與集料界面的粘結(jié)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(xiàn)，粉煤灰中的碳有較強(qiáng)的吸附能力，減水劑摻入后它會與水泥爭相吸附，影響了水泥漿的流動性。
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(shù)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(diào)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(xiàn)缺硫現(xiàn)象。因此采用高硫酸鹽含量的減水劑較為適應(yīng)，同摻優(yōu)質(zhì)引氣劑，微小細(xì)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。
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