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多年來,盡管外加劑在商品混凝土中得到了廣泛應(yīng)用,但在混凝土生產(chǎn)過程中卻一直存在著外加劑與水泥、摻合料之間的適應(yīng)性問題。如果處理不當(dāng),不僅影響施工,甚至?xí)绊懟炷两Y(jié)構(gòu)的質(zhì)量,造成質(zhì)量事故。因此只有了解影響它們之間適應(yīng)性的因素,才能發(fā)現(xiàn)問題并及時找出解決問題的辦法。 一、水泥方面 作為預(yù)拌混凝土中主要的膠凝材料,與外加劑相容性較好的水泥在配制混凝土?xí)r,可以用較少的水泥用量或較少的外加劑用量,來達(dá)到較好的流動性和較小的坍落度經(jīng)時損失,使混凝土拌合物具有良好的施工性能。 水泥與外加劑適應(yīng)性的影響因素很多,一般認(rèn)為有:水泥熟料的礦物組成、水泥細(xì)度、石膏的種類和摻量,混合材的種類和摻量以及水泥的存放時間與溫度等。 1、水泥熟料的礦物成分 水泥熟料主要有四種礦物(C3S、C2S、C3A、C4AF),其中C3A及C4AF與外加劑的適應(yīng)性較差,C3S、C2S與外加劑的適應(yīng)性較好。這是因?yàn)镃3A、C4AF混水后,其電位呈正值,會較多地吸附外加劑,而C3S、C2S混水后,其電位呈負(fù)值,吸附外加劑量較少。水泥熟料礦物中以C3A的水化速率最快,放熱大,需水量也大,吸附外加劑量最大,其次為C4AF,后為C3S、C2S。由于水泥各種熟料礦物水化速度不同,吸附外加劑分子數(shù)量也不相同,水化速度越快的礦物吸附越多,其它礦物成分吸附量則相對較小,這種不均勻的吸附,使分散作用下降與外加劑適應(yīng)性就差。因此在商品混凝土中使用C3A與C4AF較高的水泥時(特別是C3A較高時),容易出現(xiàn)混凝土單方用水量偏大,坍落度經(jīng)時損失過快的現(xiàn)象。當(dāng)水泥中的C3A含量<5-8%時,水泥與外加劑的適應(yīng)性較好,反之當(dāng)C3A含量大于8%時與外加劑適應(yīng)性變差,即使調(diào)整外加劑用量也不能解決坍落度損失大的問題。 目前,由于大多數(shù)混凝土企業(yè)目前尚不具備水泥化學(xué)分析能力,因此,混凝土企業(yè)在采購水泥時要對水泥生產(chǎn)過程與質(zhì)量進(jìn)行了解,加強(qiáng)與水泥企業(yè)的信息交流,盡量采購水泥中C3A含量低,質(zhì)量相對穩(wěn)定的水泥。 2、水泥的細(xì)度 對混凝土影響較大的水泥生產(chǎn)現(xiàn)狀是:因現(xiàn)行水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不設(shè)水泥比表面積的上限,水泥比表面積過大,早期強(qiáng)度過高而后期增長率低甚至倒縮,水泥實(shí)際強(qiáng)度浮動幅度太大,不利于混凝土質(zhì)量的均勻控制;部分水泥企業(yè)通過提高水泥粉磨細(xì)度來提高水泥膠砂強(qiáng)度,但水泥過細(xì)比表面積增大,水化就快,對減水劑分子的吸附量也增大,降低了液相中外加劑殘留濃度,增加了液體粘度,使混凝土塑化效果變差,混凝土坍落度損失加快。使用這類水泥時,為了達(dá)到較好的塑化效果,不得不增加減水劑的摻量,增加了生產(chǎn)成本。同時,水泥細(xì)度越細(xì),則與減水劑的適應(yīng)性越差。但當(dāng)細(xì)度過粗時,水泥凝結(jié)時間偏長,配制的混凝土和易性差,泌水較嚴(yán)重,混凝土工作性較差。一般水泥比表面積控制在360~380m2/Kg比較好。 3、堿含量 水泥中的堿主要來源于生產(chǎn)所用的原材料石灰石和粘土中,以Na2O+0.658K2O計(jì)算的質(zhì)量百分率來表示。過量的堿會和集料中的活性二氧化硅反應(yīng),生成膨脹性的堿硅酸鹽凝膠,一方面會增加混凝土結(jié)構(gòu)開裂的風(fēng)險,另一方面,堿含量的增大,降低了減水劑的塑化作用,同時水泥中的堿對混凝土的泌水影響較大。因此,水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定水泥的含堿量不大于0.6%。另一方面,隨著對低堿水泥的要求,某些水泥企業(yè)由于原材料的變化或控制措施的滯后,水泥的含堿量又突然降得太低,也是混凝土泌水的主要原因??扇苄詨A對混凝土的和易性影響很大,通過水泥實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)可溶性堿在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%-0.6%時的水泥與外加劑的適應(yīng)性最佳。而當(dāng)可溶性堿較少時,混凝土拌和物的坍落度損失較快。當(dāng)然,可容性堿過高時,對混凝土的負(fù)面影響就更大;隨著水泥堿含量的增大,減水劑的塑化效果變差,混凝土拌和物的凝結(jié)時間縮短、坍落度損失急劇加快,特別是和堿性減水劑的適應(yīng)性就更差。 4、水泥的存放時間與溫度 水泥存放時間短、溫度高與減少劑的適應(yīng)性就較差。這是因?yàn)槌瞿ゲ痪玫乃嗪枯^少,溫度高(70℃-90℃),水化快,水化熱又高,使水泥的需水量大;溫度過高的水泥吸附更多的減水劑,混凝土的塑化效果也就變差,坍落度損失也增大。因此,當(dāng)混凝土企業(yè)使用剛出磨不久還沒有來得及散熱的水泥時來配制混凝土?xí)r,往往表現(xiàn)出外加劑減水率降低,拌和物坍落度損失快的情況。經(jīng)驗(yàn)表明水泥溫度在60℃以上,對外加劑吸附相對較大,60℃以下與外加劑適應(yīng)較好,并趨于穩(wěn)定。在氣溫較高的季節(jié),這種影響更為明顯。 5、石膏的影響 水泥中所摻加的石膏主要有二水石膏半水石膏及工業(yè)副產(chǎn)石膏。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),這些石膏都可作為水泥調(diào)凝劑,試驗(yàn)證明摻二水石膏和半水石膏的水泥適應(yīng)性較好,摻硬石膏的水泥適應(yīng)性較差。因?yàn)橛彩嗟娜芙馑俣容^慢,不能有效控制C3A的水化速度,使減水劑分子被C3A大量吸附,削弱了減水劑的分散作用,從而降低了減水率,增加了坍落度損失。 6、混合材的影響 水泥中常用的摻合料有?;郀t礦渣,粉煤灰,石灰石等,由于摻合料的性質(zhì)不同,也會影響外劑對水泥的適應(yīng)性,其中以石灰石、優(yōu)質(zhì)粉煤灰和礦渣與外加劑的相容性較好,而雙摻效果比單摻好。石灰石作水泥混合材,其易磨性較好,水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較小,同時有利于改善水泥的顆粒分布,改善與外加劑的相容性,是生產(chǎn)水泥首選的混合材;礦渣活性高,玻璃體含量較多,雖然易磨性差,但摻入少量礦渣與熟料共同粉磨,可以改善水泥顆粒組成,提高水泥膠砂28天及遠(yuǎn)齡期強(qiáng)度,同時礦渣與外加劑的相容性較好;優(yōu)質(zhì)(一級、二級粉煤灰)是優(yōu)質(zhì)水泥較好的混合材,但粉煤灰品質(zhì)差異較大,需水量大、燒失量高、游離氧化鈣高、活性差的粉煤灰應(yīng)慎用。用煤矸石和爐底渣作為水泥混合材時,會使混凝土拌和物的用水量增大,同時與外加劑適應(yīng)性變差。 二、外加劑的因素 外加劑自身的原因有以下幾個方面:1、外加劑品種不同2、結(jié)構(gòu)官能團(tuán)的不同3、聚合度不同4、復(fù)配組分不同。這些影響為會通過不同方式影響外加劑與水泥及混凝土摻和料的適應(yīng)性。而不同廠家生產(chǎn)出來的外加劑也會有很多差異,主要原因:1、生產(chǎn)制作工藝;2、制作過程的技術(shù)水平;3、質(zhì)量管理水平。因此,不同的廠家生產(chǎn)出來的產(chǎn)品必然有差異,必須做適應(yīng)性試驗(yàn),選擇與水泥、摻合料適應(yīng)性好的效果優(yōu)良的外加劑。 三、摻合料的種類和質(zhì)量 目前大多數(shù)的商品混凝土公司都采用摻粉煤灰、礦粉和高效減水劑參與混凝土配料,即所謂的“三摻技術(shù)”。實(shí)踐證明優(yōu)質(zhì)粉煤灰(一級灰、部分二級)對外加劑的適應(yīng)性較好,優(yōu)質(zhì)粉煤灰具有微珠顆粒的潤滑、填充作用,從而改善混凝土拌和物的和易性,降低混凝土配合比用水量。優(yōu)質(zhì)粉煤灰能延緩水泥水化,緩解水泥水化過程中水化粒子的凝聚,減小拌和物的坍落度損失。粉煤灰的需水量比越小越好,同時粉煤灰的燒失量越小越好,燒失量大吸附外加劑多,影響外加劑的使用效果。試驗(yàn)表明磨細(xì)礦渣對外加劑的適應(yīng)性好,可以改善混凝土的和易性、泵送性、降低水化熱,減少坍落度損失,但質(zhì)量一定要好,礦渣的堿性系數(shù)M0必須大于1.2,比表面積在400m2/kg以上。 四、結(jié)束語: 總之,水泥摻合料與外加劑之間的適應(yīng)性好壞直接影響最終產(chǎn)品——混凝土的性能和質(zhì)量,固然適應(yīng)性問題應(yīng)該引起高度的重視。 |
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