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外加劑對(duì)不同水泥存在著相溶性(適應(yīng)性)問(wèn)題!
我國(guó)水泥產(chǎn)量大,生產(chǎn)企業(yè)多,材料來(lái)源廣。不同水泥礦化成份復(fù)雜,加之混合材品種多,外加劑用于不同品種水泥技術(shù)效果區(qū)別很大。
因此,外加劑對(duì)不同水泥存在著相溶性(適應(yīng)性)問(wèn)題。這是長(zhǎng)期以來(lái)困撓施工技術(shù)人員的技術(shù)難題。
筆者根據(jù)相關(guān)資料及施工實(shí)踐,對(duì)解決外加劑與幾種特殊水泥適應(yīng)性的問(wèn)題措施作幾點(diǎn)探討。
水泥中的可溶性堿通常以Na2O當(dāng)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(qiáng)度發(fā)展。
試驗(yàn)證明,水泥混凝土流動(dòng)性隨著堿含量的增加而提高。但是到達(dá)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(xiàn)象的原因一般認(rèn)為,水泥中的堿對(duì)鋁酸三鈣(C3A)的溶出產(chǎn)生了促進(jìn)作用,此時(shí)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(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(yīng)性必然會(huì)降低。
主要表現(xiàn)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(dāng)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(yīng),形成AFt,從而阻止了因形成鋁酸鈣而導(dǎo)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(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(duì)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(huì)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(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(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。
水泥中可溶性堿最佳含量一般認(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(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(yīng),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(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(duì)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(duì)解決低堿缺硫水泥適應(yīng)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。
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(duì)減水劑的吸附量最大,因此在減水劑摻量一定時(shí),混凝土流動(dòng)性隨著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(yàn)看出,水泥中C3A含量超過(guò)8%,即會(huì)對(duì)混凝土流動(dòng)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(jià)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(dòng)性。由于此類減水劑價(jià)格低廉,不會(huì)增大使用成本。