谈外加剂与水泥的适应性及对混凝土性能的影响.pdf

施工技术 , , ( 山西电建一公司， 山西 大同 037043) 摘要 , , , . . 关键词 ; ; ; 中图分类号: TV 314文章标识码:B文章编号:1009- 0088(2013) 01 -0137-02 1概述 随着建筑技术的不断进步， 对混凝土的要求也越 来越高， 不仅要求混凝土可调凝, 早强, 高强, 大流动 度, 高密实性, 高耐久性, 低水化热, 轻质， 而且要求制 备成本低, 成型容易, 养护简便等.为达到这些目的， 混凝土外加剂起着重要的作用， 并已成为混凝土中必 不可少的组份.水泥新标准实施后， 外加剂与水泥的 适应性及对混凝土性能的影响出现了不少问题.近 年， 由于我国基础建设的全面开花， 大部分地区水泥都 出现严重紧缺现象， 水泥生产后未经过滞留期便被抢 购一空， 这更给混凝土的性能带来不可预计的问题. 因此， 了解混凝土外加剂与水泥的适应性及外加剂对 混凝土性能的主要影响， 对更好使用外加剂， 处理好外 加剂与水泥及混凝土的关系， 充分发挥混凝土在建筑 工程上的作用是十分重要的. 2混凝土外加剂与水泥的适应性 2.1外加剂与水泥不相适应 主要表现在减水效果低下或增加流动性的效果不 好, 凝结时间速度太快或缓凝, 坍落度损失快， 甚至降 低混凝土强度等， 这种不适应总是与外加剂的品种, 作 用机理, 原材料的选用与制造工艺, 胶凝材料的成份, 细度, 水泥磨细阶段工艺等差异有关， 其他如环境温 度, 加料方式和外加剂用量也会产生影响. 2.2外加剂品种与性能的影响 外加剂品种特别是化学合成的高效减水剂性能对 水泥净浆流动产生影响.水泥的无机矿物颗粒由于范 德化力, 不同电荷的静电互相作用, 水泥颗粒的表面化 学作用， 导致粒子形成聚集结构， 束缚一部分水， 不能 用于滑润水泥粒子， 也不能立即用于水化.加入高效 减水剂等外加剂后， 由于吸附作用和电荷斥力， 使水泥 粒子分散， 絮凝结构解体， 释放束缚水并阻止粒子的表 面相互作用， 使水泥浆体的流动增大， 其增加的大小与 其技术性能及掺量有关. 2.3水泥矿物组份与化学成份的影响 水泥胶结料的矿物质成份和化学成份对外加剂吸 附量的多少， 对于流动性及强度增长有很大的影响. 外加剂吸附量越少的水泥浆体的流动度值越大. C 3A , C 4A F 混水后， 电位呈正值， 较多地吸附外加 剂.C 3S, C 2S 混水后 电位呈负值， 吸附量较少.在 水泥矿物中 C 3A 需水量大， 水化快， 放热大， 吸附外加 剂量最大， 依次为 C 4A F , C 3S, C 2S.水泥新标准实行 后， 水泥厂为提高强度而增加 C 3A 与 C 4A F ， 其含量越 高， 适应效果越差， 且 C 3A 含量对相容性的影响远比 C 4A F 大， 这是由于高效减水剂优先吸附于 C 3A 或其 初期水化物的表面， C 3A 的水化速度比 C 3A F 快.水 泥中 C 3A , C 4A F 含量低对外加剂适应好， 混凝土体积 稳定性好， 开裂趋势减少. 2.4水泥细度与颗粒级配的影响 为满足水泥标准的强度要求， 提高水泥细度是最 有效的办法， 但水泥过细， 表面积的增加， 需水量大更 加降低了液相中外加剂浓度， 增加了液体粘度， 塑化效 果变差， 混凝土坍落度损失更快.水泥过细早期水化 731谈外加剂与水泥的适应性及对混凝土性能的影响张丽等 速度快， 絮状水化产物形成越快， 水泥浆体流动性变 差， 同样导致了外加剂与水泥适应性变差. 2.5掺合料的影响 根据国家标准， 允许在水泥中掺入一定量的掺合 料， 常用掺合料有高炉矿渣, 粉煤灰, 沸石粉, 火山灰, 煤矸石, 窑皮等， 由于掺合料的性能不同， 也会影响外 加剂对水泥的适应性， 火山灰, 煤矸石, 窑皮最差. 3混凝土外加剂对混凝土性能的影响 3.1混凝土是当代最大宗的人造材料 混凝土是现代社会不能离开的主要建筑材料， 它 对人类社会的进步和发展做出了极为重要的贡献.混 凝土在我国发展之迅速, 生产数量之大, 品种之多, 应 用范围之广当属世界之最.现代混凝土施工技术的发 展离不开外加剂， 特别是高效减水剂在高强与高性能 混凝土技术的发展中所起主导作用. 3.2选择与水泥相适应， 能满足设计与施工要求的外 加剂 不同生产工艺, 种类或配方与掺量的外加剂对水 泥适应性有差别， 应通过试验确定， 选用质量稳定, 适 应性好的外加剂.同时根据不同设计与施工要求， 选 择相应的外加剂品种， 如高效减水剂或缓凝高效减水 剂, 泵送剂, 防水剂等.根据设计与施工要求， 结合现 场实际使用材料， 进行试配， 确定合理施工配合比与外 加剂适宜掺量. 3.3大剂量高效减水剂对新拌混凝土稳定性的影响 随着高强混凝土和泵送工艺日益广泛的应用， 原 来掺量不仅减水率达不到要求， 而且由于水灰比减小, 浇筑时工作度要求增大， 新拌混凝土的工作度损失加 剧， 不能满足较长距离运输的施工要求， 因此高效减水 剂的掺量逐渐增大.研究与应用的实践表明: 大掺量 高效减水剂使混凝土在水胶比很低的条件下， 仍能具 有较大的流动性， 可以形成成型密实, 生产强度与耐久 性良好的高强和高性混凝土.另一方面， 在大掺量高 效减水剂条件下， 新拌混凝土的工作度损失率也减小 了， 其机理是: 新拌混凝土中水泥的硫酸钙含量与形 态， 影响液相中 SO4 的浓度是其流变行为的控制因素 之一， 低水胶比混凝土由于溶解硫酸盐产生 SO4 的水 分少， 而需要控制的 C 3A 量又多， 相对而言， 有较多的 C 3A 就地水化.因为缺少硫酸根离子高效减水剂分 子上的磺酸根基因就会与 C 3A 结晶， 使液相里的高效 减水剂量下降， 逐渐失去对水泥的分散作用， 加速其工 作度的损失.增大高效减水剂的掺量， 使液相里的 SO 4 量增加， 故工作度损失率减少.但是， 每一种高效 减水剂与水泥之间的搭配， 都有一定的饱和浓度.对 于大多数高效减水剂与水泥的体系， 其饱和浓度约为 0.8 1.2% .在配制高强与高性能混凝土时， 高效减 水剂的掺量通常要接近或等于其饱和掺量， 但需要特 别注意控制高效减水剂的适宜剂量， 需要与其外加剂 和矿物掺合料使用， 才能获得预期的效果.对于不同 的高效减水剂品种， 产生这种现象的敏感性不一样， 有 时掺量在增减 0.1 0.2% 范围内变动， 就会从减水率 还不够理想跃为稳定性不佳的另一极端， 这种情况给 混凝土配制和施工质量控制提出更高的要求. 3.4外加剂掺加法对混凝土的影响 外加剂的掺加法对混凝土的和易性影响较大， 先 掺法由于砂石料对外加剂的吸附力较强使得部分外加 剂失去减水作用， 有的只是暂时性失去作用等混凝土 振捣完毕后， 仍在缓慢进行减水反应， 这样使得混凝土 中游离水分增加， 出现大量泌水现象， 最终在混凝土表 面形成麻面.采用后掺法可以解决以上问题， 但给混 凝土搅拌机带来较大的磨损， 且用水量不宜控制.采 用先掺 1/ 3 后掺 2/3 方法既可以解决泌水问题， 又可 较好地控制混凝土坍落度. 4综合分析 通过对混凝土外加剂与水泥的适应性的分析， 我 们在工程中充分利用其有利的方面， 针对其不利因素 进行改进， 采取措施最终在满足混凝土强度设计和工 作性能的前提下， 降低混凝土成本， 实现企业利润的最 大化.工程实际证明， 具有一定活性的水硬性材料或 自硬性材料如硅灰, 矿渣, 粉煤灰等， 在满足一定的技 术要求条件下与外加剂同掺， 不但能节约水泥， 改善混 凝土工作性能， 提高混凝土强度， 还能改善外加剂对水 泥的适应性.( 编校: 常淑英) 收稿日期:2 012-12-30 作者简介:( 1975- ) , , , . 831内 蒙 古 水 利2 013 年第1 期( 总第143 期)