1 水泥特性對減水劑塑化(hua)效(xiao)果的影(ying)響
水(shui)泥品種不(bu)同,則(ze)減水(shui)劑的塑化效果也不(bu)同。水(shui)泥熟料的礦(kuang)物成分、化學組成及石膏(作為調凝(ning)劑)形態(tai)等都會(hui)影響減(jian)水劑(ji)(ji)的(de)塑化效(xiao)果。另外,水泥的(de)細度、水泥中混合(he)材的(de)種類和(he)摻量、水泥的(de)新鮮程度、水泥的(de)含(han)水率和(he)溫(wen)度等也(ye)會(hui)對減(jian)水劑(ji)(ji)的(de)塑化效(xiao)果產生影響。
1.1水(shui)泥的礦物成分
礦物組成(cheng)中(zhong)以(yi)C3A、C2S兩組份的影響最大。C3A含量高的水(shui)泥減水(shui)增強效(xiao)果差,這(zhe)是由于C3A對(dui)減水劑的(de)吸附量(liang)遠高于其(qi)他礦物成(cheng)分之(zhi)故(gu)(比C3S大幾倍),而(er)礦渣(zha)混合材對減水(shui)劑的吸(xi)附量(liang)最(zui)小。減水(shui)劑摻入到水(shui)泥漿(jiang)體系后,由于C3A水化速度(du)最快,吸附量又大(da)(da),因(yin)此首先吸附了大(da)(da)量減水劑。C3A含量高的水泥(ni)與C3A含量低的相(xiang)比,在相(xiang)同(tong)減水劑、相(xiang)同(tong)摻量條(tiao)件下,吸(xi)附減水劑的量就多,必(bi)然(ran)影響到水泥(ni)漿體(ti)系中(zhong)其他(ta)礦物(C3S、C2S、C4AF等)所需分散劑(ji)的數(shu)量,因而,顯示出混(hun)凝土的流(liu)動性差(cha)。為此,對于C3A含量高的(de)水(shui)(shui)泥若適(shi)當增加減水(shui)(shui)劑(ji)的(de)摻量,就有(you)可能使流動性得(de)到較大的(de)改善。
1.2石膏的形態和摻(chan)量
在(zai)(zai)粉磨(mo)水(shui)(shui)泥熟料時,一般都摻加一定量的石(shi)膏(gao)共同磨(mo)細,在(zai)(zai)此(ci),石(shi)膏(gao)是用作(zuo)水(shui)(shui)泥的調凝劑。由于在(zai)(zai)粉磨(mo)過程中,磨(mo)機內的溫(wen)度會(hui)升高,從而(er)使一部(bu)分二水(shui)(shui)石(shi)膏(gao)脫去(qu)部(bu)分結晶水(shui)(shui)轉(zhuan)變為(wei)半水(shui)(shui)石(shi)膏(gao),或脫去(qu)全部(bu)結晶水(shui)(shui)轉(zhuan)變為(wei)無(wu)水(shui)(shui)石(shi)膏(gao)(硬石膏)。另外,有些水泥廠(chang)為節省生(sheng)產成本(ben),往往采用硬石膏(gao)或工業副產品石膏(gao)(也是無水石膏)替代二水石膏作水泥調凝劑。盡管(guan)如此(ci),所(suo)生產的水(shui)(shui)泥若按有關(guan)水(shui)(shui)泥標(biao)準進行(xing)產品檢驗時,一般區別還不大,但是,當(dang)摻加減水(shui)(shui)劑后,有時(shi)卻可能產生大相徑(jing)庭的塑(su)化(hua)效果(guo),其中最突出(chu)的是以無水(shui)石膏作為調凝劑的水(shui)泥碰到木(mu)鈣(gai)、糖鈣(gai)減水(shui)劑時(shi),將會出現嚴重的不(bu)相適(shi)應狀況——不(bu)僅得不(bu)到(dao)預期的減(jian)水(shui)效(xiao)果,而且往(wang)往(wang)會引起流動性損失過快或發(fa)生異常凝結(jie)。
為什么(me)調(diao)凝劑二(er)水(shui)石(shi)膏(gao)部(bu)分轉化為無(wu)水(shui)石(shi)膏(gao)或(huo)以無(wu)水(shui)石(shi)膏(gao)作(zuo)為調(diao)凝劑時,水(shui)泥碰到木鈣、糖鈣減水(shui)劑就會產生前(qian)述異常現(xian)象呢? 這(zhe)是因為,石膏結(jie)晶形態不同,其對木鈣或糖(tang)鈣減水(shui)劑的吸附(fu)能力(li)也不相同,順序為:CaSO4 > CaSO4·12H2O > CaSO4·2H2O。當(dang)在(zai)以無(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)石(shi)膏為調凝劑的水(shui)(shui)(shui)泥中摻加木鈣或(huo)糖鈣減(jian)水(shui)(shui)(shui)劑,再(zai)與水(shui)(shui)(shui)一起(qi)拌和時,無(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)石(shi)膏表面立(li)即吸附大量的木鈣或(huo)糖鈣分子,形成減(jian)水(shui)(shui)(shui)劑吸附膜(mo)層,該膜(mo)層將無(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)石(shi)膏嚴密(mi)地包圍起(qi)來,使之無(wu)(wu)(wu)法溶(rong)出為水(shui)(shui)(shui)泥漿體系(xi)所需的SO42-離子,也就無法快(kuai)速地在C3A表(biao)面上形成大量的Aft,因(yin)而造成C3A大量(liang)水(shui)化(hua),出現(xian)相當數量(liang)的相互連接(jie)的水(shui)化(hua)鋁酸鈣結(jie)晶體。這一結(jie)果輕者導致混凝(ning)土坍落(luo)度損失過快(kuai),重(zhong)者導致混凝(ning)土異常快(kuai)凝(ning)。
隨著水泥中石膏含(han)量的(de)增加,減(jian)水劑的(de)飽(bao)和點(dian)不斷降低,飽(bao)和點(dian)時(shi)凈(jing)漿流(liu)動度不斷下降。其機理(li)是石膏與C3A作(zuo)用(yong)生成鈣(gai)礬石(shi)覆蓋于C3A顆粒表面,阻止C3A進一步水(shui)化,故(gu)硫酸鹽能(neng)夠改(gai)善減(jian)水(shui)劑(ji)與水(shui)泥的相容性。但硫酸鹽含量(liang)高對混凝(ning)土會產生不(bu)利(li)影響,不(bu)能(neng)為(wei)了改(gai)善相容性大量(liang)添(tian)加硫酸鹽。
1.3水泥的(de)堿含量
水(shui)泥(ni)的(de)堿含量主要指水(shui)泥(ni)中(zhong)Na2O和K2O的(de)(de)(de)含(han)量。堿(jian)含(han)量對水泥(ni)與減水劑的(de)(de)(de)適應性會產生很大的(de)(de)(de)影響。隨著水泥(ni)堿(jian)含(han)量的(de)(de)(de)增大,減水劑的(de)(de)(de)塑化效(xiao)果變差。水泥(ni)堿(jian)含(han)量的(de)(de)(de)提高還將導致混凝(ning)土凝(ning)結時間的(de)(de)(de)縮短和(he)坍落度損失的(de)(de)(de)增大。
1.4水(shui)泥中的混合材
目前我(wo)國80 %以上的水(shui)(shui)泥(ni)(ni)都摻(chan)(chan)加一定量的混(hun)(hun)合材(cai),如火(huo)山灰(hui)、粉(fen)煤(mei)(mei)(mei)灰(hui)、礦(kuang)渣粉(fen)和煤(mei)(mei)(mei)矸石等。由于(yu)混(hun)(hun)合材(cai)的品種、性質和摻(chan)(chan)量等不同,因此(ci),減(jian)水(shui)(shui)劑(ji)的作用效(xiao)(xiao)果(guo)也不相同。試驗表明,減(jian)水(shui)(shui)劑(ji)對摻(chan)(chan)加粉(fen)煤(mei)(mei)(mei)灰(hui)和礦(kuang)渣的水(shui)(shui)泥(ni)(ni)的塑(su)化(hua)效(xiao)(xiao)果(guo)優于(yu)純硅酸鹽水(shui)(shui)泥(ni)(ni);減(jian)水(shui)(shui)劑(ji)對摻(chan)(chan)加火(huo)山灰(hui)或(huo)煤(mei)(mei)(mei)矸石的水(shui)(shui)泥(ni)(ni)的塑(su)化(hua)效(xiao)(xiao)果(guo)較差。因此(ci),對于(yu)后兩種水(shui)(shui)泥(ni)(ni),若要達到較好(hao)的減(jian)水(shui)(shui)效(xiao)(xiao)果(guo),需增大(da)減(jian)水(shui)(shui)劑(ji)的摻(chan)(chan)量。
1.5水(shui)泥(ni)的(de)細度
水(shui)泥(ni)顆粒對減(jian)水(shui)劑分子具有比(bi)較強(qiang)的(de)(de)吸附(fu)性,在摻加減(jian)水(shui)劑的(de)(de)水(shui)泥(ni)漿體中(zhong),水(shui)泥(ni)顆粒越細,意味著其(qi)比(bi)表(biao)面積(ji)越大(da)(da),即對減(jian)水(shui)劑分子的(de)(de)吸附(fu)量(liang)也越大(da)(da)。所以,減(jian)水(shui)劑在相同摻量(liang)情況下,對于細度較大(da)(da)的(de)(de)水(shui)泥(ni),其(qi)塑(su)化(hua)效果要差一些(xie)。現在一些(xie)水(shui)泥(ni)生產廠(chang)家為追求(qiu)水(shui)泥(ni)的(de)(de)早期(qi)強(qiang)度,往(wang)(wang)往(wang)(wang)一味提高水(shui)泥(ni)的(de)(de)粉(fen)磨細度,對于這(zhe)類水(shui)泥(ni),為了達(da)到較好的(de)(de)塑(su)化(hua)效果,必(bi)然要增加減(jian)水(shui)劑的(de)(de)摻量(liang)。
1.6水泥(ni)的新鮮程度(du)和溫(wen)度(du)
水(shui)(shui)泥越新鮮(xian),減水(shui)(shui)劑對其的(de)塑化作用相(xiang)應要越差一些,這是因為新鮮(xian)水(shui)(shui)泥的(de)正(zheng)電(dian)性較強,對減水(shui)(shui)劑的(de)吸附能力較大的(de)緣故。
水泥的溫度(du)越高(gao),減水劑對其的塑化作用(yong)也(ye)越差,混凝土(tu)坍落度(du)損失也(ye)越快。 因此,當某些(xie)商品混(hun)凝(ning)土生產廠用剛(gang)出(chu)磨的(de)還未來(lai)得及(ji)散失熱量的(de)水(shui)泥來(lai)配制混(hun)凝(ning)土時,往往是減(jian)水(shui)率低,坍落度損失過快,有的(de)甚至在(zai)攪拌機內就出(chu)現異常凝(ning)結等現象(xiang),應引(yin)起(qi)重(zhong)視并加以避免。
2 減水劑(ji)自身特性對(dui)塑化作用的影響
就(jiu)萘系(xi)高效減水劑自身的特性(xing)來講,影響其對水泥(ni)塑化作用的因素有磺化度、相對分子質量分布以及聚合度、聚合性(xing)質(直鏈、支鏈)等,另外(wai),減水劑的狀(zhuang)態(粉狀或液態(tai))也(ye)影響其塑化效果,具體情(qing)況如(ru)下:
(1) 萘(nai)系減(jian)水劑(ji)在合成時的(de)(de)(de)磺(huang)化越完(wan)全,則轉(zhuan)變(bian)為帶有(you)磺(huang)酸(suan)基磺(huang)化物的(de)(de)(de)萘(nai)環越多,該減(jian)水劑(ji)的(de)(de)(de)塑化效果也越好(hao);水解反(fan)應(ying)(ying)也同樣重要,因為通(tong)過水解反(fan)應(ying)(ying)可以除去萘(nai)環上的(de)(de)(de)α位磺(huang)酸(suan)基,有利于縮聚反應。
(2) 萘系減水劑的(de)聚合度對其塑化效果的(de)影響非常顯著(zhu),一般存在1個(ge)最佳聚合度值。
(3) 萘系減(jian)水(shui)劑(ji)生(sheng)產過程中起中和作用的反離子的性質(zhi)也影響減(jian)水(shui)劑(ji)的塑化效果(guo)。
(4) 萘系減水(shui)劑的狀態(tai)也影響其對水(shui)泥(ni)的塑(su)化作用。試(shi)驗表明,粉狀減水(shui)劑的塑(su)化效果(guo)比液態(tai)減水(shui)劑的小5 %左(zuo)右(you)。產生這種(zhong)現象的(de)原因是粉狀減(jian)水劑的(de)分(fen)子呈纏繞(rao)狀結構(gou),當減(jian)水劑溶(rong)解(jie)在水中1 d以上時(shi),其分(fen)子呈(cheng)直鎖狀結構(gou),而呈(cheng)直鎖狀結構(gou)的減水劑吸(xi)附在(zai)水泥顆(ke)粒表面后,起到的塑(su)化(hua)效果就強一(yi)些。
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