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2025-03-21 14:27:14 來源:水泥人網

如何看待外加劑對不同水泥存在相容性

  我國水泥產量大,生產企業多,材料來源廣。不同水泥礦化成分復雜,加之混合材品種多,外加劑用于不同品種水泥技術效果區別很大。因此,外加劑對不同水泥存在著相溶性(適應性)問題。這是長期以來困撓施工技術人員的技術難題。筆者根據相關資料及施工實踐,對解決外加劑與幾種特殊水泥適應性的問題措施作幾點探討。

1、高堿水泥

  水泥中的可溶性堿通常以Na2O當量表示,它主要來源于生產水泥的粘土及混合材中,適量的可溶性堿有利于促進水泥水化,更有利于混凝土早期強度發展。試驗證明,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時損失率增大。

  產生上述現象的原因一般認為,水泥中的堿對鋁酸三鈣(C3A)的溶出產生了促進作用,此時水泥在調凝劑CaSO4參預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性必然會降低。主要表現在減水率不夠,塑化效果差,坍落度經時損失率高。

  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是在合成中和時產生,水溶性極好,在水泥中石膏尚未溶解時就大量溶于水中,當較高的堿加快C3A溶出時,因水中已有大量SO3存在,與C3A反應,形成AFt,從而阻止了因形成鋁酸鈣而導致的流動性下降,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。主要是酸性外加劑摻入高堿水泥后,會迅速產生酸堿中和放熱反應,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生惡性循環,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消失。但如果采用其它堿性緩凝劑則可避免上述現象的產生。

2、低堿缺硫水泥

  水泥中可溶性堿最佳含量一般認為應該是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性差,坍落度損失快,因此常用減水劑很難適應,即使將緩凝劑用量成倍增加也毫無作用。

  不難看出,缺硫水泥產生上述不適應現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。因此只有補充可溶性堿(硫酸鹽)對解決低堿缺硫水泥適應性問題有效。而常用的增大緩凝劑用量的方法效果并不明顯。

3、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為應該是C3A>C4AF>C3S>C2S,其中C3A對減水劑的吸附量最大,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。多次試驗看出,水泥中C3A含量超過8%,即會對混凝土流動性產生不利影響。

  試驗證明,補充水泥漿中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。

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