高效减水剂与水泥的适应性VIP免费

2002年第9期(总第155期)Num~r9in2002(TotalNo．155)混凝土Concrete全国建筑科学核心期刊ChinaBuildingScienceCorePeriodical高效减水剂与水泥的适应性刘秉京(武汉港湾工程设计研究院，湖北武汉430071)[摘要]高效减水剂广泛地用于各种混凝土工程，但在使用中也常常出现减水率低下、坍落度损失快、不正常凝结，含气量损失等现象。本文从水泥早期水化、水泥各成分和高效减水剂相互作用说明其对新拌混凝土性能的影响。[关键词]水泥；高性能混凝土；高效j或水剂；适应性[中图分类号]TU528．042[文献标识码]A[文章编号]1002—3550(2002)09—0020—06高效减水剂广泛用来改善混凝土的性能，拌制大流动度混凝土．提高混凝土强度或制造高强度混凝土，随着各种高效减水剂在不同胶凝材料和各种混凝土中的应用，很多场合下也发生了高效减水剂与水泥不相适应．主要表现在减水效果低下或增加流动性的效果不好、凝结速度太快、缓凝、坍落度损失快，甚至降低混凝土强度，这种种不适应的问题与高效减水剂的品种与作用机理、原材料的选用与制造工艺、胶凝材料的成分、细度、水泥磨细阶段的差异有关，其他如环境温度、加料方式和外加剂用量也会产生影响，我国目前市场上供应的大部分是萘系高效减水剂，主要是掺加高效减水剂后混凝土的凝结和坍落度变化给施工造成麻烦从而影响工程质量。1水泥的早期水化当水与高吸湿性水泥粒子接触时，由于水泥中各相完全或选择性的溶解，Na、K、Ca、s0i一、OH一进入溶液，表面水解很快形成一簿层无定形或胶体产物，在最初溶解之后，液相中的均匀成核过程或固液界面的非均匀成核过程生成水化物。随着成核过程，水化产物的生长受到溶液浓度、反应处水和离子的可得量、反应过程的活化能以及晶体生长的定向要求所控制，在第一阶段后期，水泥粒子完全被一层水化产物所复盖，这层保护层阻碍反应物在反应界面向内和向外扩散，极大地降低了反应速度，这一阶段从与水接触开始持续约15分钟。第二阶段叫诱导期，时间15分钟到4小时。第二阶段早期，主要是铝酸盐的反应，这时期s0i的浓度起主导作用，如s0i太低，过度的成核作用和c—A—H的生长产生闪凝，如sO；浓度太高，大量的成核作用和石膏晶体的生长水泥会产生假凝，so2一含量和供给速度合适时，发生几种物理化学过程，钙矾石晶体继续生成，c—s—H胶体增加，溶液中的ca和0H2一浓度增加，水化前沿向水泥粒子内部扩展产生渗透压和机械力。上述过程确定水泥浆的流变性能和凝结性能。外加剂和水泥反应物的相互作用或外加剂对水泥水化的扩散过程、成核过程和生长过程的干扰将影响混凝土的性能。2高效减水荆与水泥浆的流动性由于范德华力、不同电荷的静电互相作用、水化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[收稿日期】2002—08—08·20·滑润水泥粒子，也不能立即用于水化，加入高效减水剂后，由于吸附作用和同电荷斥力，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，使水泥浆体的流动性增大。高效减水剂与水和水泥体系接触后即平顺地吸附于水泥粒子表面或者处于游离状态，测定水泥浆中未被吸附的高效减水剂数量，便得到吸附百分数。铝酸三钙(A)在拌和后几秒钟即吸附了相当多的外加剂，硅酸三钙约在6min～7min后才开始吸附外加剂，而水泥在拌和后5min即达到最大吸附量，见图1。2．0蠢1’藿．3盲。．0．050．10．250．51．02．05．010240·0I时间／h5rain15皿in图1水泥矿物水化时对密胺高效减水剂的吸附Collcpandi试验萘磺酸盐高效减水剂的吸附量与水泥浆的流动度的关系如图2所示，随着吸附量增加流动度增大，随着高效减水剂掺量增加吸附量与Zeta电位增加如图3。图2萘系高效减水剂吸附量与坍落度的关系维普资讯http://www.cqvip.com主毒图3Zeta电位、吸附量与高效减水剂掺量Asakura等人认为萘系高效减水剂的吸附量与吸附速度受到水泥中硅酸盐相比例(ces／c4s)和铝酸盐相的比例(ceA／C4AF)的影响很大，试验了不同C3S／c4s比例和不同C3A／C4AF比例的水泥，水泥的细度相同，在S1、s2和S3组中，c3A和c4AF的数量保持不变，在另一组中CS和C2S的数量保持相同，见表1．外加剂表观吸附量见...