水泥同高效減水劑間的適應(yīng)性分析

蘇江

摘 要：文章針對(duì)當(dāng)前水泥中應(yīng)用的高效減水劑進(jìn)行了敘述，并針對(duì)二者在實(shí)際使用中其適應(yīng)性會(huì)受到何種因素的影響進(jìn)行了論述。分別從四個(gè)方面進(jìn)行了分析，簡(jiǎn)述了適應(yīng)性的定義，同時(shí)針對(duì)檢測(cè)適應(yīng)性的方法進(jìn)行了介紹，并針對(duì)現(xiàn)有的影響高效減水劑適應(yīng)性的因素提出了相應(yīng)的改善建議。

關(guān)鍵詞：水泥；高效減水劑；適應(yīng)性

引言

為了滿(mǎn)足不同建筑項(xiàng)目對(duì)于混凝土性能的要求，需要對(duì)混凝土添加不同的外加劑，而減水劑是應(yīng)用最為廣泛的外加劑。優(yōu)質(zhì)高效的減水劑是高性能混凝土的重要組成，通過(guò)減水劑能夠有效降低水灰比，達(dá)到改善混凝土性能以及坍落度的目地，使得混凝土密實(shí)度更高，工作性能更加優(yōu)良。

1 適應(yīng)性

1.1 定義

在水泥中加入外加劑是調(diào)整施工材料性能的最佳方式，而對(duì)其適應(yīng)性的描述如下：依照相關(guān)技術(shù)規(guī)范，對(duì)外加劑進(jìn)行適用，將其按照標(biāo)準(zhǔn)中的要求，加入到符合規(guī)定的水泥中，若按照混凝土的配制要求，外加劑可以產(chǎn)生期待效果，則可以稱(chēng)該外加劑同被加入的水泥材料之間具有適應(yīng)性，反之（效果低于基準(zhǔn)檢驗(yàn)結(jié)果、出現(xiàn)異?，F(xiàn)象）則稱(chēng)其不適應(yīng)或者適應(yīng)性不良。

1.2 檢測(cè)方法

對(duì)材料間的適應(yīng)性進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)內(nèi)容通常包括以下幾方面：首先是水泥稠度試驗(yàn)，其次則是對(duì)混凝土坍落度的檢測(cè)，除此之外還包括凈漿流動(dòng)度的檢測(cè)等，通過(guò)上述內(nèi)容的檢測(cè)確定水泥同減水劑之間的適應(yīng)性。在目前的研究中，國(guó)際上針對(duì)水泥同減水劑之間的適應(yīng)性試驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)較為全面，通過(guò)大量的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)減水劑的應(yīng)用具有臨界摻量。這一摻量也被稱(chēng)作飽和點(diǎn)。超過(guò)飽和點(diǎn)進(jìn)行高效減水劑的摻入，混凝土塌落度不會(huì)有所增加，同時(shí)水泥漿體流動(dòng)性也不會(huì)隨之變大。并且研究顯示，在不同的水泥中，同一種減水劑的飽和點(diǎn)也會(huì)具有差異性；而即便水泥相同，由于減水劑種類(lèi)的差異，其飽和點(diǎn)也不盡相同。

2 材料性能的影響因素

影響高效減水劑和水泥適應(yīng)性的因素是多方面的、錯(cuò)綜復(fù)雜的，其主要因素包括四個(gè)方面：（1）水泥方面，如水泥的礦物組成、含堿量、混合材種類(lèi)、細(xì)度等；（2）減水劑方面，如減水劑分子結(jié)構(gòu)、極性基團(tuán)種類(lèi)、非極性基團(tuán)種類(lèi)、平均分子量及分量分布、聚合度、雜質(zhì)含量等；（3）混凝土拌合物的性能；（4）環(huán)境條件方面，如溫度、距離等。

2.1 水泥因素

2.1.1 礦物組成

水泥中四大主要礦物成分C3S，C2S，C3A，C4AF對(duì)高效減水劑的吸附能力是不一樣的，其吸附順序?yàn)镃3A>C4AF>G3S>C2S，即鋁酸鹽礦物對(duì)高效減水劑的吸附能力大于硅酸鹽礦物。實(shí)踐證明，在高效減水劑摻量相同的情況下，C3A和C4AF含量較高的水泥膠體中減水劑的分散效果就較差。

2.1.2 石膏因素分析

硅酸鹽水泥中通過(guò)加入石膏可以對(duì)材料的硬化速度以及凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，雖然在水泥中僅僅加入3%至5%的石膏，但是其對(duì)于外加劑-水泥適應(yīng)性具有很大的影響。

從化學(xué)反應(yīng)上來(lái)說(shuō)，水泥中的C3A礦物的水化速度非?？欤跓o(wú)硫酸鈣存在時(shí)，C3A非?？斓厮射X酸鈣水化物：

2C3A+21H2O→C4AH13+C2AH8

在有硫酸鈣時(shí)，形成了鈣礬石的水化產(chǎn)物：

3Ca·Al2O3+3CaSO4·2H2O+26H2O→3CaO+Al2O3CaSO4·32H2O（鈣礬石）

為了達(dá)到所需要的效果，隨時(shí)獲得合適數(shù)量的Ca2+和SO42-是關(guān)鍵的因素。

2.1.3 堿含量

通過(guò)諸多實(shí)踐可以證明，減水劑在水泥中的吸附效果不會(huì)受到礦物中不可溶性堿的影響。由于這些堿不溶于水，因而不會(huì)造成減水劑性能的下降。而礦物組分中具有影響的物質(zhì)為硫酸鹽，即一些可溶性堿，其主要來(lái)與為水泥原料中粘土質(zhì)原料。Na2O是表示材料中可溶性堿含量的“量”?？扇苄詨A越多，在混凝土中加入的減水劑適應(yīng)性便會(huì)越差、塑化效果便會(huì)越低，在對(duì)混凝土坍落度進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)其經(jīng)時(shí)損失越大。

2.1.4 混合材料分析

水泥是我國(guó)建筑行業(yè)使用最多的原料，其材料中會(huì)摻有大量的混合材料。目前使用的混合材料大多為粉煤灰、礦渣以及煤矸石等，沸石粉也是應(yīng)用較廣的混合料之一，由于所加入混合料的品種和用量的差異，減水劑的效果也就具有很大的差異性。

在諸多混合料中，高效減水劑對(duì)于粉煤灰水泥的以及礦渣水泥具有較好的適應(yīng)性，對(duì)于除此之外的水泥在適應(yīng)性上相對(duì)較差，因而就需要針對(duì)不同的水泥進(jìn)行不同的摻量研究，通過(guò)對(duì)高效減水劑摻量的調(diào)整，達(dá)到最佳的預(yù)期效果。

2.1.5 水泥細(xì)度分析

高效減水劑應(yīng)用到水泥中，其分散效果會(huì)受到水泥細(xì)度的影響，這一點(diǎn)可以通過(guò)表面吸附理論進(jìn)行解釋?zhuān)?dāng)水泥對(duì)于高效減水劑的吸附作用會(huì)隨著其比表面積的增大而增大。水泥細(xì)度越大，其比表面積越大，那么為了達(dá)到想要的效果，必然需要對(duì)高效減水劑用量進(jìn)行增加。

2.1.6 水泥的陳放時(shí)間

高效減水劑對(duì)于水泥的俗話(huà)作用會(huì)隨著陳放時(shí)間的增加而增加，水泥陳放時(shí)間越短，那么塑化效果越差。

2.2 減水劑方面

減水劑種類(lèi)不同，那么其分子結(jié)構(gòu)以及化學(xué)成分必然具有差異，材料中的極性基團(tuán)種類(lèi)、聚合度以及平衡離子種類(lèi)也就會(huì)具有差異，那么應(yīng)用在水泥中，適應(yīng)性也必然不同。在多種水泥中，聚羧酸鹽以及氨基磺酸鹽系減水劑具有較好的適應(yīng)性，并且應(yīng)用于混凝土材料中使得材料坍落損失明顯降低，但是，氨基磺酸鹽若使用量過(guò)大，那么會(huì)出現(xiàn)泌水現(xiàn)象；密胺樹(shù)脂減水劑的適應(yīng)性較之前兩種稍差，同萘系減水劑相同，在坍落損失度上無(wú)法同前兩種高效減水劑相媲美。

2.3 拌合物性能

參數(shù)分析：在混凝土拌合物中，其集料種類(lèi)以及水灰比會(huì)影響到高效減水劑在水泥中的應(yīng)用效果，尤分散效果造成影響?；炷了嗨约八献饔?、電解質(zhì)溶解液化等必然會(huì)爭(zhēng)奪水分子，水分子數(shù)量也是有限的，因而其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)必然會(huì)受到影響，因而高效減水劑的應(yīng)用效果便會(huì)受到影響。

2.4 環(huán)境條件

環(huán)境條件也是影響減水劑適應(yīng)性的主要因素之一，包括溫度條件以及使用條件等。溫度越好，水泥在應(yīng)用過(guò)程中水化速度便會(huì)越快，那么坍落損失必然會(huì)有所增加。此外，攪拌過(guò)程中氣泡外溢以及運(yùn)輸過(guò)程中氣泡外溢都會(huì)引發(fā)坍落損失。如果混凝土運(yùn)距稍遠(yuǎn)，則新拌混凝土因水化及水分蒸發(fā)會(huì)使坍落度損失更快。

3 適應(yīng)性的改良措施

3.1 水泥品種的選擇

混凝土組成性能是保證混凝土配制質(zhì)量的基礎(chǔ)要素，通過(guò)對(duì)組成的優(yōu)化，提高混凝土性能。其中最重要的是對(duì)水泥的選擇，只有反應(yīng)性能低且流動(dòng)性好的水泥，在攪拌中其結(jié)合水量便會(huì)越低，且鈣礬石的形成量便會(huì)越低。

3.2 減水劑品牌選擇

對(duì)水泥品種確定后，還需要對(duì)高效減水劑的品牌進(jìn)行選擇，依照工程條件，以及施工時(shí)節(jié)和工藝的應(yīng)用狀況，對(duì)減水劑在水泥中的適應(yīng)性進(jìn)行試驗(yàn)，選出性能最佳的高效減水劑品牌。

3.3 復(fù)合使用的方式

高效減水劑不同，其極性基團(tuán)分子便會(huì)具有不同的結(jié)構(gòu)，而生產(chǎn)廠(chǎng)家不同，則高效減水劑的性能也不盡相同，將這些不同的減水劑進(jìn)行復(fù)核使用可以有效提高水泥、高效減水劑之間的適應(yīng)性，從而對(duì)混凝土經(jīng)時(shí)損失進(jìn)行有效控制。

3.4 摻和方法的改變

在進(jìn)行混凝土的拌和過(guò)程中，運(yùn)輸距離以及適應(yīng)性狀況還會(huì)對(duì)其摻合方式造成影響，合理、科學(xué)的摻合方式能夠有效提高混凝土材料的性能。

高效減水劑的應(yīng)用會(huì)受到多重因素的影響，因而屬于綜合性的外加劑應(yīng)用問(wèn)題，因而需要全面考慮施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)遇到的情況，從不同的角度進(jìn)行解釋、分析，并應(yīng)用不同的理論進(jìn)行研究，結(jié)合試驗(yàn)的方式對(duì)所遇到的問(wèn)題進(jìn)行解決。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧浩，朱清江.混凝土外加劑工程應(yīng)用手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

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