減水劑與水泥適應(yīng)性研究

李飛 李延鑫

（甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

外加劑與水泥的適應(yīng)性是影響混凝土工作性的重要因素。外加劑與水泥適應(yīng)性不好，可能是外加劑的原因，可能是水泥的原因，也可能是使用方法造成的，或是幾種因素共同作用的結(jié)果?！?-5】目前，全國各地水泥生產(chǎn)企業(yè)多，材料來源廣，水泥的礦化成分復(fù)雜，加之混合材品種多，外加劑用于不同品種水泥技術(shù)效果區(qū)別很大?！?-12】因此，外加劑和水泥的適應(yīng)性成為長期以來困擾施工人員的技術(shù)難題【13-16】。

本實(shí)驗(yàn)選取目前某公司下屬的五個(gè)基地的水泥和下屬攪拌站常用的三種外加劑產(chǎn)品，進(jìn)行有關(guān)水泥凈漿的試驗(yàn)，分析同一外加劑與不同基地水泥相容性情況。同時(shí)，依據(jù)相容性情況，尋找相容性較差的水泥品質(zhì)差異，建立改進(jìn)水泥生產(chǎn)工藝或優(yōu)化水泥質(zhì)量控制方案，以改善水泥與減水劑的相容性。

1 試驗(yàn)用原材料

表1 熟料品質(zhì)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

表2 水泥品質(zhì)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

1.1 水泥

表3 水泥顆粒級(jí)配測(cè)試結(jié)果

1.2 外加劑

依據(jù)GB/T 8077-2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》對(duì)減水劑含固量進(jìn)行檢測(cè)：

表4 減水劑含固量測(cè)試結(jié)果

2 水泥凈漿試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)方法

依據(jù)JC/T 1083-2008《水泥與減水劑相容性試驗(yàn)方法》對(duì)水泥與減水劑相容性進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.2.1 同一減水劑與不同基地水泥相容性情況

表5 五家基地水泥隨減水劑摻量的增加凈漿初始流動(dòng)度統(tǒng)計(jì)表

瞿金東[17-18]等認(rèn)為，萘系和磺化三聚氰胺系等傳統(tǒng)高效減水劑，分子骨架僅為一條剛性直鏈，直鏈上帶有很多胺基和磺酸基等功能基團(tuán)，以平面剛直棒狀的形式吸附在水泥顆粒上，在減水劑加入到水泥膠凝體系后，減水劑迅速吸附在水泥顆粒表面，使水泥顆粒表面產(chǎn)生雙電層結(jié)構(gòu)，提高了混凝土漿體的流動(dòng)性。

隨恒騰公司萘系減水劑摻量的增加五家水泥生產(chǎn)基地水泥凈漿初始流動(dòng)度、凈漿1h經(jīng)時(shí)損失變化結(jié)果見表5、表6。

由表5可知減水劑摻量（1.5%～3.0%）大于1.8%以后，隨恒騰公司萘系減水劑摻量的增加五家生產(chǎn)基地的水泥凈漿初始流動(dòng)度相差不大。從而得出：恒騰公司萘系減水劑的最佳摻量為1.8%。

表6 五家基地水泥隨減水劑摻量的增加凈漿1h經(jīng)時(shí)損失變化統(tǒng)計(jì)表

由表6可知：隨恒騰公司萘系減水劑摻量（1.5%～3.0%）的增加五家生產(chǎn)基地的水泥凈漿流動(dòng)度的1h經(jīng)時(shí)損失相差較大。漳縣的1h流動(dòng)性損失殆盡；商砼與永登公司水泥的水泥凈漿流動(dòng)性及經(jīng)時(shí)損失變化規(guī)律基本相同。從五家生產(chǎn)基地水泥選用熟料成分分析發(fā)現(xiàn)，商砼與永登公司水泥采用的熟料相同其變化規(guī)律基本相同，說明水泥熟料化學(xué)成分對(duì)水泥與外加劑的相容性起著重要作用。

2.2.1.2 唯佳吉公司聚羧酸減水劑與不同基地水泥相容性試驗(yàn)結(jié)果

顏丙山[19]等認(rèn)為，聚羧酸系等高性能減水劑分子結(jié)構(gòu)比較特殊，是一種梳型結(jié)構(gòu)的共聚聚羧酸系減水劑的作用機(jī)理是主鏈吸附于水泥顆粒的活性位點(diǎn)上，產(chǎn)生靜電斥力，形成雙電層結(jié)構(gòu)；具有親水性的側(cè)鏈會(huì)游離在液相中，產(chǎn)生空間位阻作用，進(jìn)一步提高了水泥顆粒之間的分散穩(wěn)定性物，吸附形式為卷曲狀的空間立體吸附，卷曲程度隨減水劑摻量的增加而增大。

青海水泥和漳縣水泥與唯佳吉公司聚羧酸減水劑相容性不良，分析其主要與水泥所采用的熟料成分相關(guān)。

隨唯佳吉公司聚羧酸減水劑摻量的增加三家基地水泥凈漿初始流動(dòng)度、凈漿1h經(jīng)時(shí)損失變化結(jié)果見表7。

術(shù)中導(dǎo)絲斷裂，無不良并發(fā)癥時(shí)不建議刻意取出，一般對(duì)愈后無明顯影響。血管損傷若為導(dǎo)絲所致，可抗休克同時(shí)密切觀察，暫停手術(shù)操作，待病情穩(wěn)定后進(jìn)行CT造影確定損傷部位及大??；若為螺釘所致，建議輸血同時(shí)立即進(jìn)行前路手術(shù)翻修［20］。術(shù)中硬膜損傷時(shí)應(yīng)調(diào)整釘?shù)篮笾匦轮萌肼葆?，一般能夠封堵，術(shù)后注意觀察傷口及顱內(nèi)壓變化。

表7 三家基地水泥凈漿初始流動(dòng)度、凈漿經(jīng)時(shí)損失變化結(jié)果表

由表7可知：減水劑摻量（1.5%～3.6%）大于2.6%以后，隨唯佳吉公司聚羧酸減水劑摻量的增加三家生產(chǎn)基地的水泥凈漿初始流動(dòng)度相差不大。從而得出：唯佳吉公司聚羧酸減水劑的最佳摻量為2.6%。

由表8可知：隨唯佳吉公司聚羧酸減水劑摻量（1.8%～3.0%）的增加三家生產(chǎn)基地的水泥凈漿流動(dòng)度的1h經(jīng)時(shí)損失相差不大，且水泥凈漿流動(dòng)性及經(jīng)時(shí)損失變化規(guī)律基本相同。

2.2.1.3 大通鞏固公司聚羧酸減水劑與不同基地水泥相容性試驗(yàn)結(jié)果

漳縣水泥和成縣水泥與大通鞏固公司聚羧酸減水劑相容性不良，分析其主要與所選用的水泥熟料成分相關(guān)。

表8 三家基地水泥與減水劑相容性試驗(yàn)結(jié)果表

隨大通鞏固公司聚羧酸減水劑摻量的增加三家基地水泥凈漿初始流動(dòng)度、凈漿1h經(jīng)時(shí)損失變化結(jié)果見表9、表10。

由表9可知：隨大通鞏固公司聚羧酸減水劑摻量（1.5%～3.4%）大于3.2%以后，三家生產(chǎn)基地的水泥凈漿初始流動(dòng)度相差不大。從而得出：大通鞏固公司聚羧酸減水劑的最佳摻量為3.2%。

表9 三家基地水泥隨減水劑摻量的增加凈漿初始流動(dòng)度統(tǒng)計(jì)表

由表10可知：隨大通鞏固公司聚羧酸減水劑摻量（1.6%～3.4%）的增加三家生產(chǎn)基地的水泥凈漿流動(dòng)度的1h經(jīng)時(shí)損失相差較大。

表10 三家基地水泥隨減水劑摻量的增加凈漿1h經(jīng)時(shí)損失變化統(tǒng)計(jì)表

2.2.2 利用權(quán)重賦值分析法對(duì)水泥品質(zhì)對(duì)水泥與減水劑相容性的影響進(jìn)行分析

通過表1、表2和表3的數(shù)據(jù)，利用權(quán)重賦值分析法對(duì)水泥品質(zhì)對(duì)水泥與減水劑相容性的影響進(jìn)行分析。初步確定水泥品質(zhì)對(duì)水泥與減水劑相容性影響的主要因素為礦物成分、堿含量、混合材、比表面積、顆粒級(jí)配和石膏。我們通過廠家提供的上述因素相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行賦分，得出水泥品質(zhì)分析表。

依據(jù)水泥品質(zhì)對(duì)水泥與減水劑相容性影響的主要因素的重要性，對(duì)其賦權(quán)重值為：礦物成分23%、堿含量18%、混合材9%、比表面積17%、顆粒級(jí)配15%和石膏18%。通過權(quán)重計(jì)算，得出水泥品質(zhì)分析結(jié)果表12。

水泥與減水劑相容性試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與上述分析結(jié)果基本吻合。因此，論證了水泥品質(zhì)中對(duì)水泥與減水劑相容性影響因素按重要性排序?yàn)椋旱V物成分，堿含量，石膏，比表面積，顆粒級(jí)配，混合材。

3 試驗(yàn)結(jié)論

依據(jù)相容性試驗(yàn)情況及權(quán)重賦值分析方法，為改善水泥與減水劑的相容性、優(yōu)化水泥質(zhì)量，我們需要從以下四個(gè)方面進(jìn)行改善：

表11 水泥品質(zhì)分析表

表12 水泥品質(zhì)分析結(jié)果表

1）盡量降低C3A含量。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水泥中C3A的比例越大，則減水劑的分散效果越差。

2）盡量降低堿含量。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水泥中堿含量的提高會(huì)降低減水劑的塑化效果，堿含量的提高還將導(dǎo)致混凝土坍落度損失加快和凝結(jié)時(shí)間縮短。

3）保證細(xì)度。水泥顆粒對(duì)減水劑分子具有比較強(qiáng)的吸附性，在摻減水劑的水泥漿體中，水泥顆粒越細(xì)，意味著其比表面積越大，則對(duì)減水劑的吸附量越大。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在水灰比和減水劑摻量均相同的情況下，隨著水泥細(xì)度增大，漿體的流動(dòng)性線性下降；漿體流動(dòng)性損失也隨著水泥細(xì)度的增大而呈增加趨勢(shì)。

4）盡量降低小于3μm部分顆粒的含量。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在水泥比表面積相近時(shí)，水泥顆粒級(jí)配對(duì)減水劑適應(yīng)性的影響主要表現(xiàn)在水泥顆粒中微細(xì)顆粒含量的差異，特別是小于3μm部分顆粒的含量，這部分微細(xì)顆粒對(duì)減水劑的作用影響很大，會(huì)對(duì)水泥和減水劑的適應(yīng)性產(chǎn)生很大的影響。