浅析水泥特性对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响[new]

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1、浅析水泥特性对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响[new] 张新民，胡久宏，徐展苏州弗克新型建材有限公司摘要：从水泥熟料矿物成分、石膏的形态及掺量、水泥细度、碱含量等水泥特性入手，分析其对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响。另外，对改善聚羧酸减水剂的水泥适应性做了初步的探讨。关键词：水泥特性；聚羧酸；水泥适应性前言与传统的萘系、蜜胺类高效减水剂相比，聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、保坍能力强、环保等优点。除此之外，聚羧酸减水剂的分子结构灵活、可设计性强，可以满足不同建筑工程的需要[1~3]。目前，聚羧酸减水剂已成为混凝土技术改性中不可或缺的原材料，应用范围也从高强、高性

2、能混凝土扩展到商品混凝土中，并逐渐取代萘系减水剂成为减水剂市场的主流产品。但是，和萘系、蜜胺类高效减水剂一样，聚羧酸减水剂也会遇到水泥适应性差的问题，具体表现为：水泥净浆流动度小、减水率低、混凝土坍落度损失较快、混凝土和易性差、混凝土强度发展不理想等。究其原因，除了和聚羧酸减水剂本身的分子结构与性能特点有关外，也和水泥特性及混凝土中的集料、掺和料、配合比等因素存在密不可分的关系[4~6]。另外，温度、湿度、搅拌情况、施工方法等因素也对聚羧酸减水剂与水泥适应性有一定的影响。由于影响聚羧酸减水剂与水泥适应性的因素太多，很难做一个全面的分析。因此，本文从水泥特性上入手，

3、分析其影响聚羧酸减水剂水泥适应性的主要原因，以便为水泥生产厂家及外加剂工作者提供一些参考和建议。1原材料与检测方法1.1原材料   1）熟料试验所用熟料为从常州溧阳、安徽芜湖、山东枣庄、江西九江、浙江江山五地取来的回转窑熟料，代号分别为S1、S2、S3、S4、S5，其矿物成分如表1所示。2）石膏天然二水石膏、硬石膏、脱硫石膏（含水率10%）均有苏州第四水泥厂提供。3）外加剂试验所用的聚羧酸减水剂为我公司生产的普通缓凝性聚羧酸型减水剂FOX-8H。表1五种回转窑熟料的主要矿物成分水泥熟料四种主要矿物成分的含量C3SC2SC3AC4AFS157.6718.716.35

4、10.87S256.8419.358.759.74.S356.3117.629.5810.25S457.2018.136.2312.61S547.8530.274.7811.23 1.2实验方法净浆流动度测试参照GB/T8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》；混凝土性能试验参照JG/T223-2007《聚羧酸系高性能减水剂》。2影响聚羧酸减水剂与水泥适应性的因素目前，国内水泥生产所用的原材料种类丰富、来源复杂，水泥生产方式及生产所用设备也各不相同。因此，即使生产同一品种、同一标号的水泥，其矿物组成、粉磨细度、颗粒级配等特性也会有较大差别，因而聚羧酸减水剂

5、就很难对每种水泥都发挥出相同的作用，即存在聚羧酸减水剂与水泥适应性的问题。水泥特性中影响聚羧酸减水剂与水泥适应性的主要因素包括：①水泥熟料的矿物组成；②石膏的形态及掺量；③水泥细度；④水泥中混合材的掺量与种类；⑤水泥中的碱含量；⑥水泥的放置时间（新鲜程度）及温度。2.1水泥熟料矿物成分目前，聚羧酸减水剂主要应用于普通硅酸盐水泥中，且在P.O42.5水泥中应用的比例较大，因此本此试验主要考察P.O42.5水泥中的熟料矿物成分对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响。水泥的制备以不同矿物成分的熟料S1、S2、S3、S4、S5分别与石膏、粒化高炉矿渣、石子按照75%、5%、12

6、%、8%的比例倒入球磨机（φ500×500mm）中进行粉磨，粉磨至比表面积为360m2/kg时作为成品使用，制得的水泥成品的代号分别记为C1、C2、C3、C4、C5。图1是不同掺量下的FOX-8H在五种水泥中的分散性试验结果。可以看出，C3A含量的变化对聚羧酸减水剂FOX-8H的分散性影响较大，随着C3A含量的增加，减水剂在相同掺量下的分散性变差。对于C3A含量较高的C3水泥来说，即使将减水剂FOX-8H的掺量提高到1.2%也无法获得较为理想的净浆流动度；而对于C3A含量较少的C1水泥来说，减水剂F0X-8H在1%的掺量下已获得较好的水泥分散性，在1.1%时已达到

7、其饱和掺量。另外，C3A含量对减水剂分散性的影响要远大于C4AF，且由表2及表3可以看出，随着C3A含量的增加，减水剂FOX-8H在水泥及混凝土中的分散保持性也逐渐下降。究其原因，这主要跟C3A的水化速度及晶体缺陷有关[7~9]。C3A在四种矿物成份中的水化速度最快，且由于晶体缺陷较多，水化初期的动电电位呈正值，因而C3A在水泥水化初期能较强的吸附聚羧酸减水剂分子（聚羧酸减水剂为阴离子表面活性剂），使对其他粒子产生分散作用的减水剂分子减少。而对减水剂分散及分散保持性起关键作用的是吸附到水泥水化产物表面的减水剂分子及游离在水泥浆体中的减水剂分子。随着C3A含量的增高

8、，水泥浆体