碱矿渣水泥及混凝土化学外加剂的研究进展

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1、碱矿渣水泥及混凝土化学外加剂的研究进展1引言 　　碱矿渣水泥是由碱组分和矿渣（铝硅酸盐组分）组成，是一种无熟料水泥。其原材料矿渣可以采用水淬高炉矿渣、电热磷渣、有色金属矿渣、钢渣和化铁渣；碱质组分可以采用工业产品，如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、水玻璃等。碱矿渣水泥具有生产工艺简单、投资省、生产能耗低、能有效利用工业副产品和废渣、生产过程排放的温室气体少（约为普通水泥的10％）、综合技术性能特别是耐久性优良等特点，其开发利用符合社会经济持续发展战略[1，2]。碱矿渣混凝土是用碱矿渣水泥与普通砂、石等配制的混凝土，具有高强、快硬、低热

2、、耐久、节能、充分利用工业废渣和自然资源等优点。但是凝结时间短、拌合物粘度大、硬化体收缩大是制约碱矿渣水泥及混凝土应用发展的关键技术。虽然提高水胶比能降低拌合物的粘度，但极易引起拌合物泌水，并较大程度上降低硬化混凝土的强度，提高混凝土结构的收缩，导致结构出现开裂[3～5]。掺加化学外加剂是解决上述问题的重要技术途径，通过掺加化学外加剂，调节碱矿渣水泥凝结时间，降低碱矿渣混凝土拌合物的粘度，提高其工作性，降低单位体积混凝土中胶凝物质的用量，降低混凝土水胶比及硬化体收缩，是碱矿渣混凝土高性能化的核心技术，也是国内外研究者一直关注的课

3、题。 2碱矿渣混凝土化学外加剂的研究进展 　　碱矿渣混凝土化学外加剂的研究目前主要是缓凝剂的研究和传统塑化剂在碱矿渣混凝土中的作用研究。 2.1碱矿渣混凝土缓凝剂的研究进展 2.1.1碱矿渣混凝土缓凝剂 　　早在20世纪70年代，国外就开始了碱矿渣水泥的缓凝问题研究，特别是前苏联基辅建筑工程学院的有关专家成果尤为突出，并得出结论：常用的硅酸盐水泥缓凝剂对碱矿渣水泥的缓凝作用甚微或完全无作用。他们采用过掺浓缩亚硫酸盐纸浆废液、环烷皂、塔罗油等，后来研制出CBM、CBA系列外加剂；B.D.TVYXOBCKUU研制出有机硅表面活性物质

4、ΓКЖ10、ΓКЖ11、ΓКЖ94，试图在碱矿渣粒子表面建立起有机硅物质薄膜，以阻止和延缓矿渣粒子和碱组分之间的快速反应，但始终不能达到有关标准对硅酸盐水泥凝结时间的要求[6～9]。　　重庆建筑大学研制出YP－3复合缓凝剂[7]，该缓凝剂能有效的延缓以碱金属硅酸盐为碱组分的碱矿渣水泥的凝结时间，使之在22小时内任意可调，而且对碱矿渣水泥砂浆及混凝土的其它物理力学性能和耐久性能无负作用。朱效容等研制的BF、TH、FQ复合缓凝剂，能使碱矿渣混凝土缓凝时间在19小时内任意调节，并成功地由北京城建混凝土公司应用于靛厂新村住宅楼工程C40

5、、C50泵送混凝土工程[10，11]，其专利[“12]碱矿渣混凝土缓凝流化剂”，掺入碱矿渣混凝土中，缓凝效果好，通过调整掺量，初凝可在1小时到70小时之间任意调整，在建筑工程中使用泵送碱矿渣混凝土时工作性好，易流动、泵压低，工作过程中不离析、不泌水，初始坍落度为230mm，5小时后仍保持坍落度220mm；对碱矿渣混凝土的强度影响小，3天、7天、28天的强度均不降低，后期碱矿渣混凝土体积不收缩。徐彬等针对固态碱组分碱矿渣水泥研制出了XB02缓凝剂[13]。 2.1.2碱矿渣水泥的快凝作用机理 碱矿渣水泥及混凝土化学外加剂的研究进展

6、1引言 　　碱矿渣水泥是由碱组分和矿渣（铝硅酸盐组分）组成，是一种无熟料水泥。其原材料矿渣可以采用水淬高炉矿渣、电热磷渣、有色金属矿渣、钢渣和化铁渣；碱质组分可以采用工业产品，如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、水玻璃等。碱矿渣水泥具有生产工艺简单、投资省、生产能耗低、能有效利用工业副产品和废渣、生产过程排放的温室气体少（约为普通水泥的10％）、综合技术性能特别是耐久性优良等特点，其开发利用符合社会经济持续发展战略[1，2]。碱矿渣混凝土是用碱矿渣水泥与普通砂、石等配制的混凝土，具有高强、快硬、低热、耐久、节能、充分利用工业废渣和自然资

7、源等优点。但是凝结时间短、拌合物粘度大、硬化体收缩大是制约碱矿渣水泥及混凝土应用发展的关键技术。虽然提高水胶比能降低拌合物的粘度，但极易引起拌合物泌水，并较大程度上降低硬化混凝土的强度，提高混凝土结构的收缩，导致结构出现开裂[3～5]。掺加化学外加剂是解决上述问题的重要技术途径，通过掺加化学外加剂，调节碱矿渣水泥凝结时间，降低碱矿渣混凝土拌合物的粘度，提高其工作性，降低单位体积混凝土中胶凝物质的用量，降低混凝土水胶比及硬化体收缩，是碱矿渣混凝土高性能化的核心技术，也是国内外研究者一直关注的课题。 2碱矿渣混凝土化学外加剂的研究进

8、展 　　碱矿渣混凝土化学外加剂的研究目前主要是缓凝剂的研究和传统塑化剂在碱矿渣混凝土中的作用研究。 2.1碱矿渣混凝土缓凝剂的研究进展 2.1.1碱矿渣混凝土缓凝剂 　　早在20世纪70年代，国外就开始了碱矿渣水泥的缓凝问题研究，特别是前苏联基辅建筑工程学院的有