外加剂与水泥掺合料适应性的研究.doc

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1、正确认识外加剂与水泥/掺合料的适应性问题，本文结合工程实际和近几年的科研成果，对外加剂与水泥/掺合料适应与否进行定义，并就商品混凝土生产中较常出现的减水剂型外加剂(普通减水剂、高效减水剂、缓凝型减水剂、泵送剂等)与水泥/掺合料之间的适应性影响因素及机理展开全面研究和分析。    1.  混凝土外加剂与水泥/掺合料适应性的定义    为正确定义外加剂与水泥/掺合料之间的适应性，首先应将因外加剂、水泥和掺合料本身性能不合格所产生的影响排除在外；其次，要将外加剂与水泥/掺合料是否能配合使用这一点考虑在内。可以这样理解混凝土外加剂与水泥/掺合料的适应与不适应性的概念：按照混凝土外加剂应用技术规范[1

2、]，将经检验符合有关标准的某种外加剂掺加到用按规定可以使用该品种外加剂的水泥(和掺合料)所配制的混凝土中，若能够产生应有的效果，我们就认为该水泥/掺合料与这种外加剂是适应的；相反，如果不能产生应有的效果，则该水泥/掺合料与这种外加剂不适应。    比如，分别用五种普通硅酸盐水泥并掺加某种高效减水剂(经检验符合高效减水剂标准要求[2])配制混凝土，在其它因素都相同的情况下，有种水泥所配制的混凝土在减水率方面出现搜现夭蛔悖蛩得髡庵炙嘤敫酶咝Ъ跛敛皇视Γ渌钢炙嘤敫酶咝Ъ跛潦鞘视Φ摹Ｔ俦热纾蹦持炙?掺有一定比例的掺合料)所配制的混凝土中掺加缓凝减水剂(经检验符合有关标准)，不仅得

3、不到应有的缓凝效果，反而出现了不正常的快凝现象，这肯定是由于该缓凝减水剂与所使用的水泥和/或掺合料不相适应引起的。    几乎所有品种的外加剂与水泥之间都存在适应性问题，只是目前来说商品混凝土中几乎全部使用减水型外加剂，而减水型外加剂与水泥/掺合料不相适应时能够比较直观快速地反应出，如出现混凝土流动性差、减水率低，或拌合物板结发热、流动性损失过快、不正常凝结等现象。商品混凝土生产和使用过程中反响最强烈的问题主要是外加剂与水泥/掺合料之间不相适应所导致的各种矛盾和质量事故。2.减水型外加剂与水泥/掺合料适应性的影响因素及机理    分析认为，减水型外加剂与水泥/掺合料的自身特性都会影响它们之间

4、的适应性。就减水型外加剂自身来说，其分子特性、聚合度、中和离子、掺加时的状态等都会对其作用效果产生影响；而对水泥来说，其化学组成、矿物成分、调凝剂石膏的状态和掺量、碱含量、混合材种类和掺量、粉磨细度等都是必须考虑在内的因素；对于掺合料，则其种类、掺量等对减水型外加剂的作用效果影响较大。    2.1减水剂自身特性对其塑化效果的影响    就萘系高效减水剂自身的特性来讲，影响其对水泥/掺合料塑化效果的因素有磺化度、平均分子量、分子量分布以及聚合度、聚合性质(直链、支链等)等，另外，减水剂掺加时的状态(粉状或液态)也影响其塑化效果，具体情况如下。    1)萘系减水剂在合成时的磺化越完全，则转变

5、为带有磺酸基磺化物的萘环越多，该减水剂的分散作用也越强；水解过程也同样重要，因为水解过程可以使得萘环上α位的磺酸基除去，以利于缩聚反应。    2)萘系减水剂的分子量(也即聚合度)对其塑化效果的影响非常显著，存在一个最佳分子量值。试验表明，萘系减水剂分子的聚合度为10左右时的塑化效果最理想。    3)萘系减水剂中起中和作用的反离子的性质也影响减水剂的塑化效果[3]。    4)萘系减水剂掺加时的状态会影响其对水泥的塑化效果。试验表明，掺加粉状的减水剂其塑化效果比掺加液态减水剂时约低5%，其原因是粉状减水剂的分子呈缠绕形结构，而减水剂溶解在水中1天以上时则其分子呈直锁形结构，因此吸附在水泥颗

6、粒上所起的分散效果就大些。对于木质素磺酸盐系减水剂来说，其生产原料中木质素的来源、纯度、制备时加入的金属阳离子种类、添加状态等都对其作用效果产生一定影响。表1是对木质素磺酸钙(MG)和木质素磺酸钠(MN)作用效果的对比结果。可见，在相同掺量情况下，MN的塑化效果比MG明显，但其对砂浆抗压强度的改善效果却不如MG。            表2  两种木质素磺酸盐减水剂对砂浆性能的影响(水泥采用海螺牌52.5P.O)外加剂扩展度(mm)减水率(%)抗压强度(MPa)/抗压强度比(%)种类掺量(%C)1d3d7d28d/0125012.5/10038.3/10045.6/10062.8/100MG

7、0.151274.213.8/11039.8/10448.8/10763.2/101MN0.151268.712.6/10135.8/9346.9/10361.3/98MG0.251318.715.9/12738.4/10050.9/11265.3/104MN0.2513013.9107/8621.5/5645.7/10053.3/85与木质素磺酸盐系减水剂和萘系、密胺系高效减水剂相比，氨基磺酸盐系高效减水剂