混凝土外加劑組分對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響

1、-作者xxxx-日期xxxx混凝土外加劑組分對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響【精品文檔】混凝土外加劑組分對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響摘要為了探討混凝土外加劑中不同組分對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響,研究了不同組分對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響,并分析了其影響機(jī)理。結(jié)果表明:水泥的凝結(jié)時(shí)間隨著減水組分、緩凝組份和三乙醇胺摻量的增加而增加,隨著無機(jī)鹽早強(qiáng)防凍組分摻量的增加而縮短;不同組分對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響幅度差別較大;在最大常用摻量條件下,緩凝組分對(duì)水泥終凝時(shí)間的延緩幅度為135%274%,減水組分對(duì)水泥終凝時(shí)間的延緩幅度為45%81%,無機(jī)鹽早強(qiáng)組分對(duì)水泥的終凝時(shí)間的縮短幅度為10%13%。關(guān)鍵詞水泥;凝結(jié)時(shí)間;減水組分;緩凝組分;

2、早強(qiáng)組分前言    在氣溫較高的季節(jié),為了避免新拌混凝土坍落度損失太快,需要在外加劑中摻加少部分緩凝組分,這必然會(huì)帶來凝結(jié)時(shí)間的延長;在寒冷季節(jié)為了使混凝土達(dá)到防凍和早強(qiáng)效果,會(huì)在混凝土外加劑中摻加部分早強(qiáng)防凍組分,也會(huì)對(duì)凝結(jié)時(shí)間產(chǎn)生影響;混凝土外加劑中含量最高的減水組分由于種類與摻量的不同,會(huì)對(duì)凝結(jié)時(shí)間產(chǎn)生不同程度的影響。隨著商品混凝土的發(fā)展和外加劑應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,非常有必要探討外加劑組分對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響規(guī)律與影響幅度。    目前混凝土外加劑中通常采用的減水組分有萘磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、聚羧酸鹽等,緩凝組分通常采用葡萄酸鈉、檸

3、檬酸鈉、蔗糖等,早強(qiáng)防凍組分通常采用亞硝酸鈉、硫代硫酸鈉、硫酸鈉、三乙醇胺等1。本文研究了外加劑中不同組分對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響規(guī)律與影響幅度,并分析了其影響機(jī)理。1 實(shí)驗(yàn)材料與方案    采用PO42.5水泥進(jìn)行實(shí)驗(yàn),初凝時(shí)間為177min,終凝時(shí)間為247min。采用粉狀萘磺酸鹽減水劑,Na2SO4·5H2O含量為4.6%;液態(tài)聚羧酸減水劑,含固量為20.1%,實(shí)驗(yàn)中折合為固態(tài)計(jì)算摻量;粉狀木質(zhì)素磺酸鈣,木質(zhì)素含量為58.2%,還原物含量為9.4%。采用分析純葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉、蔗糖緩凝組分。采用分析純?nèi)掖及?、十水硫酸鈉、亞硝酸鈉、硫代硫酸鈉早強(qiáng)防

4、凍組分。    考慮到減水組分對(duì)凈漿稠度有很大影響,在進(jìn)行減水組分對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響實(shí)驗(yàn)時(shí),適當(dāng)降低用水量,并保持水灰比相同。根據(jù)各種組分在實(shí)際工程中的常用摻量設(shè)計(jì)水泥凝結(jié)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)配比,具體配比如表1所示。水泥的凝結(jié)時(shí)間根據(jù)GB/T1346-2001水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性簡驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析萘磺酸鹽、聚羧酸、木鈣三種減水組分在不同摻量條件下對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響如圖1所示。    由圖1可知,隨著減水組分摻量的增加,水泥的凝結(jié)時(shí)間也隨之增加;在常用摻量范圍內(nèi),不同品種的減水組分對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的

5、影響幅度差別較大。在萘磺酸鹽摻量為0.9%時(shí),水泥的終凝時(shí)間增加81.4%;聚羧酸鹽摻量為0.18%時(shí),終凝時(shí)間增加44.9%;木質(zhì)素磺酸鈣摻量為0.3%時(shí),終凝時(shí)間增加55.1%。摻入減水組分后,減水劑分子吸附在水泥顆粒表面,形成有一定厚度的分子吸附層,使水泥顆粒表面帶上電性相同的電荷,促進(jìn)水泥顆粒的分散性能,進(jìn)而在顆粒表面形成一層溶劑化水膜2。由于減水組分對(duì)水泥顆粒的這些作用,在一定時(shí)間內(nèi)水泥漿體分散體系保持穩(wěn)定,阻礙了水化產(chǎn)物的聚結(jié),進(jìn)而延緩了水泥的凝結(jié)時(shí)間。減水組分摻量越大,穩(wěn)定體系持續(xù)的時(shí)間越長,凝結(jié)時(shí)間也就越長。木質(zhì)素磺酸鈣中含有部分還原糖類,還會(huì)對(duì)水泥起到一定的緩凝作用3。不同種

6、類的減水劑對(duì)水泥顆粒的作用強(qiáng)度不同,導(dǎo)致其對(duì)水泥緩凝幅度有所差別。分別采用蔗糖、葡萄糖酸鈉和檸檬酸鈉三種常用的緩凝組分進(jìn)行試驗(yàn)。在相同摻量下,三種緩凝成分對(duì)水泥初凝時(shí)間和終凝時(shí)間的影響如圖2所示。    由圖2可知,隨著各種緩凝組分摻量的增加,水泥的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間都隨之增加。摻加0.06%的蔗糖、葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉后,水泥的終凝時(shí)間分別增加273.3%,150.2%和135.2%。從緩凝效果來看,蔗糖的緩凝效果最高,葡鈉的緩凝效果略高于檸檬酸鈉。緩凝劑吸附于水泥顆粒表面,改變了水泥顆粒的表面性能,延緩水泥熟料礦物的水化,導(dǎo)致水泥的凝結(jié)時(shí)間延4。蔗糖是多羥基化

7、合物,羥基吸附于水泥顆粒表面,使水化產(chǎn)物相互接觸受到屏蔽5。葡萄糖酸鈉會(huì)吸附在C3S表面上生成吸附膜,在顆粒表面形成吸附層,阻礙C3S的繼續(xù)溶解和水解;檸檬酸鈉在C3S表面形成不溶性鈣鹽的膜層,阻礙水化反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。緩凝劑的這些作用均會(huì)導(dǎo)致水泥凝結(jié)時(shí)間的延長。但這些不穩(wěn)定的膜層只是在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)揮作用,之后將會(huì)破壞,水化反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行。三乙醇胺是一種常用的早強(qiáng)劑,其摻量一般為水泥重量的0.05%0.1%。在不同摻量下對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響如圖3所示。由圖3可知,隨著三乙醇胺摻量的增加,水泥的凝結(jié)時(shí)間延長;摻量越大,凝結(jié)時(shí)間延長幅度越大。在三乙醇胺摻量為0.12%時(shí),終凝時(shí)間為不摻時(shí)的1.73

8、倍。三乙醇胺摻入水泥中會(huì)吸附在水泥粒子表面,形成帶有電荷的親水薄膜,產(chǎn)生懸浮穩(wěn)定效應(yīng),阻礙水泥顆粒的凝聚,并延緩C3S和C2S的水化,導(dǎo)致水泥凝結(jié)時(shí)間的延長。單獨(dú)使用三乙醇胺早強(qiáng)效果不明顯,與無機(jī)鹽復(fù)合使用,才能發(fā)揮早強(qiáng)增強(qiáng)作用6。雖然三乙醇胺是一種常用的早強(qiáng)劑,但在單獨(dú)摻加量較低的情況下會(huì)引起混凝土凝結(jié)時(shí)間較大幅度的增長,在實(shí)際施工過程中應(yīng)引起足夠的重視。分別采用十水硫酸鈉、亞硝酸鈉和硫代硫酸鈉作為早強(qiáng)防凍成分進(jìn)行試驗(yàn)。在相同摻量下,三種成分對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響如圖4所示。    由圖4可知,水泥的凝結(jié)時(shí)間隨著十水硫酸鈉、亞硝酸鈉和硫代硫酸鈉摻量的增加而縮短。在

9、摻量均為1.2%時(shí),摻加十水硫酸鈉、亞硝酸鈉和硫代硫酸鈉后,水泥的終凝時(shí)間分別縮短12.6%,10.9%和13.0%。所以無機(jī)鹽類的早強(qiáng)防凍成分對(duì)凝結(jié)時(shí)間影響幅度較小。摻加硫酸鈉、亞硝酸鈉和硫代硫酸鈉等無機(jī)鹽類早強(qiáng)防凍組分后,不僅會(huì)使水的凝固點(diǎn)降低,還會(huì)與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2反應(yīng)生成NaOH或CaSO4,從而降低了漿體中Ca(OH)2的濃度,促進(jìn)了Ca(OH)2的再溶解,加速水泥的水化速度。反應(yīng)生成的CaSO4具有更好的活性和分散性,可以加快C3A的反應(yīng)速度。同時(shí)NaOH可以提高C3A和硫酸鈣的溶解速度,加速硫鋁酸鈣的形成7。所以硫酸鈉鈉等無機(jī)鹽會(huì)導(dǎo)致水泥的凝結(jié)時(shí)間縮短。3 結(jié)論1)水泥的凝結(jié)時(shí)間隨著減水摻量的增加而增加,不同品種的減水組分在最大常用摻量條件下對(duì)水泥終凝時(shí)間的延緩幅度為45%81%。2)水泥的凝結(jié)時(shí)間隨著緩凝組分摻量的增加而增加。從緩凝效果來看,蔗糖的緩凝效果最高,葡