外加劑摻量對水泥流變性能的影響

1、2009年 5月 襄樊學院學報 May.,2009 第 30卷第 5期 Journal of Xiangfan University V ol.30 No.5外加劑摻量對水泥流變性能的影響朱錄濤(襄樊學院 建筑工程學院,湖北 襄樊 441053摘要:通過測試外加劑摻量對水泥流變性能的影響, 找出高效減水劑摻量的飽和值(即最佳值. 在實際工程中,外加劑的摻量可參考該值取值.關鍵詞:水泥外加劑;流變性;高效減水劑中圖分類號:TQ172.4+6 文獻標志碼:A 文章編號:1009-2854(200905-0082-07 的知識,是一個極復雜的問題,但也是一個必須了解與掌握的問題 . 混凝土減水劑常是

2、一種表面活性劑, 其本身并不與水泥發(fā)生化學反應,它溶于溶液中并吸附在相界面上使界面能顯著降低,從面提高分散體系 的穩(wěn)定性;另一方面,由于水泥表面的吸附作用,當減水劑在水泥顆粒表面達到極限吸附量時,形成較完 整的凝膠化單分子膜,在一段時間內(nèi)阻礙或破壞水泥粒子的凝聚作用 . 若此時減水劑繼續(xù)增加,吸附量則 不再有多大變化,因此,減水劑的摻量對混凝土的作用有一個極限值 . 所有的普通減水劑,如木鈣、木鎂、 木鈉、糖蜜、糖鈣、糖鎂等,對水泥所使用的石膏調(diào)凝劑,如無水石膏、硬石膏、螢石膏、鎂石膏、工業(yè) 石膏渣、半水石膏、脫水石膏等,均存在化學上的不適應問題,使用后不是減少單位用水量,而是增加了 用水量

3、. 外加劑的劑量適應性則主要取決于 C 3A 的含量大小, C 3A 含量越高,劑量適應性越差 1. 不同產(chǎn) 地的水泥中所含鋁酸三鈣含量差別較大 . 由于其強大的吸附能力,幾乎對所有的 (高效 減水劑都存在劑量 不適應問題 . 外加劑適應性的定量檢驗是測出所有水泥的減水率與減水劑的摻量關系,求出最佳摻量 . 超 過飽和摻量,再摻外加劑將不起減水作用,反而可能帶來副作用 . 按最優(yōu) (飽和 摻量要求使用,是使用好 減水劑的重要保證 .1 實驗1.1 實驗材料(1水泥 華新水泥,標號為 P·S42.5(2外加劑 (試劑為粉劑 1 萘系磺酸鹽 (FDN-1 2氨基磺酸鹽 3木鈣 (PT 4

4、糖鈣 (TG 5檸蒙酸鈉 670%萘系 +30%氨基復 合 750%萘系 +20%氨基 +30%木鈣復合 880%萘系 +18%木鈣 +2%糖鈣 980%萘系 +18%木鈣 +2%檸蒙 酸鈉 (其中 6 9 為自配,全部粉劑均配制成固含量為 20%的溶液,以備使用 (3水 在各實驗條件下恒溫的自來水1.2 實驗儀器1 水泥凈漿攪拌機; 2 截錐圓模,上口徑為 3.6 cm,下口徑為 6 cm,高為 6 cm,內(nèi)壁光滑無接縫的金 屬制品; 3 秒表; 430 cm直尺,精度為 1 mm; 5 電子天平,稱量 1000 g,精度為 0.01 g; 6 刮刀; 7 玻璃 板, 400 mm×

5、;400 mm,厚 5 mm; 8 膠頭滴管 .1.3 實驗方案考慮實際施工條件,設定實驗溫度和濕度 . 春秋兩季涼爽且多雨,濕度較大,故溫度均設為 25 ,濕 度均為 78%;夏季氣溫高、蒸發(fā)快,故溫度設為 34( 空調(diào)最高只能升到 34 、濕度為 58%;冬季為干冷收稿日期:2009-05-05作者簡介:朱錄濤 (1965 , 男 , 湖北襄樊人 , 襄樊學院建筑工程學院講師 .朱錄濤:外加劑摻量對水泥流變性能的影響 83天氣, 溫度設為 16( 最低溫度只能降到 16 、 濕度為 50%. 外加劑摻量的選擇有一定探索性,先做 25 的作為基準 . 每個摻量測兩次流動度,取其平均值 . 且

6、每組料測兩次,一次為即時流動度,一次為 10min 后的流動度,比較其損失 . 具體實驗方案如下表 1 萘系 +木鈣 +檸蒙酸鈉復合外加劑的實驗方案溫度 / 濕度 /%摻 量 /16 50 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 -25 78 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.034 58 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 - -1.4 實驗步驟 2(1將玻璃板放在水平位置,用濕布將玻璃板、截錐圓模、攪拌器及攪拌鍋均勻擦過,使其表面潤濕而 不帶水漬;(2將截錐圓模放在玻璃板的中央,并用溫布覆蓋待用;(3稱取水泥 300g ,倒入攪拌鍋內(nèi);(4加入預定摻量的

7、外加劑, 打開電源開始攪拌 (慢攪 2 min, 停 25 s, 再快攪 2 min, 隨即緩緩加入 87g 水 (87g中要扣除外加劑中所含的水 ;(5將攪拌好的凈漿迅速注入截錐圓模內(nèi),用刮刀刮平,將截錐圓模按垂直方向提起,同時開啟秒表計 時,任水泥凈漿在玻璃板上流動,至 30 s,用直尺量取流淌部分互相垂直的兩個方向的最大直徑,取二者 平均值作為水泥凈漿流動度 .2 外加劑摻量對水泥凈漿流動度及其損失的影響注 :在圖中 -代表即時流動度, -代表 10min 后的流動度 .2.1 萘系磺酸鹽圖 1表明, 16 下萘系磺酸鹽在低摻量(5 7 時, 流動度隨摻量變化非常明顯, 在7 時已基本上

8、接近峰值, 之后再增加外加劑摻量,流動度增加值甚微,由此可知萘系在 16的最佳摻量在 7 8. 同樣由圖 2、 圖 3可以確定 25 和 34 時的最佳摻量分別為 7 8 和 8 9. 從圖 1至圖 3還可以看出, 在圖 116 時萘系磺酸鹽摻量對水泥凈漿流動度的影響第 30卷第 5期 襄樊學院學報 2009年第 5期84同一坐標系中列出的即時流動度和 10min 后 的流動度兩條曲線非常接近,在各溫度下的 經(jīng)時損失較小, 其損失符合線性規(guī)律 . 由此可 以說明萘系與所用水泥有較好的適應性,并 且其本身有良好的穩(wěn)定性 . 從圖 1至圖 3還可以看出,改變萘系的摻量時,流動度變化比較均勻,沒有較

9、大的突變,這樣的外加劑在施工時較好控制 .2.2 氨基磺酸鹽由圖 4至圖 6可知,在 16 和 25 的 2 3 以及 34 的 4 5 突變較大;且 摻量較小時,流動度的經(jīng)時損失均較大 . 這些 不穩(wěn)定因素在實際工程中都是不利的 . 在確 定其最佳摻量時不僅要考慮即時流動度, 還要 結合經(jīng)時損失來確定, 由此氨基在三個溫度下的最佳摻量分別可確定為 4 、 3 、 6. 圖 225 時萘系磺酸鹽摻量對水泥凈漿流動度的影響 圖 3 34 時萘系磺酸鹽摻量對水泥凈漿流動度的影響 圖 416 時氨基磺酸鹽的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響 圖 5 25 時氨基磺酸鹽的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響朱錄

10、濤:外加劑摻量對水泥流變性能的影響 852.3 70%萘系 +30%氨基復合圖 7至圖 9都表明,萘系與氨基復合的外加劑綜合了萘系和氨基的特點,如 25 時, 復合劑在摻量為 6 時達到流動度的峰值,介于萘系和氨基之間 . 若通過此二者計算復合的峰值,應為 0.7×7 +0.3×3=5.8 ,與實測值十分接近,這表明萘系和氨基有較好的相容性 . 從圖 7至圖 9還看出,摻加該復 合劑的經(jīng)時損失并不嚴重,并且在高溫的損失非常小,這恰好彌補了氨基在高溫時損失嚴重的缺點,說明2.4 50%萘系 +20%氨基 +30%木鈣復合與上一組復合型外加劑比較,在該復合外加劑中加入木鈣,從圖

11、 10上看,對于 16 和 25 的即時和 經(jīng)時流動度不僅沒有貢獻,反而增加了經(jīng)時損失 . 從圖 11上看,經(jīng)時損失增大更明顯 . 加入木鈣后, 16 和 25 即時流動度峰值摻量均為 11 , 34時的峰值摻量為 8 ,這說明木鈣在高溫下反應靈敏,但損失圖 634時氨基磺酸鹽的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響 圖 7 16 時萘系 +氨基復合外加劑的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響 圖 8 25 時萘系 +氨基復合外加劑的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響 圖 9 34 時萘系 +氨基復合外加劑的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響第 30卷第 5期 襄樊學院學報 2009年第 5期 還是較大,要減小損失

12、還是要增大摻量到 11. 圖 10 16 和 25 時萘系 +氨基 +木鈣的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響 圖 11 34 時萘系 +氨基 +木鈣的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響2.5 80%萘系 +18%木鈣 +2%糖鈣復合從圖 13看, 25 時對流動度的影響特點與萘系的接近, 說明主要是萘系在起作用; 從圖 12、 圖 14看, 在高溫和低溫時,峰值摻量比較反常,前面已經(jīng)證明高溫時是木鈣的作用,由此可知,低溫下是糖鈣所起 的作用,糖鈣對低溫敏感,適合在冬季使用 . 圖 1216 時萘系 +木鈣 +糖鈣的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響 圖 1434 時萘系 +木鈣 +糖鈣的不同摻量對水泥凈

13、漿流動度的影響86朱錄濤：外加劑摻量對水泥流變性能的影響 2.6 80%萘系+18%木鈣+2%檸檬酸鈉復合 本組復合外加劑與上一組的特點相似，只是檸檬酸鈉在低溫時比糖鈣更活躍，對流動度的貢獻更大， 在中低溫時流動度的損失也在一定程度上減少了. 從圖 15 看，摻量為 5，從圖 16 看，摻量為 10，從 圖 17 看，摻量為 7. 流動度/cm 23.0 20.0 17.0 14.0 11.0 8.0 5.0 萘系+木鈣+檸檬酸鈉 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 摻量 圖 15 16時萘系+木鈣+檸檬酸鈉的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響 萘系+木鈣+檸檬酸鈉 流動度/cm 23

14、.0 20.0 17.0 14.0 11.0 8.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 摻量 圖 16 25時萘系+木鈣+檸檬酸鈉的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響 流動度/cm 26.0 23.0 20.0 17.0 14.0 11.0 8.0 5.0 萘系+木鈣+檸檬酸鈉 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 摻量 圖 17 34時萘系+木鈣+檸檬酸鈉的不同摻量對水泥凈漿流動度的影響 2.7 其它 木鈣是緩凝型減水劑，單一的木鈣減速水效果不明顯，它對水泥凈漿的流動度的影響無法測出，即使 用水量為 105g，仍然看不到效果. 而在空白試驗中(水 150g，

15、水泥 300g，即 W/C=0.5，實測流動度也很小. 木鈣與空白接近，說明其分散作用較差. 糖鈣和檸檬酸鈉為緩凝劑，與木鈣一樣，無法單獨做水泥凈漿流 動度實驗. 3 結論 (1萘系磺酸鹽在不同的溫度下，如 16，25，34時最佳摻量均在 8左右，在各摻量下流動度的 經(jīng)時損失小且均勻，能保持一定的穩(wěn)定性，對水泥、外界環(huán)境等都有很好的適應性，并且減水效果相當好， 屬于高效減水劑. (2氨基磺酸鹽的減水效果很好， 只需摻入很小的劑量便能起到預期的效果， 16時最佳摻量 4， 25 時最佳摻量 3，34時最佳摻量 6，是一種高效減水劑. 由于它過于靈敏，突變非常明顯，摻量稍過大 又會產(chǎn)生離析，在實際

16、工程應用中很難控制. 同時，它的成本也相對較高， 87 第 30 卷第 5 期 襄樊學院學報 2009 年第 5 期 (3萘系磺酸鹽和氨基磺酸鹽混合使用，綜合了二者的優(yōu)點，3 個實驗溫度下的最佳摻量均在 7，且 流動度的經(jīng)時損失較小. (4木鈣、糖鈣、檸檬酸鈉都是緩凝型的，木鈣在高溫時表現(xiàn)的比較活躍，適合在高溫下使用，可減少其 他高效減水劑用量，節(jié)約成本. 而糖鈣和檸檬酸鈉則在低溫下反應靈敏，適宜在低溫下與其他高效減水劑混用. 參考文獻： 1 馮士明. 水下不分散混凝土的研究與應用開發(fā)J. 混凝土, 2000(7: 33-35. 2 宋功業(yè), 邵界立. 混凝土工程施工技術與質(zhì)量控制M. 北京:

17、中國建材工業(yè)出社, 2003. 3 朱清江. 高強高性能混凝土研制及應用M. 北京:中國建材工業(yè)出版社, 1999. Effect of the Admixture-dosage on the Cement Rheology ZHU Lu-tao (School of Construction Engineering，Xiangfan University，Xiangfan 441053，China Abstract: The admixture-dosage impact on the rheology performance of cement was tested to find out

18、 the saturated number of the super-plasticizer (it is just the best dosage. In actual project, the amount of the super-plasticizer should refer to this dose. Key words: Cement admixture; Rheology performance; Super-plasticizer (責任編輯：饒 超 (上接第 48 頁 Geographical Science and Sustainable Development ZHAN

19、G Tao (School of Public Management & Marketing, Tourism, Xiangfan University, Xiangfan 441053, China Abstract: This paper introduces Qian Xuesens view on geographical science. In modern human knowledge system which consists of eleven departments, Qian takes geographical science as “bridge scienc

20、e” or confluence science between natural science and social science. Among the five open complex giant systems, Qian put geographical system between the galaxy system and social system. In the system structure of socialism construction, which is proposed by Qian, he places geographical construction side by side with construction of political, spiritual and material civilization. Showing great foresight and highly mastering of Marxist philosophy of dialectical materialism Qian puts forward the idea th