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文檔簡介
水泥與混凝土外加劑的適應(yīng)性演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有143頁\編輯于星期三主要內(nèi)容概述水泥基本知識減水劑作用機理及其發(fā)展概況水泥-外加劑適應(yīng)性的影響因素分析評價水泥-減水劑適應(yīng)性的檢測方法減水劑應(yīng)用中常見問題分析現(xiàn)在是2頁\一共有143頁\編輯于星期三概述水泥與減水劑的適應(yīng)性問題已經(jīng)成為困擾混凝土工作者的一個難題,影響外加劑應(yīng)用效果和推廣應(yīng)用出現(xiàn)的問題、現(xiàn)象眾多。影響因素極其錯綜復(fù)雜,涉及到:水泥和其他礦物摻合料:物理和化學(xué)性能減水劑:高分子材料學(xué)、表面物理化學(xué)和電化學(xué)骨料性能混凝土拌合物性能。適應(yīng)性概念是什么?現(xiàn)在是3頁\一共有143頁\編輯于星期三外加劑與水泥產(chǎn)生不相適應(yīng)性的后果影響混凝土拌合物及硬化后的質(zhì)量影響施工造成退貨造成返工影響工期影響效率引起糾紛水泥廠外加劑廠施工單位混凝土供應(yīng)商現(xiàn)在是4頁\一共有143頁\編輯于星期三
按照混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范,將經(jīng)檢驗符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的某種外加劑摻加到用按規(guī)定可以使用該品種外加劑的水泥所配制的混凝土中,一般產(chǎn)生兩種情況
1)能夠產(chǎn)生應(yīng)有的效果,就認為該水泥與這種外加劑是適應(yīng)的
2)如果不能產(chǎn)生應(yīng)有的效果,則該水泥與這種外加劑之間存在不適應(yīng)性混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的概念現(xiàn)在是5頁\一共有143頁\編輯于星期三適應(yīng)性的概念水泥與高效減水劑適應(yīng)性包括三個方面:初始工作性(坍落度、擴展度……)是否有明確的飽和點工作性損失情況現(xiàn)在是6頁\一共有143頁\編輯于星期三適應(yīng)性的概念
水泥與減水劑適應(yīng)時:減水劑在常用摻量下能夠達到它自身的減水率;沒有離析和泌水現(xiàn)象;坍落度隨時間變化損失相應(yīng)較??;對混凝土的強度等性能無負面影響。
不適應(yīng)時:初始坍落度小,坍落度損失快,離析,泌水,外加劑用量增加?,F(xiàn)在是7頁\一共有143頁\編輯于星期三容易出現(xiàn)適應(yīng)性問題的外加劑1)減水劑(普通減水劑、高效減水劑)2)緩凝劑、緩凝減水劑、緩凝高效減水劑3)速凝劑4)引氣劑5)泵送劑(普通泵送劑、高效泵送劑)6)控制混凝土坍落度損失的外加劑7)膨脹劑現(xiàn)在是8頁\一共有143頁\編輯于星期三常出現(xiàn)的不適應(yīng)性現(xiàn)象混凝土拌合料在攪拌機中就變得干硬無法卸料泵送時堵泵減水率低或坍落度損失過快等現(xiàn)在是9頁\一共有143頁\編輯于星期三究竟誰的產(chǎn)品出了問題???
攪拌站水泥廠外加劑廠現(xiàn)在是10頁\一共有143頁\編輯于星期三通常的應(yīng)急措施不增加水泥,而單純增大用水量W/C增大強度下降、耐久性降低同時增加水泥和用水量漿量增加成本增加、開裂增加、耐久性降低施工現(xiàn)場加水局部W/C增大承載力、耐久性下降現(xiàn)在是11頁\一共有143頁\編輯于星期三減水劑作用效果減水劑水泥摻量摻加方法現(xiàn)在是12頁\一共有143頁\編輯于星期三影響水泥與外加劑適應(yīng)性的因素水泥外加劑外加劑摻量與摻加方法其它現(xiàn)在是13頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥基本知識概述水泥生產(chǎn)工藝水泥熟料礦物組成及特征水泥的水化硬化水泥物理化學(xué)性能的影響現(xiàn)在是14頁\一共有143頁\編輯于星期三一、水泥基本知識概述水泥的性能主要取決于水泥熟料的質(zhì)量,優(yōu)質(zhì)的水泥熟料應(yīng)該具有合適的礦物組成和良好的巖相結(jié)構(gòu)。水泥的礦物組成及其比例對減水劑適應(yīng)性關(guān)系非常密切。摻和料對減水劑適應(yīng)性有較大影響。影響適應(yīng)性的主要因素分析?,F(xiàn)在是15頁\一共有143頁\編輯于星期三硅酸鹽類水泥硅酸鹽類水泥是硅酸鹽類水泥熟料、0~5%石灰石或?;郀t礦渣、適量的石膏磨細制成的水硬性膠凝材料,即國外統(tǒng)稱的波特蘭水泥。硅酸鹽類水泥分兩種型號:不摻混合材料的稱Ⅰ型硅酸鹽水泥,在硅酸鹽水泥熟料粉磨時摻加不超過水泥重量5%石灰石或礦渣混合材料的稱為Ⅱ型硅酸鹽水泥?,F(xiàn)在是16頁\一共有143頁\編輯于星期三硅酸鹽類水泥的生產(chǎn)硅酸鹽類水泥的生產(chǎn)過程是“兩磨一燒”,即(1)將原料按一定比例配料并磨細成符合成分要求的生料:(2)將生料煅燒使之部分熔融形成熟料;(3)將熟料與適量的石膏共同磨細成為硅酸鹽類水泥。其主要過程如下圖:硅酸鹽水泥生產(chǎn)過程現(xiàn)在是17頁\一共有143頁\編輯于星期三現(xiàn)在是18頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥生產(chǎn)流程圖(二磨一燒)水泥生產(chǎn)過程石灰?guī)r採石(壓碎)其它原料粘土/頁巖採石(壓碎)儲料儲料研磨及混料研磨及混料儲存和最後混料預(yù)熱燒結(jié)(窯)石膏完成研磨儲料銷售至市場原料處理研磨燒結(jié)熱料
研磨現(xiàn)在是19頁\一共有143頁\編輯于星期三(1)濕式法濕式、乾式、半濕式製程→↓↓↓↑→→↓°?↑↓°?
粘土
水水磨機
粘土泥漿
白堊土
水
水磨機
混合
泥漿槽
旋窯
靜電集塵器
粉塵返回製程
°?↑→↓→旋窯
冷空氣燒塊冷卻器球磨機
粉煤
↓石膏
↓水泥筒倉
包裝工廠
散裝運輸區(qū)
貯料斗
燃燒區(qū)
↓↓
↓現(xiàn)在是20頁\一共有143頁\編輯于星期三(2)乾式法濕式、乾式、半濕式製程氣體流線→製程材料流線°?↑→↓→
旋窯冷空氣燒塊冷卻器球磨機粉煤↓石膏↓水泥筒倉包裝工廠散裝運輸區(qū)貯料斗燃燒區(qū)↓↓
→→
↓
↓
↑
↓
°↓→↓↓↓↓↓石灰?guī)r頁巖球磨機混合粗粉料筒倉粉塵返回製程靜電集塵器粗粉料預(yù)熱器旋窯液態(tài)鍛燒爐熱源壓碎機現(xiàn)在是21頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥製造原料的高溫反應(yīng)
及煆燒生成物粘土分解:石灰?guī)r分解:(排放CO2)ΔH8000C----------------------------------(2-2)ΔH6000C--(2-1)現(xiàn)在是22頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥原料在旋窯中燒結(jié)成水泥熟料礦物脫水區(qū)煆燒區(qū)燒塊區(qū)冷卻區(qū)燒塊出口冷卻鐵柵排氣原料入口自由水粘土分解石灰?guī)r分解初化合物形成熔膠形成氣體溫度進料溫度450oC50oC800oC600oC1200oC1000oC1350oC1350oC1550oC1450oCC
S初形成2C
S初形成3現(xiàn)在是23頁\一共有143頁\編輯于星期三(一)水泥熟料礦物組成及特征1.礦物組成礦物分子式礦物名稱簡寫3CaO·SiO2硅酸三鈣C3S2CaO·SiO2硅酸二鈣C2S3CaO·Al2O3鋁酸三鈣C3A4CaO·Al2O3·Fl2O3鐵鋁酸四鈣C4AFCaSO4·2H2O二水石膏CSH2CaSO4無水石膏CS現(xiàn)在是24頁\一共有143頁\編輯于星期三2.水泥礦物的主要特征1)C3S:水泥熟料的主要礦物,其含量一般為50%左右。水化較快,強度發(fā)展比較快,凝結(jié)時間正常,水化熱較高。單礦物膠粒動電性質(zhì)呈“陰性”。2)C2S:水泥熟料中以β型存在,其含量一般為20%左右。β-C2S水化較慢(28d僅水化20%左右),凝結(jié)硬化緩慢,早期強度較低,水化熱較低。單礦物膠粒動電性質(zhì)呈“陰性”。現(xiàn)在是25頁\一共有143頁\編輯于星期三3)C3A:含量在7%-15%之間。水化迅速,放熱量大,凝結(jié)時間很快(若不加石膏,易使水泥急凝),硬化也很快,其強度在3d幾乎大部分已發(fā)揮出來,早期強度高但絕對值不高,干縮大,抗硫酸鹽性能差。單礦物膠粒動電性質(zhì)呈“陽性”(即帶正電荷)。4)C4AF:含量為10%-18%。水化強度介于C3A與C3S之間,早期強度發(fā)揮較快,但后期還能不斷增長,抗沖擊和抗硫酸鹽性能較好。單礦物膠粒動電性質(zhì)呈“陽性”。水泥礦物的主要特征現(xiàn)在是26頁\一共有143頁\編輯于星期三5)CSH2(CS):熟料粉磨成細粉時摻入5%左右的石膏,不僅可調(diào)節(jié)凝結(jié)時間,同時還能提高早期強度,降低干縮變形,改善耐久性、抗?jié)B性等一系列性能。單礦物石膏(尤其是CS)膠粒動電性質(zhì)呈很強的“陽性”。水泥礦物的主要特征現(xiàn)在是27頁\一共有143頁\編輯于星期三硅酸鹽類水泥的凝結(jié)硬化水泥用適量的水調(diào)和后,最初形成具有可塑性的漿體,然后逐漸變稠失去可塑性,這一過程稱為凝結(jié)。然后逐漸產(chǎn)生強度不斷提高,最后變成堅硬的石狀物——水泥石,這一過程稱為硬化。水泥的凝結(jié)和硬化是人為劃分的,實際上是一個連續(xù)、復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程,這些變化決定了水泥石的某些性質(zhì),對水泥石的應(yīng)用有著重要意義。現(xiàn)在是28頁\一共有143頁\編輯于星期三(二)水泥的水化硬化C3S:2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)2(C-S-H)(CH)C2S:2(2CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2現(xiàn)在是29頁\一共有143頁\編輯于星期三C3A(在石膏存在的條件下):3CaO.Al2O3+3(CaSO4.2H2O)+26H2O→3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O鈣礬石(AFt)
C4AF:與C3A水化硬化狀況基本相似?,F(xiàn)在是30頁\一共有143頁\編輯于星期三CalciumSilicateHydrate(C3S2H8)2C3S+11H=C3S2H8+3CH2C2S+9H=C3S2H8+CHCalciumHydroxide(CH)
現(xiàn)在是31頁\一共有143頁\編輯于星期三鈣礬石現(xiàn)在是32頁\一共有143頁\編輯于星期三
總之,水泥的水化產(chǎn)物主要為:(C-S-H)約占70%左右;(CH)約占20%左右;(AFt)約占7%左右。
現(xiàn)在是33頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥水化放熱曲線C3AandC4AFC3SC2S現(xiàn)在是34頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥標(biāo)號和水灰比是影響混凝土抗壓強度的主要因素:fcc28=AK0fcb(C/W-B)
(而減水劑能起到顯著降低混凝土水灰比的作用)現(xiàn)在是35頁\一共有143頁\編輯于星期三混凝土強度與水灰比之間的關(guān)系不完全密實的混凝土振動人工搗實完全密實的混凝土抗壓強度水灰比現(xiàn)在是36頁\一共有143頁\編輯于星期三(三)水泥物理-化學(xué)性能的影響現(xiàn)在是37頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥物理-化學(xué)性能的影響水泥的礦物組成吸附順序C3A>C4AF>C3S>C2S,在高效減水劑摻量相同的情況,C3A和C4AF含量較高的水泥漿體中,減水劑的分散效果較差。C3A活性(取決于其形態(tài)和熟料硫化程度)混合材品種高效減水劑對礦渣水泥和粉煤灰水泥的適應(yīng)性較好;而對火山灰、焙燒煤矸石及窯皮為混合材的水泥的適應(yīng)性較差,這時要達到預(yù)期的效果,就需要適當(dāng)增加高效減水劑的摻量?,F(xiàn)在是38頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥物理-化學(xué)性能的影響水泥的細度水泥的比表面積越大,對減水劑的吸附量就越多。水泥的陳化時間使用剛出磨的水泥和出磨溫度還較高的水泥,就會出現(xiàn)減水率低、坍落度損失快的現(xiàn)象。使用陳放時間稍長的水泥,就可以避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象。水泥的堿含量AAR堿含量過大會導(dǎo)致混凝土的凝結(jié)時間縮短和坍落度經(jīng)時損失變大。
現(xiàn)在是39頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥物-化學(xué)性能的影響可溶性堿類的重要性(控制流動性和流動性損失的主要參數(shù)之一):堿性硫酸鹽少的水泥,由于減水劑強烈的吸附,導(dǎo)致混凝土坍落度損失特別快;可溶性堿含量增加時,吸附減水劑量線性下降。可溶性堿的最佳值為0.4~0.5%Na2O當(dāng)量,低于最佳值時加入Na2SO4,水泥流動性會顯著增加?,F(xiàn)在是40頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥物理-化學(xué)性能的影響石膏的形態(tài):水泥中SO42-離子的溶解速度必須和C3A的活性平衡不同形態(tài)石膏的溶解度(25℃,以無水CaSO4計)石膏形態(tài)溶解度(g/L)二水石膏2.08α-半水石膏6.20β-半水石膏8.15可溶性無水石膏6.30天然無水石膏2.70現(xiàn)在是41頁\一共有143頁\編輯于星期三(四)實施ISO標(biāo)準(zhǔn)對高效減水劑和水泥適應(yīng)性的影響現(xiàn)在是42頁\一共有143頁\編輯于星期三2001年4月開始實施新的水泥強度檢驗標(biāo)準(zhǔn)與原標(biāo)準(zhǔn)的差別:水膠比—0.5;原—0.44;膠砂比—1:3;原—1:2.5;砂的級配—0.08~2.0mm,三級配;原—0.25~0.65mm,單級配。造成的影響:水泥膠砂強度大幅度下降,平均約下降10MPa現(xiàn)在是43頁\一共有143頁\編輯于星期三提高C3A含量:外加劑被吸附,塑化效果變差提高水泥比面積:不利于高效減水劑的塑化效果,摻量需要增加20~30%。水泥磨細使減水劑的飽和摻量增大,并加劇了水泥漿體的流動性損失。助磨劑:提高粉磨效率,助磨劑和高效減水劑之間也可能存在適應(yīng)性的問題,對此應(yīng)加以深入研究。水泥廠應(yīng)對措施現(xiàn)在是44頁\一共有143頁\編輯于星期三控制水泥合理的顆粒級配初始流動度:X2大于X1;1hr后的流動度:X2小于X1?,F(xiàn)在是45頁\一共有143頁\編輯于星期三提高水泥顆粒球形度水泥顆粒級配和顆粒球形度的變化對減水劑的飽和摻量影響不大,但影響了水泥漿體的初始及1hr后的流動度。水泥T1的初始及1hr后的流動度均大于T2;現(xiàn)在是46頁\一共有143頁\編輯于星期三優(yōu)化混合材的種類、細度和摻量礦渣和粉煤灰的摻入可使水泥漿體的流動度增大、流動度損失減小?;旌喜牡妮o助減水作用主要靠三個作用:顆粒吸附作用;顆粒堆積作用;顆粒球形作用。提高混合材比面積可提高水泥強度,改善水泥與減水劑的適應(yīng)性,是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥的可行技術(shù)措施之一?,F(xiàn)在是47頁\一共有143頁\編輯于星期三現(xiàn)在是48頁\一共有143頁\編輯于星期三重視控制水泥中硫酸鈣的含量和溶解速度加強磨機內(nèi)物料溫度的控制單獨粉磨混合材,提高混合材比面積選擇適宜的水泥品種改變減水劑的品種、摻量、摻加方法改善水泥和減水劑適應(yīng)性的措施現(xiàn)在是49頁\一共有143頁\編輯于星期三現(xiàn)在是50頁\一共有143頁\編輯于星期三二、減水劑的作用機理(一)減水劑分子結(jié)構(gòu)模型減水劑屬于表面活性劑并大多屬陰離子表面活性劑。表面活性劑分子結(jié)構(gòu)
親水基團親油基團COOH或OH或SO3NaCH3CH2CH2CH2現(xiàn)在是51頁\一共有143頁\編輯于星期三MajorclassesofsuperplasticizerpolymerPartiallyesterifiedpolycarboxylicacidwithpolyoxyethylenesidechains(PCE)Naphthalenesulfonateformaldehydecondensate(PNS)--現(xiàn)在是52頁\一共有143頁\編輯于星期三陰離子表面活性劑離子型表面活性劑陽離子表面活性劑兩性表面活性劑表面活性劑非離子型表面活性劑減水劑分子結(jié)構(gòu)模型現(xiàn)在是53頁\一共有143頁\編輯于星期三(二)水泥產(chǎn)生絮凝狀結(jié)構(gòu)體的原因1.水泥膠粒水化過程中產(chǎn)生異性電荷作用。2.水泥膠粒的熱運動,邊棱角處相互碰撞結(jié)合。3.水化反應(yīng)生成新的水化產(chǎn)物。絮凝狀結(jié)構(gòu)體內(nèi)部包裹著很多自由水。現(xiàn)在是54頁\一共有143頁\編輯于星期三(三)減水劑作用機理1、吸附分散作用機理1)同性電荷的相斥作用2)漿體間的潤滑作用氫鍵締合(半剛性水膜)極性微氣泡(泡沫珠)現(xiàn)在是55頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥顆粒水泥絮凝狀結(jié)構(gòu)示意減水劑作用示意圖現(xiàn)在是56頁\一共有143頁\編輯于星期三OOHROeSHOeHHOeHOeH表示氫鍵減水劑極性親水基團以氫鍵的形式與水分子締合的作用現(xiàn)在是57頁\一共有143頁\編輯于星期三極性微氣泡所起潤滑作用示意圖現(xiàn)在是58頁\一共有143頁\編輯于星期三聚羧酸鹽減水劑有良好的分散性主要得益于以下兩種機理:
1.空間位阻效應(yīng)
2.由于本身所帶電荷所引起的靜電排斥作用2、空間位阻效應(yīng)
主鏈、支鏈、側(cè)鏈形成梳型狀吸附網(wǎng)絡(luò)?,F(xiàn)在是59頁\一共有143頁\編輯于星期三聚羧酸鹽(PCE)超塑劑和其空間位阻示意圖
水泥顆粒側(cè)鏈羧酸基(負電荷)對水泥顆粒起吸附作用
聚合物主鏈
側(cè)鏈羧酸基(負電荷)對水泥顆粒起吸附作用
接枝鏈空間位阻現(xiàn)在是60頁\一共有143頁\編輯于星期三Polynaphthalenesulfonate(PNS)Polycarboxylate(pc)DispersionMechanismLongSlumpRetentiononHydration現(xiàn)在是61頁\一共有143頁\編輯于星期三(四)減水劑在混凝土中所起的作用混凝土外加劑品種較多,功能各異??梢哉f混凝土外加劑已成為改善混凝土性能方面幾乎無所不能的重要措施。其作用為:1.改善混凝土或砂漿拌和物施工時的和易性和可泵性;2.改善混凝土或砂漿的強度及其它物理力學(xué)性能;現(xiàn)在是62頁\一共有143頁\編輯于星期三3.節(jié)約水泥用量或代替特種水泥;4.加速混凝土或砂漿的早期強度發(fā)展;5.調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的凝結(jié)硬化速度;6.調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的含氣量;7.降低水泥水化熱或延緩水化放熱速度;8.改善拌合物的泌水性能;減水劑所起的作用現(xiàn)在是63頁\一共有143頁\編輯于星期三9.提高混凝土或砂漿耐各種侵蝕鹽類的腐蝕性;10.減弱堿-集料反應(yīng);11.改善毛細孔結(jié)構(gòu);12.減少混凝土的收縮;13.提高鋼筋的抗銹蝕能力;14.提高鋼筋與混凝土的握裹力;15.提高新老混凝土界面的粘結(jié)力;減水劑所起的作用現(xiàn)在是64頁\一共有143頁\編輯于星期三簡單歸納為:
增大混凝土的流動性,改善施工性(在保持水泥用量和水灰比相同的情況下);由于水灰比的降低,從而提高了混凝土的強度和耐久性等一系列性能(在保持流動性相同的情況下);可以減少水泥用量,降低成本(在水灰比、流動性不便情況下)更多情況是幾種功能兼而得之。減水劑所起的作用現(xiàn)在是65頁\一共有143頁\編輯于星期三(五)減水劑發(fā)展概況現(xiàn)在是66頁\一共有143頁\編輯于星期三1.木質(zhì)素系減水劑——第一代減水劑木質(zhì)素系減水劑按其帶陽離子的不同,有木質(zhì)素磺酸鈣(木鈣)、木質(zhì)素磺酸鈉(木鈉)和木質(zhì)素磺酸鎂(木鎂)等區(qū)別。它是生產(chǎn)紙漿或纖維漿的廢液,經(jīng)生物發(fā)酵提取酒精后的殘渣(酒槽),采用石灰乳中和、過濾、噴霧干燥而制得木鈣。若采用氫氧化鈉中和制得的木鈉,一般摻量為水泥重量的(0.20~0.25)%。其改性措施有分子量分級改性、降糖改性等。減水劑的發(fā)展現(xiàn)在是67頁\一共有143頁\編輯于星期三2.高效減水劑——第二代減水劑1)萘磺酸鹽系(1962年問世)萘系減水劑為芳香族磺酸鹽醛類縮合物,屬陰離子表面活性劑,全稱為β-萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽。其主要工藝為磺化、水解、縮聚、中和。萘系減水劑有低濃和高濃之別,低濃產(chǎn)品硫酸鈉含量約在18%左右,而高濃產(chǎn)品硫酸鈉含量小于5%。一般摻量為水泥重量的(0.50~0.75)%。減水劑的發(fā)展現(xiàn)在是68頁\一共有143頁\編輯于星期三2)密胺樹脂系減水劑(1964年問世)是一種水溶性的聚合物樹脂,全稱為磺化三聚氰胺甲醛縮合物,也屬陰離子表面活性劑。生產(chǎn)密胺樹脂減水劑的主要原料為三聚氰胺、甲醛、氫氧化鈉、焦亞硫酸鈉和硫酸等。其主要生產(chǎn)工藝為羥甲基化、單體磺化、縮聚和中和反應(yīng)。一般摻量與萘系減水劑大致相同。減水劑的發(fā)展現(xiàn)在是69頁\一共有143頁\編輯于星期三3)脂肪族系減水劑(90年代開發(fā))生產(chǎn)脂肪族減水劑的主要原料為丙酮、焦亞硫酸鈉、氫氧化鈉等。由于丙酮可廣泛用作油脂、樹脂、賽璐璐等的溶劑,化學(xué)性質(zhì)活潑,能發(fā)生鹵化、加成、縮合等反應(yīng)。因此,將此類產(chǎn)品稱為脂肪族系減水劑,全稱應(yīng)該為:羰(tang)基焦醛高效減水劑。羰基又稱碳氧基。減水劑的發(fā)展現(xiàn)在是70頁\一共有143頁\編輯于星期三其摻量較低,對水泥的適應(yīng)性比萘系和密胺系好,但由于產(chǎn)品呈紅色,往往受到質(zhì)疑。減水劑的發(fā)展CH3CSO3NaCH3OCH2CH2OCCH2CH2OnCCH3SO3NaCH3現(xiàn)在是71頁\一共有143頁\編輯于星期三4)氨基磺酸鹽系(90年代開發(fā))生產(chǎn)的主要原料為苯酚、氨基苯磺酸、堿和甲醛等。生產(chǎn)工藝較簡單,不用高溫、高壓反應(yīng)。其摻量要比萘系減水劑低,對水泥的適應(yīng)性較好,控制混凝土坍落度損失情況較好。由于苯酚原料價格昂貴,生產(chǎn)成本較高。第二代減水劑還有改性三聚氰胺和氨基羧酸鹽系等高效減水劑。減水劑的發(fā)展現(xiàn)在是72頁\一共有143頁\編輯于星期三3.聚羧酸鹽系高效減水劑——第三代減水劑聚羧酸鹽系高效減水劑是高分子合成產(chǎn)品,生產(chǎn)合成原料有甲基丙烯酸、環(huán)氧乙烷、甲基丙烯酸甲脂、馬來酸酐、聚乙二醇、甲基烯丙基磺酸鹽等。在引發(fā)劑過硫酸銨、過硫酸鈉等作用下聚合而成。其中有60%以上是以環(huán)氧乙烷(Eo)為基材的聚合物。因此,Eo價格對該類減水劑成本至關(guān)重大,也是影響該類高性能減水劑的最大障礙。減水劑的發(fā)展現(xiàn)在是73頁\一共有143頁\編輯于星期三摻聚羧酸鹽系高效減水劑混凝土的性能特點為:1)摻量低、減水率高、混凝土增強效果大;2)混凝土拌和物流動保持性好,坍落度損失低;3)對水泥的適應(yīng)性較好;4)硬化混凝土收縮低;5)總堿含量低;6)環(huán)境友好。適合配制高強高性能混凝土,大摻量礦物摻合料的混凝土。減水劑的發(fā)展現(xiàn)在是74頁\一共有143頁\編輯于星期三三代減水劑對混凝土性能的不同影響(1)品種性能第一代減水劑第二代減水劑第三代減水劑木鈣、木鈉、木鎂等萘系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等各類聚羧酸系高性能減水劑減水率一般摻量:5%-8%飽和摻量:12%左右一般摻量:15%-20%飽和摻量:30%左右一般摻量:25%-30%飽和摻量:大于45%對混凝土拌合物綜合性能的影響超摻時,緩凝嚴(yán)重,引氣量大,強度下降嚴(yán)重,單用時易引起混凝土質(zhì)量事故摻萘系混凝土拌合物坍落度損失大、易泌水;摻密胺系混凝土拌合物坍落度損失大、粘度大混凝土拌合物流動性和流動保持性好,很少發(fā)生泌水、分層、緩凝等現(xiàn)象強度增長28d強度比一般在115%左右28d強度比一般在120%~135%左右28d強度比一般在140%以上現(xiàn)在是75頁\一共有143頁\編輯于星期三品種性能第一代減水劑第二代減水劑第三代減水劑木鈣、木鈉、木鎂等萘系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等各類聚羧酸系高性能減水劑對混凝土體積穩(wěn)定性的影響對混凝土的體積穩(wěn)定性影響不大萘系增加混凝土塑性收縮,一般也增加混凝土28d的收縮率。密胺系可降低混凝土28d的收縮率與萘系相比,對混凝土塑性收縮的影響大大減少,一般不增加混凝土的28d收縮率對混凝土含氣量的影響增加混凝土的含氣量一般情況下,混凝土含氣量增加很少一般情況下,會增加混凝土的含氣量,但可控制三代減水劑對混凝土性能的不同影響(2)現(xiàn)在是76頁\一共有143頁\編輯于星期三品種性能第一代減水劑第二代減水劑第三代減水劑木鈣、木鈉、木鎂等萘系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等各類聚羧酸系高性能減水劑鉀、鈉離子含量不大一般在5%-15%之間一般在0.2%-1.5%之間環(huán)保性能及其他有害物質(zhì)含量環(huán)保性能好,一般不含有害物質(zhì)環(huán)保性能差,生產(chǎn)過程使用大量甲醛、萘、苯酚等有害物質(zhì),成品中也含有一定量的有害物質(zhì)生產(chǎn)和使用過程中均不含任何有害物質(zhì),環(huán)保性能優(yōu)異三代減水劑對混凝土性能的不同影響(3)現(xiàn)在是77頁\一共有143頁\編輯于星期三減水劑與水泥的適應(yīng)性外加劑方面原料純度;磺化程度;聚合度等。粉狀減水劑的減水率低于原液狀(等當(dāng)量)。
現(xiàn)在是78頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥與高效減水劑FDN的適應(yīng)性的試驗結(jié)果
現(xiàn)在是79頁\一共有143頁\編輯于星期三高效減水劑影響因素分子鏈的長度磺酸鹽基團在鏈中的位置有無硫酸鹽存留現(xiàn)在是80頁\一共有143頁\編輯于星期三萘系高效減水劑性能的影響萘的磺化程度和磺化產(chǎn)物多萘磺酸和α-萘磺酸會影響到適應(yīng)性。萘系減水劑分子量的大小分子的最佳核體數(shù)為7~13。平衡離子Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+等對分散效果和適應(yīng)性影響有所差異。
減水劑的狀態(tài)
液體外加劑減水效果稍好?,F(xiàn)在是81頁\一共有143頁\編輯于星期三現(xiàn)在是82頁\一共有143頁\編輯于星期三檢測方法:水泥凈漿試驗:包括凈漿流動度或損失試驗、水泥稠度試驗(檢驗油井水泥在摻有各種外加劑條件下稠化速度的試驗);砂漿試驗:采用跳桌流動度,觀測擴展度或損失;混凝土試驗:包括坍落度或損失、擴展度或損失?,F(xiàn)在是83頁\一共有143頁\編輯于星期三檢測結(jié)果評價對于第一和第二代減水劑:這些試驗方法所得到的飽和點摻量、流動度損失速度與程度的規(guī)律基本上是一致的。對于第三代減水劑:凈漿流動度和混凝土坍落度結(jié)果很多情況下不一致?,F(xiàn)在是84頁\一共有143頁\編輯于星期三高效減水劑性能及與水泥的適應(yīng)性是混凝土工作性設(shè)計中的核心問題,傳統(tǒng)上通過水泥漿或混凝土坍落流動度來評價,但水泥漿試驗不能表征混凝土的穩(wěn)定性,且由于理論上的缺陷,其結(jié)果經(jīng)常與混凝土試驗結(jié)果缺乏對應(yīng)性,而混凝土坍落度試驗費時、費料、復(fù)演性差,對用水量極為敏感,這些情況在應(yīng)用聚羧酸高效減水劑時表現(xiàn)得更為明顯。對于PCE,砂漿擴展度試驗可以簡便可靠地比較不同減水劑的飽和摻量、極限擴展度、泌水性和擴展度的經(jīng)時變化情況,從而為混凝土工作性設(shè)計提供依據(jù)。最準(zhǔn)確的是采用混凝土試驗評定?,F(xiàn)在是85頁\一共有143頁\編輯于星期三現(xiàn)在是86頁\一共有143頁\編輯于星期三(一)、水泥的適應(yīng)性現(xiàn)在是87頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥適應(yīng)性水泥中C3A、C3S的含量
吸附活性順序:C3A>C4AF>C3S>C2S。C3A含量高時,減水作用減小。C3AC4AFC3S、C2S現(xiàn)在是88頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥適應(yīng)性水泥中石膏的影響鋁酸鹽和水直接反應(yīng)會產(chǎn)生閃凝。水泥中摻加二水石膏調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。水泥漿溶液中的硫酸鈣必須充分溶解并有足夠硫酸鹽離子和鈣離子供給生成硫鋁酸鈣。熟料太熱時與石膏共同磨細會使石膏脫水產(chǎn)生半水石膏和無水石膏,半水和無水石膏水化會使水泥產(chǎn)生假凝。假凝可以通過進一步拌和,破壞生成物結(jié)構(gòu)而恢復(fù)流動性。閃凝則不同,如果不加水,它不可能通過進一步拌和消除它的剛構(gòu)。部分水泥廠采用硬石膏作調(diào)凝劑,這種水泥會產(chǎn)生與外加劑不適應(yīng)的問題。木鈣對某些用硬石膏的水泥有速凝作用。不摻時,用石膏和用硬石膏的水泥的初、終凝時間相同,摻加0.2%的木鈣后,用石膏的水泥的初凝時間延長4h左右,用硬石膏的水泥則快速凝結(jié)。水泥中石膏與硬石膏的比例小于2時,摻加外加劑將產(chǎn)生速凝,硬石膏溶解速度比石膏小,當(dāng)摻加木鈣后,硬石膏在飽和石灰溶液中的溶解性進一步減小。現(xiàn)在是89頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥適應(yīng)性外加劑對使用不同石膏的水泥的凝結(jié)時間的影響外加劑種類二水石膏硬石膏初凝終凝初凝終凝木質(zhì)素類4:117:55速硬6:05糖蜜類5:2510:02速硬1:19萘磺酸鹽類2:475:253:425:20現(xiàn)在是90頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥適應(yīng)性水泥堿含量的影響水泥中堿含量高,減水劑的作用降低。水泥中堿含量高,凝結(jié)時間縮短早期強度提高。水泥Na2O+0.658k2O(%)減水劑品種及摻量(%)流動度(mm)萘系減水劑木鈣42.5普通水泥0.520.50
2851.302602.001050.52
0.252051.301902.00115現(xiàn)在是91頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥適應(yīng)性水泥可溶堿(事實上,可溶SO42-來自堿)、細度、C3A含量和石膏類型、摻和料種類,是控制摻萘系減水劑水泥漿與混凝土流變性的關(guān)鍵因素。最佳可溶堿含量在0.4~0.6%當(dāng)量Na2O。萘系減水劑在水泥顆粒上的吸附率和水泥水化速率受這些參數(shù)影響,它們控制混凝土流動度損失率。使用可溶堿含量低的水泥時,不僅當(dāng)減水劑摻量不足時會較快損失坍落度,而當(dāng)劑量稍高于飽和點時,又會出現(xiàn)嚴(yán)重的離析與泌水。使用含木質(zhì)素類外加劑,為保險起見,使用任何外加劑前,都應(yīng)該進行試驗,驗證外加劑的性能是否滿足要求,是否與水泥等原材料之間存在適應(yīng)性問題。并通過試驗確定合適的外加劑品種以及相應(yīng)的摻量?,F(xiàn)在是92頁\一共有143頁\編輯于星期三(二)、混凝土坍落度損失現(xiàn)在是93頁\一共有143頁\編輯于星期三保持分散機理引入緩凝基團,延遲水泥水化反應(yīng)。立體排斥力。溶于堿而不溶于水的高分子化合物。坍落度損失—保持機理現(xiàn)在是94頁\一共有143頁\編輯于星期三坍落度損失的機理水泥中所含石膏的溶解度取決其存在形態(tài)、水灰比、溫度等因素。水泥含堿量過高或過低,對高效減水劑—水泥相容性都帶來不利影響。這可能是因為它改變石膏的溶解度,從而影響C3A的水化所造成。含磺酸基團高效減水劑可以迅速和水泥中C3A反應(yīng),因此被消耗,使液相里游離的減水劑濃度降低,混凝土由于減水劑存在使坍落度增大的效果減小,甚至消失,因此表現(xiàn)為坍落度損失。現(xiàn)在是95頁\一共有143頁\編輯于星期三混凝土坍落度損失及控制混凝土坍落度損失的原因?qū)Σ?.水泥礦物對減水劑的選擇性吸附,液相中減水劑濃度顯著下降。1.采用后摻法;2.增大摻量;3.選用高檔的減水劑(如帶有反應(yīng)性高分子的減水劑和聚羧酸系產(chǎn)品)。2.氣泡外溢及水份蒸發(fā)。1.適當(dāng)復(fù)配含有穩(wěn)定極性氣泡的組份;2.適當(dāng)復(fù)配保水、保塑劑;3.合成工藝革新。3.膠凝材料水化反應(yīng),AFt、C-S-H以及CH等含水結(jié)晶礦物的增加。1.針對性地選擇緩凝劑;2.選用聚羧酸系或氨基磺酸鹽系產(chǎn)品。現(xiàn)在是96頁\一共有143頁\編輯于星期三坍落度損失非常規(guī)的坍落度損失解決辦法:外加劑中復(fù)合適當(dāng)?shù)牧蛩徕c;外加劑中復(fù)合適當(dāng)?shù)奶妓徕?;適當(dāng)調(diào)整配合比?,F(xiàn)在是97頁\一共有143頁\編輯于星期三
坍落度損失使用Na2SO4控制坍損的原理:SO3加量隨水泥中C3A和堿含量的增加而增加。即SO3加量與水泥中C3A和堿含量成正比。石膏含量充足時,能不斷提供硫酸根離子,液相中鈣離子濃度保持較高。此時,通過調(diào)整緩凝成分及含量就能控制坍損。當(dāng)石膏加量不足時,C3A和石膏反應(yīng)生成的鈣礬石較少,不能有效控制C3A的水化,使凝結(jié)加快,流動性很快損失。此時,僅用緩凝組分很難控制坍損。必須另外摻加一部分能提供硫酸根離子的外加劑成分。現(xiàn)在是98頁\一共有143頁\編輯于星期三坍落度損失造成“欠硫化”現(xiàn)象的原因:石膏加量不足,或熟料粉磨過程中溫度變化改變了石膏的形態(tài),二水石膏部分改變成半水石膏、無水石膏,比例發(fā)生了較大改變?;炷僚浜媳茸兓缢冶龋ㄋz比)、用水量變小,使可溶性SO3總量減少。摻加外加劑后,使堿含量提高,因此石膏溶解度減小。環(huán)境溫度變化,影響石膏的溶解度。以上因素的綜合作用。現(xiàn)在是99頁\一共有143頁\編輯于星期三坍落度損失適當(dāng)調(diào)整配合比,保持坍落度有時在配合比與外加劑匹配方面存在問題,因為外加劑不僅受配合比中各種原材料的影響還受材料用量的影響。用水量的影響最大,在保證混凝土性能的前提下,適當(dāng)提高用水量可保證坍落度損失較小。細砂同樣會增大坍落度損失,尤其是砂子吸水率高時更為明顯。適當(dāng)降低砂率,有助于解決坍落度問題。外加劑摻量過小,坍落度損失快。使用外加劑時,有一個合適的摻量,如低于某一摻量,外加劑的作用不能持續(xù)發(fā)揮,必然導(dǎo)致坍落度損失過快。摻和料用量調(diào)整。在強度等有保證的前提下,適當(dāng)增加摻和料比例,不但可降低混凝土成本,對混凝土的工作性也有很大好處?,F(xiàn)在是100頁\一共有143頁\編輯于星期三坍落度靜態(tài)和動態(tài)損失在靜態(tài)和動態(tài)的情況下,坍落度的損失是不一樣的。正常情況下,靜態(tài)損失比動態(tài)損失要大10~20mm。因初始坍落度不同,其差別也不同。有時,在試驗室進行坍落度損失試驗,發(fā)現(xiàn)坍落度損失很快,而工程應(yīng)用中損失很小,這種現(xiàn)象不是經(jīng)常發(fā)生。發(fā)生這種現(xiàn)象的原因很可能與水泥有關(guān)。水泥中石膏的形態(tài)在磨細過程中發(fā)生了輕度改變,部分石膏由二水狀態(tài)變?yōu)榘胨驘o水狀態(tài)。與水接觸后半水或無水石膏又轉(zhuǎn)變?yōu)槎?,即發(fā)生輕度假凝,在靜態(tài)時,坍落度表現(xiàn)為損失快,而在動態(tài)時,石膏無法形成固態(tài)結(jié)構(gòu),因此混凝土的坍落度和流動性并無太大變化?,F(xiàn)在是101頁\一共有143頁\編輯于星期三(三)、混凝土離析和泌水現(xiàn)在是102頁\一共有143頁\編輯于星期三骨料水可見泌水內(nèi)泌水現(xiàn)在是103頁\一共有143頁\編輯于星期三混凝土的離析和泌水配制流態(tài)混凝土?xí)r,流動性和粘聚性失去平衡,當(dāng)粘聚性低時混凝土在自身重力或其它外力作用下產(chǎn)生相分離,破壞了材料組成的均勻性和穩(wěn)定性,導(dǎo)致分離。通常,泌水是離析的前奏,離析必然導(dǎo)致分層,增加堵泵的可能。少量泌水在工程中是允許的,而且對防止產(chǎn)生混凝土表面裂縫有利?,F(xiàn)在是104頁\一共有143頁\編輯于星期三混凝土的離析和泌水產(chǎn)生混凝土離析和泌水的主要原因:砂率偏低或砂子中細顆粒含量少使混凝土保水性低,砂子含泥量大易產(chǎn)生漿體沉降,即“抓底”;膠凝材料總量少,漿體體積小于300L/m3;石子級配差,或單一粒徑的石子;用水量大,使混凝土拌合物粘性低;外加劑摻量過大,且外加劑中含有易泌水的成分;水泥中熟料部分已水化,使得水泥保水變差;使用礦渣或礦渣水泥,本身保水性不好,易泌水、離析;現(xiàn)在是105頁\一共有143頁\編輯于星期三混凝土的離析和泌水漿體體積(Ve)、砂漿體積(Ves)和抗離析性的關(guān)系:Ve>330L,Ves>430L時,混凝土具有良好的工作性;Ve<330L,Ves>430L時,混凝土泌水的可能性不大,但混凝土粘聚性、和易性差;Ve>330L,Ves<430L時,混凝土保水性差,易泌水、離析、分層等。除了原材料的因素,在做混凝土配合比設(shè)計時,應(yīng)重點考慮石子體積、漿體體積的比例。用正確的思路指導(dǎo)混凝土配合比的設(shè)計是最重要的?,F(xiàn)在是106頁\一共有143頁\編輯于星期三混凝土的離析和泌水泌水、離析的解決辦法:離析、泌水提高砂率Ve<330LVes<430L減少外加劑減少用水量摻加CMC增加水泥用量增加粉煤灰量增加含氣量增加砂漿含量。提高保水性提高粘聚性增加水泥漿體含量,改善和易性現(xiàn)在是107頁\一共有143頁\編輯于星期三混凝土的離析和泌水防止離析、泌水的具體措施:石子級配合理,單一粒徑的石子應(yīng)提高砂率;引氣可減小泌水,特別是用卵石配制低強度等級的大流動性混凝土?xí)r;產(chǎn)生泌水的主要原因是砂率偏低,合理的砂率能保證混凝土的工作性和強度;摻加粉煤灰,特別是配制低強度等級的大流動性混凝土,粉煤灰摻量應(yīng)適當(dāng)提高,從而提高其保水性;摻加增稠劑提高混凝土的粘聚性和保水性,防止泌水和離析;減少用水量或外加劑的摻量,使得游離水的比例減少,提高混凝土的粘聚性等。以上措施應(yīng)有針對性的應(yīng)用,采取一種或綜合方法。現(xiàn)在是108頁\一共有143頁\編輯于星期三混凝土的滯后泌水滯后泌水:是指混凝土初始時工作性符合要求,但經(jīng)過一段時間后(比如1h)才產(chǎn)生大量泌水的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象并不常見,因此研究較少??赡艿脑驗椋荷奥势?、摻和料等的吸水和放水平衡、外加劑緩凝組分較多有關(guān)。如前所述,混凝土中的水是以結(jié)合水、吸附水和游離水三種形態(tài)存在,混凝土是固相、液相和氣相的混合體。水的形態(tài)受到各種材料,尤其是外加劑的影響,這種影響在某種情況下會產(chǎn)生一些變化,使得水的吸附發(fā)生改變,當(dāng)吸附平衡被打破,向著解吸附方向發(fā)展時,水就有可能析出,造成泌水?,F(xiàn)在是109頁\一共有143頁\編輯于星期三混凝土的滯后泌水產(chǎn)生滯后泌水的原因及對策:原因?qū)Σ哒鎸嵣奥实?、砂含石過高提高砂率砂子中細顆粒含量少提高摻和料用量,做必要補充石子級配不合理、單一粒徑提高砂率2~5%水泥、摻和料泌水率大更換水泥、摻和料;增加增稠組分粉煤灰顆粒粗、含碳量高更換粉煤灰低強度等級或貧混凝土采用引氣劑或提高膠凝材用量不明原因改變外加劑配方或以上綜合措施現(xiàn)在是110頁\一共有143頁\編輯于星期三(四)、混凝土異常凝結(jié)現(xiàn)在是111頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥礦物組成,水泥細度,石膏的品位,環(huán)境溫濕度,水泥的溫度,混凝土中的水灰比以及外加劑等情況決定著混凝土凝結(jié)時間的長短。而產(chǎn)生異常凝結(jié)(急凝、快凝及長時間不凝)的主要原因有以下5條:現(xiàn)在是112頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥中C3A含量偏高;球磨時摻加的不是二水石膏;選用木質(zhì)素系普通減水劑;高效減水劑誤當(dāng)作普通減水劑使用;水泥中C2S含量偏多,選用超量的普通減水劑等。以上情況可能會產(chǎn)生混凝土的異常凝結(jié),造成不少工程質(zhì)量事故,經(jīng)濟損失慘重?,F(xiàn)在是113頁\一共有143頁\編輯于星期三混凝土的異常凝結(jié)急凝:混凝土攪拌后迅速凝結(jié)。日常工作中很少遇到。其原因不外乎:水泥過熱、水泥中石膏嚴(yán)重不足、外加劑與水泥嚴(yán)重不適應(yīng),冬季時使用熱水溫度過高同時投料順序不正確,熱水與水泥直接接觸等。凝結(jié)時間過長:經(jīng)常遇到。分為兩種情況,一、整體混凝土嚴(yán)重緩凝;二、混凝土局部嚴(yán)重緩凝。第一種情況,多半是由外加劑造成,由于摻加了不合適的緩凝組分,或外加劑摻量超出了正常摻量,造成混凝土的過度緩凝。前面已經(jīng)提到有很多緩凝組分受溫度等影響,緩凝效果有很大差異。另外還有一種情況,在使用某種摻和料時,不加外加劑,混凝土的凝結(jié)時間正常,只要摻加外加劑,混凝土的凝結(jié)時間就變的異?!,F(xiàn)在是114頁\一共有143頁\編輯于星期三混凝土的異常凝結(jié)第二種情況:局部不凝也時有發(fā)生。如樓板或墻體混凝土的絕大部分凝結(jié)正常,在局部面積不大的區(qū)域,混凝土不凝,很難理解。造成局部不凝的原因確實不好解釋,但其原因不外乎以下幾點:后加外加劑,攪拌不均勻,造成外加劑局部富集;現(xiàn)場加水,混凝土粘聚性降低,混凝土離析,澆筑時振搗使局部漿體集中,水灰比變大且外加劑相對過量;使用粉狀外加劑時有結(jié)塊,混凝土澆筑后外加劑逐漸溶解,使得混凝土局部外加劑嚴(yán)重過量;使用液體外加劑時,長時間不清理沉淀物,此沉淀物粘稠不易攪碎,其成分基本為不易溶解的緩凝組分,從而造成混凝土的局部過度緩凝?,F(xiàn)在是115頁\一共有143頁\編輯于星期三(五)助磨劑與水泥—外加劑相容問題現(xiàn)在是116頁\一共有143頁\編輯于星期三隨著國家水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實施和能源成本的提高,助磨劑用量迅速增加;我國目前助磨劑行業(yè)總體而言存在著產(chǎn)品混亂,性能差別大,使用效果不佳、粉磨水泥產(chǎn)品不穩(wěn)定等問題;水泥助磨劑在物料粉磨過程中的作用機理復(fù)雜,助磨劑對磨系統(tǒng)工藝參數(shù)和產(chǎn)品性能的影響等研究還不夠透徹;摻助磨劑的水泥與超塑化劑適應(yīng)性問題引起了混凝土應(yīng)用工作者的高度關(guān)注?,F(xiàn)在是117頁\一共有143頁\編輯于星期三助磨劑一般都是表面活性物質(zhì),其組成基團的類型和分子量影響著其吸附、分散效能,從而影響著助磨效果。助磨劑按所含官能團不同可分為離子型和非離子型助磨劑。助磨劑按使用時的狀態(tài)可分為固體、液體和氣體助磨劑,以液體助磨劑的應(yīng)用更為廣泛?,F(xiàn)在是118頁\一共有143頁\編輯于星期三
助磨劑的分類用于生產(chǎn)固體助磨劑的物質(zhì)有:硬脂酸鹽類、混凝土減水劑類(木質(zhì)素磺酸鹽、羧酸鹽類等);混凝土早強劑類物質(zhì)(硫酸鈉、氯化鈉等)、膠體二氧化硅、膠體石墨、石膏等;液體助磨劑成分包括:有機硅、三乙醇胺、三異丙醇按乙二醇、丙二醇、聚丙烯酸脂、聚羧酸鹽等。蒸氣狀的極性物質(zhì)(丙酮、甲醇、水蒸氣),以及非極性物質(zhì)(四氯化碳)等。現(xiàn)在是119頁\一共有143頁\編輯于星期三助磨劑的作用效果還取決于被粉磨物料的性質(zhì)。如水泥熟料細磨時要求解聚,而礦渣則要求軟化;同是水泥熟料,礦物C3S要求解聚,而礦物C2S要求進行裂紋應(yīng)力腐蝕。助磨劑本身的適應(yīng)性現(xiàn)在是120頁\一共有143頁\編輯于星期三助磨劑對水泥與超塑化劑相容性的影響水泥與超塑化劑適應(yīng)性或稱為相容性是預(yù)拌混凝土經(jīng)常遇到的問題。影響水泥與超塑化劑適應(yīng)性的因素很多,如水泥熟料的礦物組成、冷卻制度、堿含量、水泥中石膏的種類與摻量、水泥中混合材的種類與摻量等?,F(xiàn)在是121頁\一共有143頁\編輯于星期三試驗1:水泥粉磨過程中加入不同的助磨劑對水泥與超塑化劑的適應(yīng)性影響程度不同。在選擇試驗的三種超塑化劑中,聚羧酸系超塑化劑與摻助磨劑的水泥的適應(yīng)性比萘磺酸鹽系和氨基磺酸鹽系超塑化劑要好,經(jīng)時損失較小?,F(xiàn)在是122頁\一共有143頁\編輯于星期三試驗2:外摻助磨劑A、B、C、I的水泥與超塑化劑AS和PCA之間適應(yīng)性良好,與試驗1結(jié)果比較,說明摻助磨劑水泥與超塑化劑適應(yīng)性不良是由于粉磨過程中助磨劑的加入,改變了水泥粉體的某些性能引起的?,F(xiàn)在是123頁\一共有143頁\編輯于星期三石膏微粉粘附在熟料顆粒表面示意圖粉磨時加入的助磨劑吸附在熟料與石膏粉體的表面,阻礙了石膏微粉吸附在熟料顆粒的表面,這對實現(xiàn)C3A與石膏最佳匹配產(chǎn)生了不良影響?,F(xiàn)在是124頁\一共有143頁\編輯于星期三通過對摻助磨劑水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量、凝結(jié)時間、3d強度和28d強度、與超塑化劑的適應(yīng)性的研究得出如下結(jié)論:(1)摻助磨劑水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量增大,主要是由于助磨劑的加入使水泥顆粒分布變窄引起;(2)粉磨時加入的助磨劑吸附在熟料與石膏粉體表面,阻礙了石膏微粉吸附在熟料顆粒的表面,這對C3A與石膏最佳匹配產(chǎn)生了不良影響?,F(xiàn)在是125頁\一共有143頁\編輯于星期三
(4)粉磨過程中加入助磨劑對水泥與超塑化劑之間的適應(yīng)性有一定的影響。主要原因是助磨劑的加入,阻礙了C3A和石膏的‘有效接觸’,同時增加了C3A的水化活性,使C3A和石膏沒能實現(xiàn)最佳匹配造成的。(3)摻助磨劑水泥對超塑化劑UNF–5的吸附量要比不摻助磨劑水泥超塑化劑UNF–5的吸附量大;現(xiàn)在是126頁\一共有143頁\編輯于星期三(5)助磨劑對水泥與超塑化劑適應(yīng)性的影響還與水泥粒徑分布的變化、助磨劑本身的性質(zhì)和超塑化劑的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)系?,F(xiàn)在是127頁\一共有143頁\編輯于星期三(六)聚羧酸系高性能
外加劑的缺點和適應(yīng)性問題現(xiàn)在是128頁\一共有143頁\編輯于星期三1、與其他外加劑的相容性差。2、氣溫高時,聚羧酸外加劑影響混凝土緩凝,常會影響混凝土的早期強度和氯離子滲透系數(shù),產(chǎn)生泌水、離析等現(xiàn)象。3、與其它摻和料的作用也不能忽視,聚羧酸外加劑的性能直接影響摻和料摻加數(shù)量和性能的發(fā)揮。4、混凝土粘聚性強,造成氣泡不易排除。5、性能不穩(wěn)定,不同批次減水劑性能相差較大?,F(xiàn)在是129頁\一共有143頁\編輯于星期三6、聚羧酸鹽高效減水劑在高摻量范圍時,存在泌漿、沉底、和易性變差等問題。7、聚羧酸鹽高效減水劑不是萬能的,受水泥和摻合料質(zhì)量穩(wěn)定性或施工配料準(zhǔn)確性的影響,施工現(xiàn)場的混凝土仍會出現(xiàn)嚴(yán)重泌水和坍落度損失大,甚至出現(xiàn)硬化混凝土結(jié)構(gòu)開裂等問題。8、對用水量非常敏感。9、與水泥的相容性問題?,F(xiàn)在是130頁\一共有143頁\編輯于星期三(七)應(yīng)用實例現(xiàn)在是131頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥與外加劑不適應(yīng)性常見問題的解決措施
不適應(yīng)現(xiàn)象可能的原因相應(yīng)的解決措施采取措施的單位推薦摻量下,萘系高效減水劑塑化效果不佳高效減水劑磺化不完全提高磺化度減水劑生產(chǎn)廠高效減水劑聚合度不理想調(diào)整聚合度水泥C3A含量較高石膏/C3A比例太小適當(dāng)提高減水劑摻量混凝土制備單位采用減水劑后摻法適當(dāng)在混凝土中補充SO42-采用新型高效減水劑,如多羧酸系減水劑水泥含堿量過高適當(dāng)提高減水劑摻量混凝土制備單位適當(dāng)在混凝土中補充SO42-盡量降低水泥堿含量水泥生產(chǎn)廠摻加了品質(zhì)不佳的粉煤灰提高減水劑摻量或采用新型高效減水劑混凝土制備單位摻加了沸石粉、硅灰等水泥比表面積較大提高減水劑摻量混凝土制備單位摻加木鈣或糖鈣出現(xiàn)了不正常凝結(jié)水泥中有硬石膏存在適當(dāng)補充SO42-混凝土制備單位將木鈣、糖鈣與高效減水劑復(fù)合摻加混凝土制備單位與減水劑廠共同協(xié)作采用后摻法采用高效減水劑摻加某種泵送劑后不能有效控制坍落度損失水泥調(diào)凝劑石膏部分為硬石膏,而泵送劑中含有木鈣或糖鈣成分適當(dāng)補充SO42-混凝土制備單位采用后摻法用其它緩凝組分替代木鈣或糖鈣組分外加劑生產(chǎn)廠徹底更換泵送劑品種混凝土制備單位避免用硬石膏作調(diào)凝劑水泥生產(chǎn)廠水泥堿含量過高適當(dāng)補充SO42-混凝土制備單位增加泵送劑摻量泵送劑后摻法摻加如礦渣粉一類的摻合料增加泵送劑中緩凝組分的比例外加劑生產(chǎn)廠水泥中C3A含量過高,或石膏/C3A比例不恰當(dāng)增加泵送劑摻量混凝土制備單位適當(dāng)補充SO42-適當(dāng)增加緩凝組分的比例外加劑生產(chǎn)廠選擇合適的緩凝組分水泥比較新鮮增加泵送劑摻量混凝土制備單位用活性摻合料替代部分水泥水泥溫度過高避免使用過高溫度水泥混凝土制備單位適當(dāng)增大泵送劑摻量增加緩凝組分的比例外加劑生產(chǎn)廠使用了低品位的粉煤灰或沸石粉增加泵送劑的摻量混凝土制備單位減少這些摻合料的摻量使用了高堿性的膨脹劑適當(dāng)增加緩凝組分的比例外加劑生產(chǎn)廠增加泵送劑的摻量混凝土制備單位現(xiàn)在是132頁\一共有143頁\編輯于星期三水泥與外加劑不適應(yīng)性常見問題的解決措施
不適應(yīng)現(xiàn)象可能的原因相應(yīng)的解決措施采取措施的單位摻加某種泵送劑后不能有效控制坍落度損失水泥調(diào)凝劑石膏部分為硬石膏,而泵送劑中含有木鈣或糖鈣成分適當(dāng)補充SO42-混凝土制備單位采用后摻法用其它緩凝組分替代木鈣或糖鈣組分外加劑生產(chǎn)廠徹底更換泵送劑品種混凝土制備單位避免用硬石膏作調(diào)凝劑水泥生產(chǎn)廠水泥堿含量過高適當(dāng)補充SO42-混凝土制備單位增加泵送劑摻量泵送劑后摻法摻加如礦渣粉一類的摻合料增加泵送劑中緩凝組分的比例外加劑生產(chǎn)廠水泥中C3A含量過高,或石膏/C3A比例不恰當(dāng)增加泵送劑摻量混凝土制備單位適當(dāng)補充SO42-適當(dāng)增加緩凝組分的比例外加劑生產(chǎn)廠選擇合適的緩凝組分水泥比較新鮮增加泵送劑摻量混凝土制備單位用活性摻合料替代部分水泥水泥溫度過高避免使用過高溫度水泥混凝土制備單位適當(dāng)增大泵送劑摻量增加緩凝組分的比例外加劑生產(chǎn)廠使用了低品位的粉煤灰或沸石粉增加泵送劑的摻量混凝土制備單位減少這些摻合料的摻量使用了高堿性的膨脹劑適當(dāng)增加緩凝組分的比例外加劑生產(chǎn)廠增加泵送劑的摻量混凝土制備單位現(xiàn)在是133頁\一共有143頁\編輯于星期三上海浦東某重點工程混凝土強度等級、坍落度保持性要求、配合比及原材料混凝土強度等級為C40,要求初始坍落度為20+2cm,1小時后坍落度不得低于16cm。
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