混凝土泵送剂的配制实例.doc

混凝土外加剂复配技术混凝土泵送剂的配制实例v 混凝土拌和物顺利通过输送管道、不堵塞、不离析、粘聚性良好。v 远距离输送的泵送混凝土，必须抑制流动性损失。泵送剂的主要组分高效减水剂：固体的掺量一般为水泥掺量的0.。缓凝成分：调节凝结时间，减少坍落度损失。常用三聚磷酸钠和葡萄糖酸钠，根据气温和水泥成分的变化来调节。引气剂：少量优质的引气剂能在混凝土中形成小的圆形封闭气孔，提高流动性，减少离析和泌水，改善耐久性。混凝土泵送剂的配制原则v 配制外加剂时，要充分考虑各种原材料之间的适应性、不同成分之间的交互作用。v 减水组分：氨基磺酸系、脂肪族系、萘系减水剂和葡萄糖酸钠等二者共同使用，减水率显著提高。v 缓凝组分：葡萄糖酸钠、聚磷酸盐等叠加缓凝效果。v 引气组分：不同引气剂的引气效果叠加或受很多因素影响，如水泥细度、石子粒径、砂含泥量、温度、配合比等。掺加粉煤灰时、细料多、石子粒径小、坍落度大、温度低等，混凝土含气量会高。v 总之，外加剂的调整应根据实际情况进行，以试验结果为依据，不能想当然。混凝土泵送剂配方基本要求：掺量1.52.5，减水率25，含固量40，60min混凝土坍落度损失1020mm，混凝土凝结时间1214hr。 1吨配方实例：v 减水组分：氨基磺酸系32%100kg萘系减水剂92%350kgv 缓凝组分：葡萄糖酸钠15kg六偏磷酸钠15kgv 引气组分：松香酸钠引气剂2kgv 水：550kg混凝土防冻剂的配制实例v 防冻剂使混凝土在负温下正常水化硬化，并在规定时间内硬化到一定程度而不会产生冻害。 v 防冻剂组分： 防冻组分：降低冰点，孔隙水结成微晶态冰。 减水组分：减小水灰比或混凝土的拌合用水。 早强组分：促进水泥低温水化。 引气组分：均匀分布的微小封闭气泡，缓解充水孔隙的局部冻胀应力。 其他：提高均匀性。现代混凝土防冻剂的配制原理v 无氯、低碱、低掺量，以液体产品为主；v 高工作性、坍落度损失小，早强和高耐久性；v 大幅度减少用水量，减少游离水含量，提高液相中离子浓度；v 提高混凝土密实度，改善孔结构，减少孔含量，减小孔直径；v 降低液相冰点，促进低温水化，尽快达到临界强度；v 改善冰晶形貌，降低冻胀应力；v 防冻与抗冻结合，提高混凝土耐久性。混凝土防冻剂配方基本要求：掺量3.04.0，减水率25，含固量35，60min混凝土坍落度损失1020mm，混凝土凝结时间1518hr，新拌混凝土10防冻。 1吨配方实例：v 减水组分：萘系减水剂92%250kgv 缓凝组分：葡萄糖酸钠15kgv 防冻组分：亚硝酸钠50kgv 早强组分：硫代硫酸钠50kgv 引气组分：松香酸钠引气剂3.5kgv 水：550kg防冻剂冬季施工特点、混凝土凝结时间长，04混凝土凝结时间比15延长3倍；温度到0下35时，混凝土开始冻结，冻结后水化基本停止，在-10 时，水泥水化完全停止，混凝土强度不再增长。、混凝土中的水分冻结时体积膨胀9%左右，使硬化混凝土结构遭破坏，即发生冻害。v 未掺防冻剂混凝土特点：、未掺防冻剂混凝土受冻后，抗压强度损失40%60%。、未掺防冻剂混凝土受冻后，抗渗等级降为0；粘结强度降为1MPa。负温对硬化混凝土强度影响、刚硬化的混凝土（终凝，但未达到一定硬化程度）发生冻结称早期受冻，使混凝土各项性能永久性降低。当达到一定的临界强度，水饱和度降低到一定程度，再受冻就不会产生冻害。、已充分硬化的混凝土，一次性受冻不会使强度及其他性能受损，但反复冻融的积累作用会使混凝土受损。掺防冻剂混凝土的养护、在负温下养护，不得浇水，外露表面必须覆盖。、气温不低于-15时，混凝土受冻强度不得低于4MPa。、拆模后混凝土表面温度与环境温度之差大于15 时，应采取保温材料覆盖养护。复合组分材料v 减水剂：减水母料v 消泡剂：有机硅类、嵌段聚醚v 引气剂：OP乳化剂、表面活性剂、三萜皂甙类v 缓凝：葡萄糖酸钠、HEDP、 PBTC、ATMPv 早强、防冻：三乙醇胺、硝酸盐、乙二醇、亚硝酸盐 一些复配减水剂产品会呈现浑浊、变色、分散不良的现象，防止变质（化学反应）与分层混凝土矿物外加剂的作用v 改善混凝土的粘聚性和均匀性，提高混凝土工作性v 具有反应活性，增强密实，提高混凝土耐久性和强度v 矿物超细粉的来源不同，则影响作用有较大差别，对减水剂的要求很高。 矿物细粉的磨细活化机理v 矿渣、钢渣、粉煤灰、沸石粉、偏高岭土等材料，含有部分无定型的SiO2、Al2O3等活性成分。磨细活化：v 在机械粉碎过程中吸收外界能量，由于反复破碎，不断形成新的表面，颗粒变细小而具有极大的比表面积和很高的表面能。v 表面层离子的极化变形和重排使表面晶格畸变加剧，有序性降低。v 随着粒子的微细化，比表面积增大，表面结构的有序程度受到愈来愈强烈地扰乱不断向颗粒深部扩展，使粉体表面结构更趋于无定型化，表面能增加，稳定性降低，水化反应活性提高。使用情况：v 广泛应用的有粉煤灰、矿渣、硅灰、沸石粉，如国产各种复合矿物超细粉；v 挪威的埃肯硅灰，东南亚进口矿物超细粉，国外进口国内原料，也有产品返销国内建筑市场。v 日本代理美国的硅藻土、偏高岭土类增稠剂产品v 混凝土防腐增强矿物材料混凝土现代科学技术v 混凝土是一种复合材料，水泥基复合材料，包括水泥、矿物外加剂、混凝土外加剂、天然集料、人造集料，纤维、钢筋、聚合物等，v 混凝土科学技术涉及无机材料、有机材料、金属材料，多种材料的复合，多种功能组合，学科交叉的一门应用技术v 关键技术：高性能减水剂与矿物外加剂双掺超细粉的填充效应图1 粒子组合与空隙率的变化 超细粉的流化效应水胶比29%，外掺萘系高效减水剂NF0.9%，测定净浆流动性水泥：超细粉超细粉品种100：095：590：1080：2070：30100%超细粉*不掺NF掺NFNZ（7000cm2/g）/255242不流动不流动不流动不流动BFS（6820cm2/g）/26026527028080285PS（6800cm2/g）/26527027528585280NZ-SF/250260170不流动NZ-BFS（7000cm2/g）/265258246215水泥（2800cm2/g）240/高效减水剂固定掺量（0.9%）超细粉掺量对浆体流动性的影响不同减水剂掺量下的净浆流动度 NO.胶结材料的组成（%）高效减水剂掺量（%）0.40.50.60.70.81水泥1001291381551902352水泥80，矿渣201251361852302653水泥80，磷渣201321702152502704水泥80，沸石20/130195237超细粉的强度效应NO.W/B单方混凝土材料用量（Kg/m3）水泥水超细粉砂碎石高效减水剂142400168/8001000824234016860MK80010008.834234016860SF800100010NO.混凝土拌合物性能抗压强度（MPa）3d7d28d1坍落度19cm，泌水，板结20.1（100%）35.3（100%）37.4（100%）2坍落度16cm，稍泌水，无板结28.5（142%）47.7（135%）61.1（163%）3坍落度5cm，无泌水，板结26.4（131%）42.3（120%）52.4（140%）超细粉的耐久性效应 W/B（%）代号ASTMC1202 6h总导电量（库伦）28d56d30纯水泥17511284MK（15%）87471740纯水泥26602193MK（15%）1500123450纯水泥32962700MK（15%）19501450v 含MK 15%的混凝土56d导电量，比基准混凝土明显下降，约为基准混凝土导电量一半左右。说明掺入超细粉混凝土耐久性提高。 矿物外加剂降低水泥用量v 提高混凝土抗化学腐蚀性v 增加混凝土的密实度v 改善水泥浆体与骨料间的过渡区结构v 降低水化温升使用高效减水剂和其它必要的化学外加剂，降低水胶比和用水量v 高性能混凝土的水胶比必须很低，以得到很低的渗透性；以及使活性矿物掺合料充分发挥其强度效应。v 为了获得低水胶比，高效减水剂成为高性能混凝土必要的组分。外加剂应用中的常见问题v （1）混凝土外加剂的选择与应用问题v （2）坍落度损失问题v （3）混凝土的离析和泌水v （4）混凝土的滞后泌水v （5）混凝土的异常凝结v （6）混凝土“硬壳”现象v （7）混凝土外观质量v （8）原材料存放混凝土外加剂的选择与应用问题 外加剂的品种选择v 外加剂种类繁多，性能各异，品种的选择应根据工程特点及混凝土施工工艺，依据其使用目的、要求的技术性能和技术经济效果来确定。v 常用混凝土外加剂的适用范围见表4-24。 外加剂的使用要求 1）环境对外加剂品种与成分的要求。 v 依据混凝土外加剂应用技术规范(GB50119-2003)的要求，严格控制外加剂的环保性指标。v 铬盐或亚硝酸盐等严禁用于饮水工程及与食品接触的部位；v 居住或办公用建筑物不得采用以尿素或硝氨外加剂。v 不得在钢筋混凝土中采用氯盐、含氯盐的外加剂。v （2）掺量确定。外加剂品种选定后，需要慎重确定其掺量。在没有可靠资料供参考时，其最佳掺量应通过现场试验来确定。 v （3）掺入方法选择。必须根据外加剂的特点及施工现场的具体情况来选择适宜的掺入方法。v （4）施工工序质量控制。对掺有外加剂的混凝土应做好各施工工序的质量控制，尤其是对计量、搅拌、运输，浇筑等工序，必须严格加以要求。v （5）材料保管。外加剂应按不同品种、规格、型号分别存放和严格管理，并有明显标志。已经结块或沉淀的外加剂在使用前应进行必要的试验以确定其效果，并应进行适当的处理使其恢复均匀分散状态（2）混凝土坍落度损失问题适当调整配合比，保持坍落度v 有时在配合比与外加剂匹配方面存在问题，因为外加剂不仅受配合比中各种原材料的影响还受材料用量的影响。v 用水量的影响最大，在保证混凝土性能的前提下，适当提高用水量可保证坍落度损失较小。v 细砂同样会增大坍落度损失，尤其是砂子吸水率高时更为明显。适当降低砂率，有助于解决坍落度问题。v 外加剂掺量过小，坍落度损失快。使用外加剂时，有一个合适的掺量，如低于某一掺量，外加剂的作用不能持续发挥，必然导致坍落度损失过快。v 掺和料用量调整。在强度等有保证的前提下，适当增加掺和料比例，不但可降低混凝土成本，对混凝土的工作性也有很大好处。坍落度静态和动态损失v 在静态和动态的情况下，坍落度的损失是不一样的。v 正常情况下，静态损失比动态损失要大1020mm。因初始坍落度不同，其差别也不同。v 有时，在试验室进行坍落度损失试验，发现坍落度损失很快，而工程应用中损失很小，这种现象不是经常发生。v 发生这种现象的原因很可能与水泥有关。水泥中石膏的形态在磨细过程中发生了轻度改变，部分石膏由二水状态变为半水或无水状态。与水接触后半水或无水石膏又转变为二水石膏，即发生轻度假凝，在静态时，坍落度表现为损失快，而在动态时，石膏无法形成固态结构，因此混凝土的坍落度和流动性并无太大变化。（3）混凝土的离析和泌水v 配制流态混凝土时，流动性和粘聚性失去平衡，当粘聚性低时混凝土在自身重力或其它外力作用下产生相分离，破坏了材料组成的均匀性和稳定性，导致分离。v 泌水通常是离析的前奏，离析必然导致分层，增加堵泵的可能。v 少量泌水在工程中是允许的，而且对防止产生混凝土表面裂缝有利。v 产生混凝土离析和泌水的主要原因：1. 砂率偏低或砂子中细颗粒含量少使混凝土保水性低，砂子含泥量大易产生浆体沉降，即“抓底”；2. 胶凝材料总量少，浆体体积小于300L /m3；3. 石子级配差，或单一粒径的石子；4. 用水量大，使混凝土拌合物粘性低； 外加剂掺量过大，且外加剂中含有易泌水的成分； 水泥中熟料部分已水化，使得水泥保水变差； 使用矿渣或矿渣水泥，保水性不好，易泌水、离析；三大矛盾：v (1) 大坍落度与坍落度损失的矛盾；v (2) 变形能力与抗离析性的矛盾；v (3) 流动性与粘聚性的矛盾。混凝土的离析和泌水v 浆体体积(Ve)、砂浆体积(Ves)和抗离析性的关系：1. Ve330L, Ves430L时，混凝土具有良好的工作性；2. Ve430L时，混凝土泌水的可能性不大，但混凝土粘聚性、和易性差；3. Ve330L, Ves430L时，混凝土保水性差，易泌水、离析、分层等。v 除了原材料的因素，在做混凝土配合比设计时，应重点考虑石子体积、浆体体积的比例。用正确的思路指导混凝土配合比的设计是最重要的。泌水、离析的解决办法防止离析、泌水的具体措施石子级配合理，单一粒径的石子应提高砂率；1. 引气可减小泌水，特别是用卵石配制低强度等级的大流动性混凝土时；2. 产生泌水的主要原因是砂率偏低，合理的砂率能保证混凝土的工作性和强度；3. 掺加粉煤灰，特别是配制低强度等级的大流动性混凝土，粉煤灰掺量应适当提高，从而提高其保水性；4. 掺加增稠剂提高混凝土的粘聚性和保水性，防止泌水和离析；5. 减少用水量或外加剂的掺量，使得游离水的比例减少，提高混凝土的粘聚性等。 以上措施应有针对性的应用，采取一种或综合方法。（4）混凝土的滞后泌水v 滞后泌水：是指混凝土初始时工作性符合要求，但经过一段时间后（比如1h）才产生大量泌水的现象。v 可能的原因为：砂率偏低、掺和料等的吸水和放水平衡、外加剂缓凝组分较多有关。滞后泌水的原因及对策原因对策真实砂率低、砂含石过高提高砂率砂子中细颗粒含量少提高掺和料用量，做必要补充石子级配不合理、单一粒径提高砂率25%水泥、掺和料泌水率大更换水泥、掺和料；增加增稠组分低强度等级或贫混凝土采用引气剂或提高胶凝材用量不明原因改变外加剂配方或以上综合措施（5）混凝土的异常凝结v 急凝：混凝土搅拌后迅速凝结。日常工作中很少遇到。其原因不外乎：水泥过热、水泥中石膏严重不足、外 加剂与水泥严重不适应，冬季时使用热水温度过高同时投料顺序不正确，热水与水泥直接接触等。v 凝结时间过长：经常遇到。分两种情况:1、整体混凝土严重缓凝；2、混凝土局部严重缓凝。v混凝土的异常凝结原因1. 后加外加剂，搅拌不均匀，造成外加剂局部富集；2. 现场加水，混凝土粘聚性降低，混凝土离析，浇筑时振捣使局部浆体集中，水灰比变大且外加剂相对过量；3. 使用粉状外加剂时有结块，混凝土浇筑后外加剂逐渐溶解，使得混凝土局部外加剂严重过量；4. 使用液体外加剂时，长时间不清理沉淀物，此沉淀物粘稠不易搅碎，其成分基本为不易溶解的缓凝组分，从 而造成混凝土的局部过度缓凝。（6）混凝土“硬壳”现象v 浇筑混凝土后，混凝土表面已经“硬化”，但内部仍然是未凝结状态，形成“糖芯”，姑且称之为“硬壳”现象。v 这一现象经常出现在天气炎热，气候干燥的季节。其实表面并非真正硬化，很大程度上是由于水分蒸发使得 混凝土失