外加剂掺量对水泥流变性能的影响

1、2009年 5月 襄樊学院学报 May.,2009 第 30卷第 5期 Journal of Xiangfan University V ol.30 No.5外加剂掺量对水泥流变性能的影响朱录涛(襄樊学院 建筑工程学院,湖北 襄樊 441053摘要:通过测试外加剂掺量对水泥流变性能的影响, 找出高效减水剂掺量的饱和值(即最佳值. 在实际工程中,外加剂的掺量可参考该值取值.关键词:水泥外加剂;流变性;高效减水剂中图分类号:TQ172.4+6 文献标志码:A 文章编号:1009-2854(200905-0082-07 的知识,是一个极复杂的问题,但也是一个必须了解与掌握的问题 . 混凝土减水剂常是

2、一种表面活性剂, 其本身并不与水泥发生化学反应,它溶于溶液中并吸附在相界面上使界面能显著降低,从面提高分散体系 的稳定性;另一方面,由于水泥表面的吸附作用,当减水剂在水泥颗粒表面达到极限吸附量时,形成较完 整的凝胶化单分子膜,在一段时间内阻碍或破坏水泥粒子的凝聚作用 . 若此时减水剂继续增加,吸附量则 不再有多大变化,因此,减水剂的掺量对混凝土的作用有一个极限值 . 所有的普通减水剂,如木钙、木镁、 木钠、糖蜜、糖钙、糖镁等,对水泥所使用的石膏调凝剂,如无水石膏、硬石膏、萤石膏、镁石膏、工业 石膏渣、半水石膏、脱水石膏等,均存在化学上的不适应问题,使用后不是减少单位用水量,而是增加了 用水量

3、. 外加剂的剂量适应性则主要取决于 C 3A 的含量大小, C 3A 含量越高,剂量适应性越差 1. 不同产 地的水泥中所含铝酸三钙含量差别较大 . 由于其强大的吸附能力,几乎对所有的 (高效 减水剂都存在剂量 不适应问题 . 外加剂适应性的定量检验是测出所有水泥的减水率与减水剂的掺量关系,求出最佳掺量 . 超 过饱和掺量,再掺外加剂将不起减水作用,反而可能带来副作用 . 按最优 (饱和 掺量要求使用,是使用好 减水剂的重要保证 .1 实验1.1 实验材料(1水泥 华新水泥,标号为 P·S42.5(2外加剂 (试剂为粉剂 1 萘系磺酸盐 (FDN-1 2氨基磺酸盐 3木钙 (PT 4

4、糖钙 (TG 5柠蒙酸钠 670%萘系 +30%氨基复 合 750%萘系 +20%氨基 +30%木钙复合 880%萘系 +18%木钙 +2%糖钙 980%萘系 +18%木钙 +2%柠蒙 酸钠 (其中 6 9 为自配,全部粉剂均配制成固含量为 20%的溶液,以备使用 (3水 在各实验条件下恒温的自来水1.2 实验仪器1 水泥净浆搅拌机; 2 截锥圆模,上口径为 3.6 cm,下口径为 6 cm,高为 6 cm,内壁光滑无接缝的金 属制品; 3 秒表; 430 cm直尺,精度为 1 mm; 5 电子天平,称量 1000 g,精度为 0.01 g; 6 刮刀; 7 玻璃 板, 400 mm×

5、;400 mm,厚 5 mm; 8 胶头滴管 .1.3 实验方案考虑实际施工条件,设定实验温度和湿度 . 春秋两季凉爽且多雨,湿度较大,故温度均设为 25 ,湿 度均为 78%;夏季气温高、蒸发快,故温度设为 34( 空调最高只能升到 34 、湿度为 58%;冬季为干冷收稿日期:2009-05-05作者简介:朱录涛 (1965 , 男 , 湖北襄樊人 , 襄樊学院建筑工程学院讲师 .朱录涛:外加剂掺量对水泥流变性能的影响 83天气, 温度设为 16( 最低温度只能降到 16 、 湿度为 50%. 外加剂掺量的选择有一定探索性,先做 25 的作为基准 . 每个掺量测两次流动度,取其平均值 . 且

6、每组料测两次,一次为即时流动度,一次为 10min 后的流动度,比较其损失 . 具体实验方案如下表 1 萘系 +木钙 +柠蒙酸钠复合外加剂的实验方案温度 / 湿度 /%掺 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 实验步骤 2(1将玻璃板放在水平位置,用湿布将玻璃板、截锥圆模、搅拌器及搅拌锅均匀擦过,使其表面润湿而 不带水渍;(2将截锥圆模放在玻璃板的中央,并用温布覆盖待用;(3称取水泥 300g ,倒入搅拌锅内;(4加入预定掺量的

7、外加剂, 打开电源开始搅拌 (慢搅 2 min, 停 25 s, 再快搅 2 min, 随即缓缓加入 87g 水 (87g中要扣除外加剂中所含的水 ;(5将搅拌好的净浆迅速注入截锥圆模内,用刮刀刮平,将截锥圆模按垂直方向提起,同时开启秒表计 时,任水泥净浆在玻璃板上流动,至 30 s,用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径,取二者 平均值作为水泥净浆流动度 .2 外加剂掺量对水泥净浆流动度及其损失的影响注 :在图中 -代表即时流动度, -代表 10min 后的流动度 .2.1 萘系磺酸盐图 1表明, 16 下萘系磺酸盐在低掺量(5 7 时, 流动度随掺量变化非常明显, 在7 时已基本上

8、接近峰值, 之后再增加外加剂掺量,流动度增加值甚微,由此可知萘系在 16的最佳掺量在 7 8. 同样由图 2、 图 3可以确定 25 和 34 时的最佳掺量分别为 7 8 和 8 9. 从图 1至图 3还可以看出, 在图 116 时萘系磺酸盐掺量对水泥净浆流动度的影响第 30卷第 5期 襄樊学院学报 2009年第 5期84同一坐标系中列出的即时流动度和 10min 后 的流动度两条曲线非常接近,在各温度下的 经时损失较小, 其损失符合线性规律 . 由此可 以说明萘系与所用水泥有较好的适应性,并 且其本身有良好的稳定性 . 从图 1至图 3还可以看出,改变萘系的掺量时,流动度变化比较均匀,没有较

9、大的突变,这样的外加剂在施工时较好控制 .2.2 氨基磺酸盐由图 4至图 6可知,在 16 和 25 的 2 3 以及 34 的 4 5 突变较大;且 掺量较小时,流动度的经时损失均较大 . 这些 不稳定因素在实际工程中都是不利的 . 在确 定其最佳掺量时不仅要考虑即时流动度, 还要 结合经时损失来确定, 由此氨基在三个温度下的最佳掺量分别可确定为 4 、 3 、 6. 图 225 时萘系磺酸盐掺量对水泥净浆流动度的影响 图 3 34 时萘系磺酸盐掺量对水泥净浆流动度的影响 图 416 时氨基磺酸盐的不同掺量对水泥净浆流动度的影响 图 5 25 时氨基磺酸盐的不同掺量对水泥净浆流动度的影响朱录

10、涛:外加剂掺量对水泥流变性能的影响 852.3 70%萘系 +30%氨基复合图 7至图 9都表明,萘系与氨基复合的外加剂综合了萘系和氨基的特点,如 25 时, 复合剂在掺量为 6 时达到流动度的峰值,介于萘系和氨基之间 . 若通过此二者计算复合的峰值,应为 0.7×7 +0.3×3=5.8 ,与实测值十分接近,这表明萘系和氨基有较好的相容性 . 从图 7至图 9还看出,掺加该复 合剂的经时损失并不严重,并且在高温的损失非常小,这恰好弥补了氨基在高温时损失严重的缺点,说明2.4 50%萘系 +20%氨基 +30%木钙复合与上一组复合型外加剂比较,在该复合外加剂中加入木钙,从图

11、 10上看,对于 16 和 25 的即时和 经时流动度不仅没有贡献,反而增加了经时损失 . 从图 11上看,经时损失增大更明显 . 加入木钙后, 16 和 25 即时流动度峰值掺量均为 11 , 34时的峰值掺量为 8 ,这说明木钙在高温下反应灵敏,但损失图 634时氨基磺酸盐的不同掺量对水泥净浆流动度的影响 图 7 16 时萘系 +氨基复合外加剂的不同掺量对水泥净浆流动度的影响 图 8 25 时萘系 +氨基复合外加剂的不同掺量对水泥净浆流动度的影响 图 9 34 时萘系 +氨基复合外加剂的不同掺量对水泥净浆流动度的影响第 30卷第 5期 襄樊学院学报 2009年第 5期 还是较大,要减小损失

12、还是要增大掺量到 11. 图 10 16 和 25 时萘系 +氨基 +木钙的不同掺量对水泥净浆流动度的影响 图 11 34 时萘系 +氨基 +木钙的不同掺量对水泥净浆流动度的影响2.5 80%萘系 +18%木钙 +2%糖钙复合从图 13看, 25 时对流动度的影响特点与萘系的接近, 说明主要是萘系在起作用; 从图 12、 图 14看, 在高温和低温时,峰值掺量比较反常,前面已经证明高温时是木钙的作用,由此可知,低温下是糖钙所起 的作用,糖钙对低温敏感,适合在冬季使用 . 图 1216 时萘系 +木钙 +糖钙的不同掺量对水泥净浆流动度的影响 图 1434 时萘系 +木钙 +糖钙的不同掺量对水泥净

13、浆流动度的影响86朱录涛：外加剂掺量对水泥流变性能的影响 2.6 80%萘系+18%木钙+2%柠檬酸钠复合 本组复合外加剂与上一组的特点相似，只是柠檬酸钠在低温时比糖钙更活跃，对流动度的贡献更大， 在中低温时流动度的损失也在一定程度上减少了. 从图 15 看，掺量为 5，从图 16 看，掺量为 10，从 图 17 看，掺量为 7. 流动度/cm 23.0 20.0 17.0 14.0 11.0 8.0 5.0 萘系+木钙+柠檬酸钠 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 掺量 图 15 16时萘系+木钙+柠檬酸钠的不同掺量对水泥净浆流动度的影响 萘系+木钙+柠檬酸钠 流动度/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 掺量 图 16 25时萘系+木钙+柠檬酸钠的不同掺量对水泥净浆流动度的影响 流动度/cm 26.0 23.0 20.0 17.0 14.0 11.0 8.0 5.0 萘系+木钙+柠檬酸钠 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 掺量 图 17 34时萘系+木钙+柠檬酸钠的不同掺量对水泥净浆流动度的影响 2.7 其它 木钙是缓凝型减水剂，单一的木钙减速水效果不明显，它对水泥净浆的流动度的影响无法测出，即使 用水量为 105g，仍然看不到效果. 而在空白试验中(水 150g，

15、水泥 300g，即 W/C=0.5，实测流动度也很小. 木钙与空白接近，说明其分散作用较差. 糖钙和柠檬酸钠为缓凝剂，与木钙一样，无法单独做水泥净浆流 动度实验. 3 结论 (1萘系磺酸盐在不同的温度下，如 16，25，34时最佳掺量均在 8左右，在各掺量下流动度的 经时损失小且均匀，能保持一定的稳定性，对水泥、外界环境等都有很好的适应性，并且减水效果相当好， 属于高效减水剂. (2氨基磺酸盐的减水效果很好， 只需掺入很小的剂量便能起到预期的效果， 16时最佳掺量 4， 25 时最佳掺量 3，34时最佳掺量 6，是一种高效减水剂. 由于它过于灵敏，突变非常明显，掺量稍过大 又会产生离析，在实际

16、工程应用中很难控制. 同时，它的成本也相对较高， 87 第 30 卷第 5 期 襄樊学院学报 2009 年第 5 期 (3萘系磺酸盐和氨基磺酸盐混合使用，综合了二者的优点，3 个实验温度下的最佳掺量均在 7，且 流动度的经时损失较小. (4木钙、糖钙、柠檬酸钠都是缓凝型的，木钙在高温时表现的比较活跃，适合在高温下使用，可减少其 他高效减水剂用量，节约成本. 而糖钙和柠檬酸钠则在低温下反应灵敏，适宜在低温下与其他高效减水剂混用. 参考文献： 1 冯士明. 水下不分散混凝土的研究与应用开发J. 混凝土, 2000(7: 33-35. 2 宋功业, 邵界立. 混凝土工程施工技术与质量控制M. 北京:

17、中国建材工业出社, 2003. 3 朱清江. 高强高性能混凝土研制及应用M. 北京:中国建材工业出版社, 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 (责任编辑：饶 超 (上接第 48 页 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