T高性能混凝土4

高效减水剂和水泥之间适应性

问题的研究xx建筑工程材料检测中心xx博士高效减水剂和水泥之间适应性

问题的研究一.适应性的概念二.影响适应性的因素（水泥的物理－化学性能、高效减水剂性能、混凝土拌合物性能）三.改善适应性的措施一.适应性的概念

高效减水剂：降低混凝土的水胶比，改善新拌混凝土工作性，控制坍落度损失，赋予混凝土优良施工性能和高密实度。适应性的问题成为困扰混凝土工作者的一个难题，影响外加剂的应用效果和推广应用。适应性的问题是一个极其错综复杂的问题：涉及到水泥化学、高分子材料学、表面物理化学和电化学等多方面的知识。适应性的概念

水泥与减水剂适应时：减水剂在常用掺量下能够达到它自身的减水率；没有离析和泌水现象；坍落度随时间变化损失相应较小；对混凝土的强度等性能无负面影响。

不适应时：初始坍落度小，坍落度损失快，离析，泌水，外加剂用量增加。适应性的概念水泥与高效减水剂适应性包括三个方面：初始流动性高效减水剂是否有明确的饱和点流动性损失情况Marsh锥

评价水泥与FDN的适应性净浆流动度评价水泥与FDN的适应性

高效减水剂和水泥之间适应性高效减水剂的性能水泥性能‘混凝土拌合物性能二.影响适应性的因素1.水泥的物理化学性能对适应性的影响水泥的矿物组成和反应能力C3A活性（取决于其形态和熟料硫化程度）吸附顺序C3A>C4AF>C3S>C2S，在高效减水剂掺量相同的情况，C3A和C4AF含量较高的水泥浆体中，减水剂的分散效果较差。

水泥的细度水泥的比表面积越大，对减水剂的吸附量就越多。水泥磨细使减水剂的饱和掺量增大，并加剧了水泥浆体的流动性损失。

水泥性能‘提高高水水泥泥颗颗粒粒球球形形度度水泥泥颗颗粒粒级级配配和和颗颗粒粒球球形形度度的的变变化化对对减减水水剂剂的的饱饱和和掺掺量量影影响响不不大大，，但但影影响响了了水水泥泥浆浆体体的的初初始始及及1hr后的的流流动动度度。水水泥泥T1的初初始始及及1hr后的的流流动动度度均均大大于于T2。水泥泥性性能能‘控制制水水泥泥合合理理的的颗颗粒粒级级配配初始始流流动动度度：：X2大于于X1；1hr后的的流流动动度度：：X2小于于X1。水泥泥性性能能‘混合合材材品品种种高效效减减水水剂剂:对矿矿渣渣水水泥泥和和粉粉煤煤灰灰水水泥泥的的适适应应性性较较好好，，矿渣渣和和粉粉煤煤灰灰的的掺掺入入可可使使水水泥泥浆浆体体的的流流动动度度增增大大、、流流动动度度损损失失减减小小；对火火山山灰灰、、焙焙烧烧煤煤矸矸石石及及窑窑皮皮为为混混合合材材的的水水泥泥的的适适应应性性较较差差，，要要达达到到预预期期的的效效果果，，需需要要适适当当增增加加高高效效减减水水剂剂的的掺掺量量。。水泥泥性性能能‘混合合材材的的辅辅助助减减水水作作用用主主要要靠靠三三个个作作用用：：颗粒粒吸吸附附作作用用；；颗粒粒堆堆积积作作用用；；颗粒粒球球形形作作用用。。提高高混混合合材材比比面面积积可可提提高高水水泥泥强强度度，，改改善善与与减减水水剂剂的的适适应应性性，，是是生生产产优优质质水水泥泥的的可可行行措措施施之之一一。。优化化混混合合材材细细度度和和掺掺量量水泥泥性性能能‘水泥泥的的陈陈化化时时间间使用用刚刚出出磨磨的的水水泥泥和和出出磨磨温温度度还还较较高高的的水水泥泥，，就就会会出出现现减减水水率率低低、、坍坍落落度度损损失失快快的的现现象象。。使使用用陈陈放放时时间间稍稍长长的的水水泥泥，，就就可可以以避避免免出出现现上上述述现现象象。。水泥泥性性能能‘水泥泥的的碱碱含含量量控制制流流动动性性和和流流动动性性损损失失重重要要参参数数之之一一AAR碱含含量量过过大大会会导导致致混混凝凝土土的的凝凝结结时时间间缩缩短短和和坍坍落落度度经经时时损损失失变变大大。。水泥泥性性能能‘水泥泥的的碱碱含含量量粘土土质质原原料料中中一一般般都都含含有有K2O和Na2O，这这些些碱碱会会固固溶溶在在熟熟料料矿矿物物中中，，减减少少熟熟料料矿矿物物的的生生成成量量，，并并影影响响熟熟料料矿矿物物的的结结构构形形成成和和水水泥泥水水化化的的性性质质，，使使水水泥泥的的流流变变性性能能变变差差，，后后期期强强度度降降低低。。碳酸酸钙钙原原料料和和燃燃料料煤煤中中往往往往含含有有硫硫酸酸盐盐、、硫硫化化物物和和元元素素硫硫等等杂杂质质，，在在燃燃烧烧过过程程中中也也会会固固溶溶在在熟熟料料中中。。水泥泥性性能能‘同时时存存在在碱碱和和SO3时，，就就会会形形成成碱碱的的硫硫酸酸盐盐，，即即碱碱的的硫硫酸酸盐盐化化，，碱碱的的硫硫酸酸盐盐化化可可减减少少碱碱在在熟熟料料矿矿物物中中的的固固溶溶量量，，对对水水泥泥凝凝结结的的性性质质能能产产生生更更有有益益的的影影响响。。碱性性硫硫酸酸盐盐少少的的水水泥泥，，由由于于减减水水剂剂强强烈烈的的吸吸附附，，导导致致混混凝凝土土坍坍落落度度损损失失特特别别快快。。可可溶溶性性碱碱含含量量增增加加时时，，吸吸附附减减水水剂剂量量线线性性下下降降。。水泥泥性性能能‘水泥泥的的碱碱含含量量碱的的硫硫酸酸盐盐化化程程度度用用下下式式计计算算：：不同同的的硫硫酸酸盐盐化化程程度度对对水水泥泥性性质质有有不不同同的的影影响响。。SD值的的范范围围为为40%~200%。欠欠硫硫酸酸盐盐化化和和过过硫硫酸酸盐盐化化都都应应避避免免。。可溶溶性性碱碱的的最最佳佳值值为为0.4~0.5%。低低于于最最佳佳值值时时加加入入Na2SO4，水泥流流动性会会显著增增加。水泥性能能‘水泥的碱碱含量石膏的形形态水泥中SO42-离子的溶溶解速度度必须和和C3A的活性平平衡水泥性能能‘无水石膏膏(天然的)C2SC3AC4AFC3S低分子量高分子量石膏合成硫酸钙半水石膏其它填充料CaO碱性硫酸酸盐少量矿物物相硫酸钙(脱水半水石石膏）水泥和外外掺料高效减水水剂硫酸钙水泥、外外加剂和和硫酸钙钙系统相相互反应应的复杂杂性硫酸钙在在早期水水泥水化化中作用用在无硫酸酸钙时，C3A与水发生生化学反反应非常常快地生生成铝酸酸钙的水水化物：：2C3A+21H2O→C4AH13+C2AH8在有硫酸酸钙时，形成不不同的水水化产物物——钙矾石水泥性能能‘随时获得得可溶解解的合适适数量的的硫酸盐盐是关键性性因素。。如果可可利用量量不足，，由于C3A水化快，，将出现现闪凝；如果过过量时，，石膏沉沉淀会导导致假凝。在这两种种情况下下，水泥泥的流变变性将受受到不利利的影响响，因此此在熟料料中或以以后加入入的硫酸酸盐对水水泥和外外加剂适适应性是是十分重重要的。。水泥性能能‘产物溶解度(g/L)石膏2.08α-半水石膏6.20β-半水石膏8.15可溶性无水石膏6.30天然无水石膏2.70不同形态态CaSO4在25℃时的溶解解度水泥性能能‘在粉磨过过程中，，部分石石膏脱水水为半水水石膏(CaSO4·0.5H2O)，由于半水水石膏的的溶解度度大于二二水石膏膏，这一一般是有有利的，，如果加加工控制制不合适适，形成成的半水水石膏可可能太多多，导致致在新拌拌混凝土土中也过过多。水泥性能能‘石膏的形形态2.高效减水水剂影响响因素分子量分子链的的长度交联程度度磺化程度度：磺酸酸盐基团团在链中中的位置置有无硫酸酸盐存留留平衡离子子萘的磺化化程度和和磺化产产物多萘磺酸酸和α－萘磺酸会会影响到到适应性性。萘系减水水剂分子子量的大大小分子的最最佳核体体数为7～13。平衡离子子Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+等对分散散效果和和适应性性影响有有所差异异。减水剂的的状态液体外加加剂减水水效果稍稍好。高效减水水剂的性性能3.混凝土拌拌合物的的影响混凝土拌拌合物自自身的参参数：即即W/B(水胶比)、集料种种类和级级配也将将明显地地影响到到高效减减水剂对对水泥的的分散效效果。普通混凝凝土用水水量在160～200kg/m3，高强高性能混混凝土用水量量在120～150kg/m3。新拌混凝土中中出现的各种种作用必须争争夺水分子(表面湿润，水水泥水化，电电解质的溶液液化和水合作作用等)。由于孔隙间水水量有限，在在普通砼（即即W/C=0.5）中发生的化化学反应必然然会受到强烈烈的干扰，水水泥和高效减减水剂之间的的适应