水泥与减水剂适应性的影响因素

百科 2024-11-10 07:31 广西

影响水泥与减水剂相容性的因素很多，主要从减水剂和水泥两方面来考虑。就减水剂来说，不同种类的减水剂与同种水泥的相容性差别很大。例如，与聚酸系减水剂适应性良好的水泥，与奈系减水剂可能完全不相容。这主要与减水剂的分子量和生产工艺有关。另外，减水剂的添加时间对水泥与减水剂适应性的影响也比较大，后掺法能使浆体的流动度较大，能显著的改善浆体的流动性；要获得相同的流动度，后掺法所用的减水剂较少，最多能节约60%的减水剂。

水泥特性方面对水泥与减水剂适应性的影响因素也很多，影响比较显著的有如下几方面:

1.碱含量

水泥中存在了一定数量的碱，主要来源于所用原材料中的含碱物质。一般来讲，水泥浆体系中的游离碱促进了C3A的溶出，C3A是水泥中水化比较迅速的物质，C3A溶出的越快，水泥标准稠度需水量增大，水泥凝结的越快；另外，水泥水化产物比水泥的比表面积大得多，而减水剂的吸附一般被认为是吸附在固体的表面，固体物质比表面积的增大必然会导致减水剂的吸附量增大，最终使水泥与减水剂的相容性变差。但是有些研究也表明：水泥与减水剂的适应性并非一直随着碱含量的增大而变差。ShipingJiang等人研究表明：水泥的含碱量在某一范围时，水泥浆体的流动性最好，并且流动性损失也较小，把这时的碱含量称为水泥的最佳碱含量，约是0.4%~0.5%Na2O当量，它与水泥组成和减水剂的掺量无关。

2.水泥矿物组成

水泥与减水剂的适应性除了与减水剂有关外，与水泥的矿物成分也存在较大的关系，特别是C3A和可溶性硫酸盐的含量。水泥中的四大矿物对减水剂的吸附速度和吸附量存在较大的差异，另外由于混合材或其它外加剂的特殊表面也会在水泥的早期水化过程中影响减水剂的效果。大量资料表明，铝酸盐相对减水剂分子的吸附程度大于硅酸盐相。阴离子表面活性剂与硅酸盐相所带电荷相同，由于粒子间的相互排斥作用使得吸附力较小，所以硅酸盐相对减水剂的吸附量也小; 但是阴离子表面活性剂与铝酸盐相所带电荷相同，故铝酸盐对减水剂同性电荷相互吸引使得吸附力较大，吸附量较多。

3.石膏的形态和含量

在水泥中掺入石膏有两个目的，一是为了延缓水泥中C3A的早期水化减少对减水剂的吸附; 二是加速阿利特的水化。石膏只有在溶解后才能起到以上作用。不同种类的石膏溶解速率和溶解度不同，导致石膏在浆体中发挥作用的时间因石膏种类的不同而存在差异，必然会影响到水泥与减水剂的适应性。大量资料研究表明，石膏的三种形态中，二水石膏对减水剂的吸附量最小，无水石膏对减水剂的吸附量最大。无水石膏表面吸附大量的减水剂后在石膏颗粒的表面形成吸附膜层，阻止了硫酸根离子的溶出发挥石膏的缓凝作用。使得C3A在早期大量水化形成凝胶体相互搭接，进而导致水泥浆体或混凝土的流动度损失增大，严重时会导致混凝土的快凝。

4.水泥的细度及颗粒分配

减水剂主要是吸附在水泥颗粒和水泥的水化产物表面上，水泥表面积越大，水泥颗粒吸附减水剂的总量越大，另外比表面积较大的水泥由于水泥颗粒与游离水接触的面积较大而水化较快，在短时间内有大量的水化产物生成，也增大了对减水剂的吸附量，以上两方面的综合影响使得减水剂的饱和点变大。因此水泥越细越不利于水泥与减水剂的适应性。

水泥的颗粒级配不好，水泥净浆泌水率大的水泥与减水剂适应性较差。

5.水泥的陈放时间

水泥越新鲜，出磨水泥温度越高，减水剂的使用效果越不好，不仅减水率低，混凝土拌和物坍落度经时损失也会较大；陈放时间较长的水泥与减水剂的适应性较好。

6.混合材的种类

目前水泥中的混合材使用最广的是粉煤灰和矿渣。粉煤灰是经高温熔融的颗粒，球形居多，表面为玻璃体，内部有孔。由于粉煤灰的表面为玻璃体，其对减水剂的吸附量小于水泥颗粒对减水剂的吸附量；而且球形玻璃体的“滚珠效应”，在没有减水剂的情况下也能提高水泥浆体的流变性能。

——摘选于：吴志娟，硕士学位论文《熟料矿物组成对水泥与减水剂适应性的影响》

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