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影響混凝土中外加劑與水泥的適應性的因素解析

發布時間:2017/06/08

  混凝土是人類的重大發明,混凝土的泛起開始了人類建筑史的革命,混凝土外加劑的應用是混凝土出產的重大提高。混凝土集中攪拌站的泛起,使建筑材料混凝土的出產走向了產業化、節約化的道路。這也對混凝土的出產質量控制提出更多的要求,造成了近幾年混凝土質量整體進步的同時,因為部門混凝土預拌站質量控制技術水平的不高,給工程質量帶來隱患,甚至泛起了20 多年未遇的工程質量事故,造成重大經濟損失。
  1  外加劑與水泥產生不相適應題目的主要因素
  混凝土的機能不僅取決于組成材料的機能,更取決于材料之間的適應性及混凝土配合比。外加劑(減水劑) 與水泥的不相適應題目即外加劑對水泥工作機能改善不顯著、混凝土坍落度損失過大或混凝土過于快凝,甚至造成混凝土結構構件更易泛起的裂痕。
  外加劑作為混凝土的第5 組分,所占比重很小,但是對混凝土的機能卻是影響很大,能夠顯著進步混凝土的坍落度、調節凝聚時間,從而改善混凝土施工機能或節約本錢。水泥的水化反應需要不到水泥質量25 %的水,但水泥碰到水會形成絮凝聚構將水包裹在里面,為了使水泥水化更完全和進步混凝土施工機能需要加入更多的水,外加劑的加入能夠在水泥顆粒表面定向吸附,使水泥顆粒表面帶有同性電荷,因斥力作用而分離開來,從而開釋出水泥絮凝聚構包裹的水份,使更多的水介入水化反應、進步活動性[1 ] 。水泥顆粒對外加劑吸附性的大小及外加劑作用的損耗大小,反應了外加劑與水泥的適應性好壞。
  外加劑與水泥的不相適應性題目是讓所有商品混凝土廠家的擔心和頭痛的題目,而泛起題目后,終極總歸罪與外加劑,外加劑與水泥的不相適應性有外加劑本身的質量、化學成分的因素,主因卻常是水泥及摻合料等的因素有關,不管是普通減水劑、奈系高效減水劑仍是第3 代聚羧酸系高效減水劑都會泛起與水泥的不相適應性的情況,影響外加劑與水泥的適應性的因素良多,主要有:
  1. 1  外加劑自身的因素
  外加劑(減水劑) 的品種不同、結構官能團的不同、聚合度不同、復配組分不平等等因素的影響均會影響與水泥的適應性。不同廠家出產工藝、技術水平、質量治理水平不一樣,產品必定有差異[1 ] 。
  1. 2  水泥的礦物組成對外加劑的影響
  水泥的礦物組成對外加劑的影響很大,水泥的礦物組成主要有鋁酸三鈣(C3A) 、鐵鋁酸四鈣(C4AF) 、硅酸三鈣(C3 S) 、硅酸二鈣(C2 S) 等,不同礦物組成主要是由出產水泥的原材料和出產工藝決定的,水泥的礦物組成中對外加劑影響因素大小依次為C3A > C4AF > C3 S > C2 S。C3A 水化反應快,早期強度進步快,需水量大,C3A 含量過高(質量分數大于8 %) ,C3A 吸附外加劑量大,外加劑作用損失大。水泥廠家為了達到質量指標,往往進步C3A 含量節約本錢[2 ] 。
  1. 3  水泥熟料中添加調凝石膏品種的影響
  水泥的出產最后需要加入石膏調節凝聚時間,水泥廠家使用的調凝石膏對外加劑影響因素大小依次為硬石膏(產業無水石膏) > 半水石膏> 二水石膏,水泥廠家為了節約本錢往往使用產業無水石膏,這樣不影響水泥達到質量指標要求,對普通不摻加外加劑的混凝土沒有不良反應,但對現代摻加外加劑的混凝土,用硬石膏的水泥需水量大,吸附外加劑量大,外加劑損失量大。硬石膏對木鈣類影響更加明顯,甚至會泛起急凝(假凝) 現象[3 ] 。
  1. 4  水泥細度和顆粒級配的影響
  水泥廠家經常為了達到水泥新尺度要求,進步市場競爭力,加強研磨,進步水泥的細度從而進步強度。水泥過細,需水量大,同樣會吸附外加劑量更大,外加劑損失量大;同時過細的水泥在研磨時溫度更高,也會使更多的水合石膏分解成無水石膏,無水石膏含量進步,與外加劑的適應性也會變差。水泥的顆粒級配不好,水泥凈漿泌水率大的水泥與外加劑適應性較差[ 3 ] 。
  1. 5  水泥的堿含量
  堿含量過高(堿含量> 0. 8 %) 的水泥或堿含量過低(堿含量< 0. 5 %) 的水泥,也輕易與外加劑產生不適應。[ 2 ] 水泥中堿主要來源于所用原材料,特別是石灰和粘土。含堿量過高或過低的水泥,在某些品種外加劑加入時,會引起水泥中石膏溶解度變化,使水泥礦物成分C3A 水化速率加快,需水量增大,工作度損失也變快。這時加入可溶性Na2 SO4 ,能夠進步其與外加劑的適應性。粉煤灰、礦粉的摻入能夠與水泥的水化產物Ca (OH) 2 發生二次反應,降低混凝土的堿度,使外加劑與水泥的適應性有所改善[ 4 ] 。
  1. 6  新進水泥的影響
  新出廠的水泥與外加劑的適應性不如陳置的水泥。同樣的外加劑能使陳置的水泥泛起更高的活動度,由于剛出產出廠的水泥比較干燥,溫度高,與水化合反應更快,經14d 以上的吸濕降溫后,自由能降低,與外加劑的適應性進步,會泛起顯著的差異[5 ] 。
  1. 7  粉煤灰與外加劑的適應性
  粉煤灰過細,也會要多一些的外加劑分散粉煤灰顆粒;粉煤灰燒失量越大(即含碳量越大) ,需水量越大,對外加劑影響越大,碳粒粗大多孔,輕易吸水,吸附外加劑的能力強,使外加劑的摻量增加,特別是對引氣劑影響大[4 ] 。
  1. 8  氣溫、風力對外加劑的影響
  氣溫越高,風越大,砼坍落度損失越大。氣溫高,水泥水化反應快,外加劑的消耗加快,風越大,混凝土水份蒸發越快,加快了水泥顆粒之間的物理凝結,混凝土坍落度損失越大。夏季氣溫太高時,可以采取對骨料澆水降溫的辦法,減小坍落度損失。
  1. 9  骨料的影響
  骨料的含泥量、泥塊含量大,大量的粘土細粒會吸收更多的水份,消耗更多外加劑,使新拌混凝土和易性變差,輕易離析,坍落度損失大,還影響混凝土強度;混凝土配合比不當,砂率不公道,也會增加坍落度的損失。砂率偏小,混凝土也輕易離析、爬底,混凝土坍落度損失大;砂率偏大,過多的砂需要更多的水份潤濕,使混凝土坍落度變小,也影響混凝土強度;骨料的級配不良,特別的缺少中間粒級的骨料,也輕易造成混凝土離析、爬底,混凝土坍落度損失大,影響混凝土質量。
  2  解決外加劑與水泥的不相適應題目的對策
  解決外加劑與水泥的不相適應題目,重在預防,注重材料的選擇和進場材料的檢測。外加劑與水泥的適應性是個錯蹤復雜的題目,泛起外加劑與水泥的不相適應題目,混凝土廠家及時對策:根據情況,以實驗為基礎,分析查找原因,調整混凝土配合比,進步出廠坍落度,減少坍落度損失。常要調整粉煤灰用量,進步外加劑用量,進步外加劑在混凝土中的液相殘留,保持水灰比不變,進步水泥用量,這無疑進步了單方造價。或可采用二次添加法,即將出廠坍落度控制在80~100 ,到工地使用前用外加劑溶液強攪約2min 調整到140 ,這樣更加經濟有效。混凝土廠家水泥常因庫存量大,需要外加劑去適應水泥,即要外加劑廠家調整配方,根據混凝土廠家使用的水泥調整外加劑中減水劑、緩凝劑的品種和摻量,或增加保塑劑、氣泡不亂的引氣劑等。混凝土配合比的確定,還需要考慮到混凝土的凝聚時間,外加劑中有緩凝成份,較高的氣溫溘然驟降,混凝土中外加劑用的過多,沒有及時調整配方,造成混凝土長時間不凝聚,嚴峻影響混凝土強度,夏季施工也應避開高溫風大的中午時段,對原材料進行降溫處理。混凝土施工配合比中砂率的確定,還要根據砂細度的大小,粗骨料的孔隙率調整大小。
  3  水泥、外加劑、粉煤灰的選擇
  水泥的選擇:從外加劑與水泥產生不相適應題目的因素中,可以發現需水量大的水泥,更輕易泛起與外加劑不相適應題目。所以應選擇使用需水量小,強度又較高的水泥。對于配制高機能混凝土,選擇這樣流變性好,反應機能低的水泥更加重要。實驗選擇方法:以不同的廠家的外加劑檢測該種水泥的凈漿活動度或砂漿活動度,對多種外加劑均泛起了最大的活動度和最小的活動度損失的水泥,與外加劑適應性好,應選擇使用。
  外加劑的選擇:應用已知與外加劑適應性較好的水泥實驗,選擇其能使該水泥砂漿活動度較大的外加劑,并應試驗摻加該外加劑的混凝土工作機能。外加劑的選擇應留意選擇大的廠家,由于大的廠家自動化程度高,技術水平高,產品質量不亂、品種多,處理題目能力強。而小的廠家,人工操縱,產品不不亂,甚至有的廠家只是進半成品復配,進的原料質量都難以保證,供應的外加劑質量也是難以有不亂的質量。
  粉煤灰的選擇:粉煤灰的影響主要有含碳量的影響,含碳量大的粉煤灰需水量大,另外,粉煤灰越細,球型玻璃體含量越高,越能改善混凝土的機能,使需水量越小,粉煤灰的使用需要粉煤灰有減水效果。粉煤灰細度的選擇, 比表面積在450 m2 / d ~550 m2 / d 、0. 045 mm 篩余在12 %~5 %的粉煤灰與水泥顆粒能形成良好的級配組合,更好施展微集料的填充效應,對混凝土耐久性有利[6 ] 。粉煤灰的使用選擇燒失量< 5 %、需水量< 100 %的Ⅰ、Ⅱ粉煤灰較好。
  固然材料廠家供應水泥、粉煤灰都能達到合格的尺度,但混凝土廠家應對水泥、粉煤灰提出詳細的質量指標,并要求質量不亂。水泥廠家改變原材料來源、改變工藝,均會造成水泥品質的很大改變,所以應要求水泥廠家泛起這些情況應事先通知,假如出產出的水泥不能達到使用要求,則應要求水泥廠家恢復原有品質,或重新選擇水泥。
  混凝土外加劑與水泥的適應性題目,是個錯綜復雜的題目,但也是一個必需了解和基本把握的題目。預防和處理混凝土泛起外加劑與水泥的適應性題目,首先要從混凝土原材料入手。原材料的選擇不當,均會給施工帶來題目,增加用度,甚至造成工程事故,所以混凝土廠家應該以實驗為基礎慎重科學地選擇使用材料。
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