1 水(shui)泥(ni)特性對減水(shui)劑塑化效(xiao)果的影(ying)響
水(shui)泥品種不同(tong),則減水(shui)劑的(de)塑化(hua)效果(guo)也(ye)不同(tong)。水(shui)泥熟料的(de)礦物成分、化(hua)學組成及石膏(作為調(diao)凝劑(ji))形態(tai)等都會(hui)影響減(jian)水(shui)(shui)(shui)劑的(de)(de)塑化效(xiao)果。另外,水(shui)(shui)(shui)泥(ni)的(de)(de)細度(du)、水(shui)(shui)(shui)泥(ni)中(zhong)混合材的(de)(de)種類和(he)摻(chan)量、水(shui)(shui)(shui)泥(ni)的(de)(de)新鮮程度(du)、水(shui)(shui)(shui)泥(ni)的(de)(de)含(han)水(shui)(shui)(shui)率和(he)溫度(du)等也會(hui)對減(jian)水(shui)(shui)(shui)劑的(de)(de)塑化效(xiao)果產生影響。
1.1水泥的礦(kuang)物成分
礦(kuang)物(wu)組成中以C3A、C2S兩組(zu)份的影響最大。C3A含(han)量高(gao)的(de)水(shui)泥(ni)減水(shui)增(zeng)強效果差,這是由于C3A對減水劑的吸(xi)附量遠高于其他(ta)礦物成分之故(比(bi)C3S大幾倍),而礦渣混合材對(dui)減水(shui)劑(ji)的吸附量最小(xiao)。減水(shui)劑(ji)摻入(ru)到水(shui)泥漿體系(xi)后(hou),由于C3A水化(hua)速度最快,吸(xi)附(fu)量又大,因此首先(xian)吸(xi)附(fu)了(le)大量減水劑(ji)。C3A含量高的水(shui)泥與C3A含量(liang)低的相(xiang)(xiang)比,在相(xiang)(xiang)同減水劑、相(xiang)(xiang)同摻量(liang)條件下,吸(xi)附減水劑的量(liang)就多,必然影響到水泥漿體系中其他礦物(C3S、C2S、C4AF等)所需分散劑的數量,因(yin)而,顯示出混(hun)凝(ning)土的流動(dong)性差。為此(ci),對于C3A含量(liang)(liang)高的(de)水泥若適當增加減水劑的(de)摻(chan)量(liang)(liang),就有可能(neng)使流動性得到較大的(de)改(gai)善。
1.2石膏的(de)形態和摻量
在(zai)粉磨(mo)水泥熟(shu)料時,一般都(dou)摻加一定量的石膏共同磨(mo)細(xi),在(zai)此,石膏是(shi)用作水泥的調凝劑。由于在(zai)粉磨(mo)過程中,磨(mo)機內的溫(wen)度會升高,從而(er)使一部分二水石膏脫去部分結晶(jing)水轉變(bian)為(wei)半水石膏,或脫去全部結晶(jing)水轉變(bian)為(wei)無水石膏(硬(ying)石膏)。另外,有(you)些水泥廠為節省生(sheng)產(chan)(chan)成本,往(wang)往(wang)采用(yong)硬石膏(gao)或工業副(fu)產(chan)(chan)品石膏(gao)(也(ye)是無水石(shi)膏(gao))替(ti)代二水石膏作水泥調凝劑。盡管(guan)如此,所生產的水泥(ni)若按有關水泥(ni)標準進行產品檢驗時(shi),一(yi)般區別還不大,但是,當(dang)摻加減水劑后,有時(shi)卻可能產生大相(xiang)徑庭的(de)塑化效果,其中最(zui)突出(chu)的(de)是以無(wu)水(shui)石(shi)膏作為調凝(ning)劑(ji)的(de)水(shui)泥(ni)碰到(dao)木鈣、糖鈣減(jian)水(shui)劑(ji)時(shi),將(jiang)會(hui)出現嚴重的不相(xiang)適(shi)應狀況——不僅得不到預期的減水(shui)效果,而且往往會(hui)引起(qi)流動(dong)性損(sun)失(shi)過快或發生(sheng)異常(chang)凝(ning)結。
為(wei)什么調凝(ning)劑二水(shui)(shui)(shui)石(shi)(shi)(shi)膏(gao)部分(fen)轉化為(wei)無水(shui)(shui)(shui)石(shi)(shi)(shi)膏(gao)或以(yi)無水(shui)(shui)(shui)石(shi)(shi)(shi)膏(gao)作為(wei)調凝(ning)劑時(shi),水(shui)(shui)(shui)泥碰到木鈣(gai)、糖(tang)鈣(gai)減水(shui)(shui)(shui)劑就會產生前述(shu)異常現象(xiang)呢? 這是(shi)因(yin)為,石膏結(jie)晶形態不同,其對(dui)木鈣或糖鈣減(jian)水(shui)劑的吸附能力(li)也(ye)不相同,順序(xu)為:CaSO4 > CaSO4·12H2O > CaSO4·2H2O。當(dang)在以無(wu)(wu)水(shui)石(shi)膏(gao)為調凝劑(ji)的(de)水(shui)泥中(zhong)摻加木鈣或(huo)糖鈣減(jian)水(shui)劑(ji),再與水(shui)一起(qi)拌和時,無(wu)(wu)水(shui)石(shi)膏(gao)表(biao)面立(li)即(ji)吸附大量的(de)木鈣或(huo)糖鈣分子,形成(cheng)減(jian)水(shui)劑(ji)吸附膜(mo)層(ceng),該(gai)膜(mo)層(ceng)將無(wu)(wu)水(shui)石(shi)膏(gao)嚴密地包圍起(qi)來,使之無(wu)(wu)法溶出為水(shui)泥漿體(ti)(ti)系(xi)所需的(de)SO42-離子,也就(jiu)無法快速地(di)在C3A表面上形成大量的Aft,因(yin)而造成C3A大(da)量水化,出現相(xiang)當數(shu)量的相(xiang)互(hu)連(lian)接的水化鋁(lv)酸鈣結晶體。這一(yi)結果輕者導致(zhi)混凝(ning)土坍落度損失過快(kuai),重者導致(zhi)混凝(ning)土異常快(kuai)凝(ning)。
隨著水泥中石(shi)膏(gao)含量(liang)的增加,減水劑(ji)的飽和點(dian)不(bu)斷降低,飽和點(dian)時(shi)凈漿流(liu)動(dong)度不(bu)斷下降。其(qi)機理是石(shi)膏(gao)與(yu)C3A作用生(sheng)成鈣礬石(shi)覆蓋于C3A顆粒表面,阻止C3A進一步水化,故(gu)硫酸(suan)鹽(yan)能(neng)夠改善減(jian)水劑與水泥(ni)的相容性。但硫酸(suan)鹽(yan)含量高(gao)對(dui)混凝土會產生不利影響,不能(neng)為(wei)了改善相容性大量添加硫酸(suan)鹽(yan)。
1.3水泥(ni)的堿含量
水(shui)泥的堿含量主要(yao)指(zhi)水(shui)泥中Na2O和K2O的(de)含(han)量(liang)。堿(jian)含(han)量(liang)對水(shui)(shui)泥與減水(shui)(shui)劑(ji)的(de)適應性會產生很大(da)(da)的(de)影(ying)響。隨著水(shui)(shui)泥堿(jian)含(han)量(liang)的(de)增大(da)(da),減水(shui)(shui)劑(ji)的(de)塑化效果(guo)變差(cha)。水(shui)(shui)泥堿(jian)含(han)量(liang)的(de)提高還(huan)將導致混凝(ning)土凝(ning)結時間的(de)縮短和(he)坍落度損(sun)失的(de)增大(da)(da)。
1.4水泥中的混合材
目前我國80 %以上(shang)的水(shui)泥(ni)(ni)都摻(chan)(chan)加(jia)(jia)一定量(liang)的混(hun)合材(cai),如(ru)火(huo)山灰、粉(fen)煤灰、礦渣(zha)粉(fen)和(he)煤矸石等。由于(yu)混(hun)合材(cai)的品種、性質和(he)摻(chan)(chan)量(liang)等不同,因此(ci),減(jian)水(shui)劑的作(zuo)用效果(guo)(guo)也不相同。試驗表明(ming),減(jian)水(shui)劑對摻(chan)(chan)加(jia)(jia)粉(fen)煤灰和(he)礦渣(zha)的水(shui)泥(ni)(ni)的塑化效果(guo)(guo)優于(yu)純硅酸(suan)鹽(yan)水(shui)泥(ni)(ni);減(jian)水(shui)劑對摻(chan)(chan)加(jia)(jia)火(huo)山灰或煤矸石的水(shui)泥(ni)(ni)的塑化效果(guo)(guo)較差。因此(ci),對于(yu)后兩種水(shui)泥(ni)(ni),若要達到較好的減(jian)水(shui)效果(guo)(guo),需(xu)增大減(jian)水(shui)劑的摻(chan)(chan)量(liang)。
1.5水泥的細度
水(shui)(shui)泥(ni)顆粒對(dui)(dui)減水(shui)(shui)劑(ji)分子具有比較(jiao)強的(de)(de)吸附性,在摻加減水(shui)(shui)劑(ji)的(de)(de)水(shui)(shui)泥(ni)漿體中,水(shui)(shui)泥(ni)顆粒越細,意(yi)味著(zhu)其比表面(mian)積越大(da),即(ji)對(dui)(dui)減水(shui)(shui)劑(ji)分子的(de)(de)吸附量(liang)也越大(da)。所以,減水(shui)(shui)劑(ji)在相同摻量(liang)情況下,對(dui)(dui)于(yu)細度較(jiao)大(da)的(de)(de)水(shui)(shui)泥(ni),其塑(su)化效果要差一些。現(xian)在一些水(shui)(shui)泥(ni)生(sheng)產廠(chang)家為追求水(shui)(shui)泥(ni)的(de)(de)早(zao)期強度,往(wang)往(wang)一味提(ti)高水(shui)(shui)泥(ni)的(de)(de)粉磨細度,對(dui)(dui)于(yu)這類水(shui)(shui)泥(ni),為了達到較(jiao)好的(de)(de)塑(su)化效果,必然要增加減水(shui)(shui)劑(ji)的(de)(de)摻量(liang)。
1.6水(shui)泥的(de)新(xin)鮮程度和溫(wen)度
水(shui)泥越新鮮,減(jian)水(shui)劑(ji)對(dui)其的(de)(de)(de)塑化作用(yong)相應要越差一些(xie),這是因為(wei)新鮮水(shui)泥的(de)(de)(de)正電(dian)性(xing)較強,對(dui)減(jian)水(shui)劑(ji)的(de)(de)(de)吸附能力(li)較大(da)的(de)(de)(de)緣故。
水泥(ni)的溫度(du)越(yue)高,減水劑對其的塑(su)化(hua)作用也越(yue)差,混(hun)凝(ning)土坍落(luo)度(du)損失(shi)也越(yue)快。 因此,當某些商(shang)品(pin)混凝(ning)土生產廠用剛出磨的(de)還未來(lai)得及(ji)散(san)失(shi)熱量(liang)的(de)水(shui)(shui)泥來(lai)配制(zhi)混凝(ning)土時(shi),往往是減水(shui)(shui)率低,坍落度損失(shi)過(guo)快,有的(de)甚(shen)至(zhi)在攪(jiao)拌(ban)機內就(jiu)出現異(yi)常凝(ning)結等現象,應引起重(zhong)視并加以(yi)避(bi)免。
2 減(jian)水劑自身(shen)特性對塑化作用的影響
就(jiu)萘系(xi)高效(xiao)減水(shui)劑(ji)自身的(de)特性(xing)來講,影響其對(dui)水(shui)泥塑(su)化作用的(de)因素(su)有磺化度(du)、相(xiang)對(dui)分(fen)子質量(liang)分(fen)布以及聚(ju)合度(du)、聚(ju)合性(xing)質(直鏈、支(zhi)鏈)等,另外(wai),減(jian)水劑的狀態(粉狀或液態)也影(ying)響其(qi)塑化效果,具(ju)體(ti)(ti)情況如下:
(1) 萘系減(jian)(jian)水劑(ji)在合成(cheng)時的(de)磺(huang)(huang)化越完(wan)全,則轉變為(wei)帶有磺(huang)(huang)酸(suan)(suan)基磺(huang)(huang)化物的(de)萘環越多,該(gai)減(jian)(jian)水劑(ji)的(de)塑化效果也越好;水解反應也同樣重(zhong)要,因為(wei)通過水解反應可以除(chu)去萘環上(shang)的(de)α位磺(huang)(huang)酸(suan)(suan)基,有利于縮聚反(fan)應。
(2) 萘系(xi)減水劑(ji)的聚合度(du)對其塑化效果的影響非(fei)常顯著,一般存在1個最佳聚合度值。
(3) 萘系減水劑(ji)生(sheng)產過程中(zhong)(zhong)起中(zhong)(zhong)和作用的反離子的性質(zhi)也影(ying)響(xiang)減水劑(ji)的塑化效(xiao)果。
(4) 萘系減(jian)水劑(ji)的(de)狀態也影響其對水泥的(de)塑(su)化(hua)作(zuo)用。試驗表明(ming),粉狀減(jian)水劑(ji)的(de)塑(su)化(hua)效果(guo)比液(ye)態減(jian)水劑(ji)的(de)小5 %左(zuo)右。產生(sheng)這種現象的原因是粉狀減(jian)水劑的分子(zi)呈(cheng)纏繞狀結(jie)構(gou),當減(jian)水劑溶解在水中(zhong)1 d以上時,其分子呈直鎖狀結構,而呈直鎖狀結構的減水(shui)劑吸附在(zai)水(shui)泥顆粒表(biao)面(mian)后(hou),起到的塑化效果(guo)就強一些。
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