談山東地區(qū)混凝土外加劑與水泥的相容性

摘　要： 本文主要針對(duì)山東地區(qū)的水泥和混凝土外加劑的實(shí)際情況，分析二者的適應(yīng)性不好的表現(xiàn)及影響二者適應(yīng)性的因素，提出改善的措施。

 

關(guān)鍵詞：水泥； 　混凝土外加劑； 　適應(yīng)性； 　試驗(yàn)方法； 　控制措施

 

 

 

    山東省是水泥大省，水泥廠家多，有的廠家有幾個(gè)分廠和多個(gè)粉磨站，水泥質(zhì)量參差不齊。此外，山東地區(qū)混凝土外加劑廠家多，許多小廠根本沒有任何產(chǎn)品質(zhì)量保證措施，產(chǎn)品質(zhì)量存在許多問題，市場(chǎng)也比較混亂。因此，商品混凝土質(zhì)量問題時(shí)有發(fā)生，而水泥與外加劑的相容性問題則是影響商品混凝  土質(zhì)量的重要因素。

 

    我們對(duì)山東地區(qū)的濟(jì)南、青島、臨沂、濱州、棗莊、德州、聊城、濟(jì)寧、泰安、淄博等地的水泥與混凝土外加劑的相容性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，探討了影響外加劑與水泥適應(yīng)性的因素，并提出了解決這一問題的切實(shí)可行的有效措施。本文主要探討外加劑對(duì)水泥混凝土工作性能的影響來分析二者的相容性問題。

 

　　

    外加劑和水泥的相容性應(yīng)該是“雙向適應(yīng)”，而山東地區(qū)實(shí)際上還是單純強(qiáng)調(diào)外加劑對(duì)水泥的適應(yīng)性，即混凝土外加劑如何去適應(yīng)水泥。關(guān)于混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性有多種描述。

 

    《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119 - 2003附錄A 規(guī)定了混凝土外加劑對(duì)水泥的適應(yīng)性檢測(cè)方法。其主要內(nèi)容是：對(duì)某種水泥需選擇外加劑時(shí)，每種外加劑應(yīng)分別加入不同摻量；對(duì)某種外加劑選擇水泥時(shí)，每種水泥應(yīng)分別加入不同摻量的外加劑。對(duì)不同品種外加劑，不同摻量應(yīng)分別進(jìn)行試驗(yàn)。繪制摻量為橫坐標(biāo)，流動(dòng)度為縱坐標(biāo)的曲線。其中飽和點(diǎn)(外加劑摻量與水泥凈漿流動(dòng)度變化曲線的拐點(diǎn)) 外加劑摻量低、流動(dòng)度大，流動(dòng)度損失小的外加劑對(duì)水泥的適應(yīng)性好。

 

    ① 按照混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范，將經(jīng)檢驗(yàn)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的某種外加劑，摻入到按規(guī)定可以使用該種外加劑且符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的水泥中，外加劑在所配制的混凝土(或砂漿) 中若能產(chǎn)生應(yīng)有的作用效果，則稱該外加劑與水泥相適應(yīng)；若外加劑的作用效果明顯低于使用基準(zhǔn)水泥的檢驗(yàn)結(jié)果，或者摻入水泥中出現(xiàn)異常現(xiàn)象，則稱該外加劑與水泥適應(yīng)性不良或不適應(yīng)。

 

    ② 按照混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范，將經(jīng)檢驗(yàn)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的某種外加劑摻加到用按規(guī)定可以使用該品種外加劑的水泥所配制的混凝土(或砂漿) 中，若能夠產(chǎn)生應(yīng)有的效果，就認(rèn)為該水泥與這種外加劑是適應(yīng)的；相反，如果不能產(chǎn)生應(yīng)有的效果，則該水泥與這種外加劑不適應(yīng)。

 

    ③ 水泥與減水劑的適應(yīng)性影響到混凝土硬化前，硬化過程中和硬化后的性能。涉及電化學(xué)、表面化學(xué)、水泥化學(xué)和高分子化學(xué)諸方面相互影響，十分復(fù)雜。大體上可用3 項(xiàng)指標(biāo)衡量，即：初始流動(dòng)度，是否有明晰的飽和點(diǎn)和流動(dòng)度損失大小。國(guó)內(nèi)用水泥凈漿流動(dòng)度方法進(jìn)行檢測(cè)。

 

    ④ 作者認(rèn)為，應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用來考慮，以在外加劑和水泥系統(tǒng)中，摻入某種功能性外加劑能否達(dá)到預(yù)期的效果來表示外加劑與水泥是否適應(yīng)。GB50119 -2003 的方法有時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤判。最直觀地應(yīng)進(jìn)行混凝土試驗(yàn)，通過新拌混凝土的坍落度及坍落度損失、保水性、粘聚性等及硬化混凝土的強(qiáng)度和耐久性來綜合評(píng)定。快速測(cè)定方法建議采用《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》GB/ T8077 - 2000 測(cè)定膠砂的減水率或流動(dòng)度；或者水泥凈漿流動(dòng)度及損失來判定。

 

 

    外加劑與水泥的適應(yīng)性不好有以下表現(xiàn)：

     ① 混凝土的攪拌過程中出現(xiàn)異常凝結(jié)(速凝、假凝) ；

     ② 外加劑在推薦摻量條件下，混凝土拌合物初始流動(dòng)性很差，初始坍落度明顯達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；

 

     ③ 外加劑在推薦摻量，或者在適當(dāng)增大摻量情況下，雖然混凝土拌合物初始流動(dòng)性良好，初始坍落度能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但是坍落度經(jīng)時(shí)損失過快；

     ④ 外加劑在推薦摻量，或者在適當(dāng)增大摻量情況下，雖然混凝土拌合物初始流動(dòng)性良好，坍落度經(jīng)時(shí)損失也較小，但拌合物泌水嚴(yán)重，出現(xiàn)“扒底”現(xiàn)象；

 

     ⑤ 當(dāng)高效減水劑和水泥的適應(yīng)性好時(shí)，在飽和點(diǎn)以上再增加高效減水劑的摻量，可使混凝土坍落度在長(zhǎng)時(shí)間保持不損失；當(dāng)高效減水劑和水泥的適應(yīng)性不好時(shí)，在飽和點(diǎn)以上再增加高效減水劑的摻量，會(huì)導(dǎo)致混凝土泌水和離析。

 

4.1 水泥

 

    常用的混合材有：礦渣、粉煤灰、石灰石粉、沸石、煤矸石、煤渣、爐渣、火山灰、硅錳渣、磷礦渣、增鈣液態(tài)渣、硫酸鋁渣、赤泥、部分金屬尾礦等。沸石、硫酸鋁渣具有極大的內(nèi)比表面積，爐渣、煤矸石不僅含有碳，而且呈多孔結(jié)構(gòu)，吸附性強(qiáng)，都與外加劑的適應(yīng)性較差。

 

 

    常用的調(diào)凝劑：二水石膏、半水石膏、硬石膏、工業(yè)廢石膏(氟石膏、磷石膏等) 、檸檬酸渣、電石渣，工業(yè)廢石膏大都顯微酸性。氟石膏的溶解度要大于天然硬石膏。調(diào)凝劑的溶解度影響水泥的水化速度，不同的調(diào)凝劑影響水泥與外加劑的相容性。

 

 

    具有對(duì)水泥助磨、增強(qiáng)、活性激發(fā)、調(diào)凝、安定、染色、改善水泥性能等多種功能。一般是一些含有極性基團(tuán)如：羥基、胺基、羧基、羰基、及混合基等具有強(qiáng)的吸附和分散能力的表面活性劑。常用的有：油酸、硬脂酸、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、乙二醇胺、木鈣、多聚磷酸鹽等，對(duì)水泥與外加劑的相容性有不同程度的影響。

 

 

    由表1 可見，山東地區(qū)的水泥的特點(diǎn)：

    ① 堿含量在014 %～018 %內(nèi)，不會(huì)影響外加劑與水泥的適應(yīng)性；

    ② Al₂O₃ 的量差別大，Al₂O₃/ SO₃ 為1.7～4.7 ，對(duì)水泥的性能影響很大。

    C₃A 的結(jié)構(gòu)特征：結(jié)構(gòu)中鈣離子和鋁離子都具有較大的活性；結(jié)構(gòu)中具有較大的空穴，OH^- 離子容易進(jìn)入晶格內(nèi)部。C₃A 與水接觸后立即溶解，并且很快在過飽和溶液中形成六方板狀水化物，接著轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮榉€(wěn)定的C₃AH₆ 。