聚羧酸外加剂字递减水泥中应用.doc

聚羧酸外加剂在低碱水泥中应用 摘要：随着科学技术的发展，在工程中聚羧酸外加剂已经得到广泛的应用，一般的萘系外加剂满足不了施工要求。聚羧酸有其优点：掺量小、减水率高，坍落度保持久和无毒不污染的特点。聚羧酸高效减水剂已经代替萘系和三聚氰胺，成为配置中、高标号混凝土的主导材料。但由于聚羧酸外加剂敏感性强和适应性差，与低碱水泥的兼容性造成了在混凝土的施工中出现了坍落度损失快、假凝、浆体发抛等现象。聚羧酸系减水剂作为继萘系、密胺系、脂肪族系和氨基磺酸盐系减水剂之后研制生产成功的新型高效减水剂，以其在掺 量较低时(固体掺量0.15%-0.25%)就能产生理想的减水和增强效果、对混凝土凝结时间影响较小、坍落度保持性较好、与水泥和掺合料适应性相对较 好、对混凝土干缩性影响较小(指通常不过分增加干缩)、生产过程中不使用甲醛和不排出废液、SO42-和Cl-含量低等突出特点，从一开始就受到研究者和 部分应用者的推崇。目前，我国制定的聚羧酸系高性能减水剂JG/T 223-2007标准已于2007年12月1日起开始实施，而我国铁道部科学技术司早在2006年9月印发的客运专线高性能混凝土用外加剂产品检验细 则，主要就是为强制使用聚羧酸系减水剂实施的一次重要举措。已经修定完成的混凝土外加剂GB8076标准中，也对两种类型的聚羧酸系高性能减水剂的 性能指标和试验方法做出了明确规定。低碱水泥在现在的工程中已经普遍的被应用。因为我们要求的结构物使用年限越来越长，而碱集料反应会使耐久性降低，所以使用低碱水泥会使耐久性提高。关键词：聚羧酸外加剂、低碱水泥、适应性所谓外加剂的适应性是指在外加剂在相同的条件下，因水泥的成分，以及现场的施工的现场环境的影响（如风、太阳的直射），都会使外加剂的适应性造成影响。在南京长江第四大桥工程中的试验，证明其适应性相对较差造成新拌混凝土性能出现变化，这一特点与萘系减水剂具有较强适应性和稳定性的特点截然不同。混凝土的耐久性尤为重要，在许多的大型工程中，要保持百年的使用，然而碱集料对混凝土耐久性影响很大。聚羧酸高效减水剂适用于高性能混凝土、高强度混凝土、流态混凝土、自密实混凝土、大掺合料混凝土和各种灌浆自流平砂浆材料。聚羧酸高效减水剂用于大掺合料混凝土中，可改善工作性能、降低水化放热速度、避免温度应力裂缝产生、提高断裂韧性和耐久性等。 特点: 1、早强高强：早期强度和28天强度都有明显提高，特别适用于高掺量粉煤灰混凝土； 2、低坍落度损失：符合泵送剂标准，坍落度损失明显减少； 3、高耐久性：本品能有效降低混凝土水胶比，提高耐久性能，降低收缩和徐变变形； 4、高减水率：当坍落度为80mm左右时，减水率可为25%以上；当坍落度为180mm左右时，减水率可为30%以上； 技术数据： 外观：浅棕色液体 固含量（%）：20%和40% 特性：无毒、无味、不燃 pH值（20），20%溶液：68。 硫酸根离子含量（%）：2.6 氯离子含量(%):0.01 建议掺加量：以固含量计。 在使用聚羧酸外加剂配制的混凝土拌合物性能对用水量也及其敏感。在我们实际试验时，会出现露石，起堆，严重泌水离析扒底现象。有时用水量只增加（1-3）kg/m3，混凝土拌合物便严重泌水，采用这种拌合物无法保证浇注的均匀性，而易导致结构物表面出现麻面、起砂、孔洞等难以接受的缺陷，结构体强度和耐久性也下降。配制的凝土拌合物的性能对用水量十分敏感。反映混凝土拌合物性能的指标通常有流动性、粘聚性和保水性。使用聚羧酸系减水剂配制的混凝土并不总是完全满足使用要求，经常会出现这样那样的问题。所以目前在实际试验时我们通常还用严重露石起堆、严重泌水离析起堆扒底等术语来形象地描述混凝土拌合物性能。在我们实际的应用中，外加剂的掺量也严重影响混凝土的性能。过掺，会使混凝土的容重降低，导致混凝土的强度偏低，使混凝土的表面泛黄、泌浆、扒底，而且也容易板结。低掺，使其在拌合时粘性增大，其损失太快，有时会出现混凝土散状现象，都不利于现场施工。也影响结构物的外观。减水效果对混凝土原材料和配合比的依赖性大。减水率是一个十分严格的定义，仅是指按照混凝土外加剂GB8076-1997标准，采用基准水泥、一定的配合比，一定的搅拌工艺、控制混凝土坍落度为(8+1)cm时测得的数据。但人们总是在很多不同场合借用这个词语来表征产品的减水效果，以致于经常产生误会。聚羧酸系减水剂被证实在较低掺量情况下就具有较好的减水效果，其减水率比其它品种减水剂大得多。但必须注意的是，与其它减水剂相比，聚羧酸系减水剂的减水效果受试验条件的影响更大。首先，聚羧酸系减水剂的减水效果与混凝土中水泥用量的影响很大。曾经采用相同的掺量对同一种减水剂进行试验，当基准混凝土水泥用量分别为 330kg/m3、350kg/m3、380kg/m3和420kg/m3时，测得的“减水率”分别为18%、22%、28%和35%。有些单位送检时指 定采用混凝土泵送剂JC473-2001标准规定的混凝土配合比对聚羧酸系减水剂进行试验，并测定减水率，其结果当然比采用混凝土外加剂 GB8076-1997标准理想。混凝土中集料的颗粒级配以及砂率，对聚羧酸系减水剂的塑化效果影响也非常大。与萘系等其它高效减水剂相比，聚羧酸系减水剂的塑化效果受细集料含泥量影响很大。因此，在南京长江第四大桥的工程中，避免含泥量的影响，故采用GB/T14684-2001和GB/T14685-2001类标准。另外，聚羧酸系减水剂和其它减水剂一样，“减水率”还取决于搅拌工艺，如果采用手工拌合，测得的“减水率”往往比机械搅拌低2-4个百分点。而在本工程中，我们全部采用机械搅拌，所以对聚羧酸减水剂的要求更高。如果混凝土中掺加掺合料，减水率当然也取决于掺合料的品种和掺量。对于大掺量掺合料混凝土，聚羧酸系减水剂的减水效果更加优于萘系减水剂。在南京长江第四大桥节段箱梁预制施工中，水泥用的P型硅酸盐低碱水泥，在生产混凝土的过程中，因为两者的适应性不好，出现了很多问题。具体如下：1、 混凝土在运输过程中坍落度损失快，无法卸料；2、 所浇注的混凝土拆模后表面质量欠佳；3、 对环境异常的敏感（风、阳光直射）；4、 以及水泥只要稍作成分的改动，也会影响聚羧酸外加剂的适应性；5、 混凝土有时也会出现假凝现象（出机后5分钟到十分钟失去流动性，发硬）；假凝是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。假凝与快凝不同，前者放热量甚微，且经剧烈搅拌后浆体可恢复塑性，并达到正常凝结，对强度无不利影响。 假凝现象与很多因素有关，一般认为主要是由于水泥粉磨时磨内温度较高，使二水石膏脱水成半水石膏的缘故。当水泥拌水后，半水石膏迅速水化为二水石膏，形成针状结晶网状结构，从而引起浆体固化。另外，某些含碱较高的水泥，硫酸钾与二水石膏生成钾石膏迅速长大，也会造成假凝。 就如此工地使用P型硅酸盐水泥，加水拌和后，水泥浆体在短时间内迅速凝结。后经剧烈搅拌，水泥浆体又恢复塑性，随后过三小时才凝结, 这就是假凝。水泥是一个地域性很强的产品，由于不同地域生产水泥熟料的原材料矿物质组分存在不同程度的差异，而这些矿物质组分中某些组分（C3A、C4AF、C3S、C2S等）微小的变化都可能引起混凝土性能的巨大变化，同时调凝剂石膏结晶形态的不同（吸附能力CaSO4）CaSO4.1/2H2OCaSO4.2H2O）、助磨剂的掺入、细度不断升级、使用前水泥余热较高等都可能影响到外加剂的适应性，都可能引起混凝土坍落度的保留值、流动度、扩散度和粘聚性等发生巨大变化，显然要求聚羧酸外加剂需克服不仅由水泥所造成的如此多的不利因素是不现实的，要确立“外加剂的适应性是一个相互适应过程”的观念，大力开展水泥与聚羧酸外加剂的适应性研究。碱含量就是水泥中碱物质的含量，用Na2O合计当量表达。即碱量=Na2O+0.658K2O。碱含量主要从水泥生产原材料带入。尤其是粘土中带入。 碱含量高有可能产生碱-骨料反应。混凝土碱骨料反应是指来自水泥、外加剂、环境中的碱在水化过程中析出NaOH和KOH与骨料(指砂、石)中活性SiO2相互作用，形成碱的硅酸盐凝胶体，致使混凝土发生体积膨胀呈蛛网状龟裂，导致工程结构破坏。在混凝土混合物中，碱含量主要从水泥中带来。因此，我们要提高结构物的耐久性，必须降低水泥中的碱含量，采用低碱水泥，并在设计配合比时，用矿渣粉代替一部分水泥，使其降低碱含量。选择聚羧酸外加剂，经检验其中