解决商品混凝土坍落度经时损失的措施分析.doc

丝查主塑堡丝圭丛垫型堡垒些皇!堕垡!堕一解决商品混凝土坍落度经时损失的措施分析 仲以林尤启俊黎韬余方柏 (佛山市瑞安建材科技有限公司佛山528000)摘要，商品混凝土坍落度经时损失的影响因素较多，水泥成分、水泥细度、外加剂分子结构、掺台料、施工条件等数 十种因素都会影响坍落度损失，根据不周影响园素采用适当措施可以有效控制混凝土坍落度经时损失a 关键词；坍落度；损失；水泥；外加剂商品混凝土施工中坍落度经时损失是困扰施工技术人员及外加剂生产企业的一项难题。长期以 来，国内外有关科技人员对坍落度经时损失的机理、解决办法多有深入研究。日本著名混凝土外加剂 专家服部健一教授20世纪70年代指出：水泥颗粒的物理凝聚是造成混凝土坍落度损失的主要因素。” 并最早提出：“采用外加剂后掺法，采用缓凝剂，选用C3A含量低的水泥，使用造粒或反应性高分子 减水剂及增大减水剂掺量等解决坍落度损失的办法。”由于施工条件、材料来源、施工成本等种种复 杂因素，上述许多措施在施工中实际很难采用。目前我国商品混凝土用外加剂多采用减水剂与糖蜜、糖钙、蔗糖、磷酸盐、柠檬酸等缓凝剂复合使用的办法，采用正常水泥时有一定技术效果。改革开放以来，我国的经济建设迅猛发展，基础建设、 市政建设量逐年大幅提高，我国的水泥产量屡创新高。在这一背景下，很多工程提出早强要求以期缩 短工期，以致在很多地区找不到不带“尾巴”(R即早强型)的水泥!特别是我国水泥新标准执行以后， 很多水泥企业为了达到标准，而采取提高粉磨细度和c3A含量的方法，这又带来一系列相关的问题， 单单采用缓凝剂与减水剂复合的方法己不能适应。影响混凝土坍落度经时损失的因素十分复杂，而我国水泥生产企业上万家，生产原料、工艺又有 诸多差别，实际应用证明，目前还没有一种能够在各种影响因素下都能适应的外加剂，甚至最新研制 的聚羧酸系产品也一样。只有根据不同影响因素，采用不同措施才是解决坍落度损失的根本办法。 I影响商品混凝土坍落度损失的主要因素有关研究分析认为，造成商品混凝土坍落度损失原因主要是：提高了混凝土的粘性水泥颗粒凝聚包裹大量游离水水泥水造成剩余减水剂浓度不足混凝土含气量损失，“滚珠”效应降低水分蒸发，游离水减少 而造成上述原因所致的商品混凝土坍落度损失的影响因素，在工程实际上非常复杂大致有： (1)水泥及其与外加剂的相容问题；(2)混凝土材料：如粉煤灰、砂石等：(3)施工环境等。具体为：11水泥因素(1) 比表面积(细度)及颗粒形状；304纪念中国混凝土外加剂协会成立20周年论文集 (2) 石膏用量、形态、研磨温度、溶解性：(3)高碱、低碱、缺硫；(4) C3A含量；(5) 混台材：品种、对外加剂吸附量、碳含量。12混凝土材料因素 (1)粉煤灰的细度、碳含量等； (2)细集料(砂)的细度、集料含泥量等； O)石子的粉尘含量等。13外加剂因素 (1)减水剂：品种、分子结构、聚合度、分子量及分布、Na2SOt含量等： (2)缓凝剂：品种、用量： (3)引气剂：品种、用量、气泡形状及稳定性等； (4)保塑剂：品种、性能、用量。14施工及环境因素温度、湿度、风力，搅拌、运输方式、混凝土施工配合比及外加剂掺入时间都会对混凝土坍落度产生一定影响。2解决坍落度损失的措施分析21低浓和中浓(高浓)减水剂的选用 萘系(萘磺酸盐甲醛缩合物)等磺化煤焦油系高效减水剂是目前我国应用的主流高效减水剂产品，由于主要使用浓硫酸作为磺化剂，最后产品中含有一定量的Na2S04成份正常为20左右，一般将 Na2S0415的称为低浓产品。、将Na2S045的称为高浓产品，在中和时通过将大部分Na2S04变成 CaS04沉淀除去，Na2S04含量在5-15之间的称为中浓产品。制成中，高浓产品的主要原因是防止 冬季NazS04结晶问题。商品混凝土施工中，许多工程技术人员以为掺用Na2S04含量较高的减水剂会加快混凝土坍落度损 失，这是很不全面的。施工实践证明。应用高碱水泥、缺硫水泥或水灰比较低高强混凝土施工中采用 低NazS04减水剂不但应用成本增加，而且会加快混凝土坍落度经时损失，其机理为：q)低浓高效减水剂一般Na2S04台量达15,-25，高碱水泥中一旦接触水，在碱激发下颗粒表 面C3A快速溶出，而此时液相中已溶解有大量S03，这样与C3A反应形成AFt，阻止因形成水化铝酸 钙而导致水泥浆体的絮凝；而采用Na2S04含量较低的减水剂，因为液相中缺乏足够的S03扩散到C3A 表面，会导致水泥浆流动性不良。(2)低碱缺硫水泥由于抑制C3A水化的S03不足，C3A迅速水化加快了混凝土坍落度损失，而低 浓高效减水剂存在大量Na2S04并能迅速溶于水泥浆中，有效补充了S03不足并抑制C3A的水化速度。 试验证明，此类水泥不补充S03，即使增加数倍缓凝剂也不能减小坍落度损失。(3)低水灰比混凝土用水量较少，水泥中石膏不会全溶于水中，水泥中CrA因缺硫而水化加速， 坍落度损失加快。而低浓高效减水剂中s03极易溶解，补充了水泥中的s03不足，延缓了C3A水化。22缓凝剂品种的选择 不同缓凝剂抑制水泥水化机理不同，对水泥不同化学成分的作用也不一样。磷酸盐、糖类缓凝剂能有效延缓C3s水化，对c3A水化的影响不明显。而羟基羧酸盐类缓凝剂却能有效抑制C3A水化， 特别是葡萄糖酸钠，用于C3A含量高的水泥，不但缓缓效果好，更有利于混凝土和易性的改善它的-305纪念中国混掇土外加剂协会成立20周年论文集减水作用甚至与高效减水剂相同乃至更高。施工中应根据水泥成分的不同选择适用缓凝剂。2,3应用引气剂减少水泥粒子二次吸附 掺入减水剂的水泥浆中水泥颗粒能迅速有效分散游离水大量释放，混凝土坍落度增大。但许多水泥粒子经一段时间后又会因水化产生凝胶而重新互相吸附，并包裹大量游离水，使混凝土坍落度减 小，这是混凝土坍落度损失的主要原因。优质细小的气泡能有效地将水泥粒子隔离防止二次吸附， 对防止混凝土坍落度损失十分有利。此外，含气量损失(气泡的消失)也是混凝土坍落度损失的一个 因素，因此选择优质(气泡细小、均匀、稳定好)引气剂，也是一个关键的因素。24采用低聚合度减水剂 我国应用最广的萘系高效减水剂是在原分散剂N基础上经工艺改进提高聚合度而研发的。在使用中发现，增大减水剂用量也可有效抑制混凝土坍落度损失，机理为：减水剂用量增大，水泥浆中减水 剂富余量增加，在一定时间内能保持水泥粒子的分散状态。但过量加入减水剂后混凝土极易泌水。甚 至会产生分层离析，这会影响混凝土质量。但采用低聚合度的分散剂N却不会使混凝土因增大用量产 生泌水离析，可以说采用低聚合度分散剂并适当增加掺用量对减少坍落度损失是十分有利的。25对木钙、糖钙不适应的水泥 用硬石膏作调凝莉的水泥对木钙、糖钙等影响石膏溶解度的外加莉不适应旱已被人们所认识但在实际生产中有一个问题却常常被忽视并引致了质量事故的发生，即由于水泥粉磨过程中局部超高温 造成二水石膏脱水变成半水石膏和无水石膏，而变得对木质素类或糖类不适应。这两种情况造成某些 搅拌站极端地规定“在外加剂中不得使用木钙和糖钙”!在研究中我们发现在混凝土中适当增加可溶性S03(这在粉剂使用中是可行的)就不会发生上 述现象，坍落度损失也较小。此外，木钙进行适当改性，如氧化而生成COOH基团也可减少混凝土 坍落度损失。26关于碱含量的影响 目前多项研究表明，水泥的碱含量对外加剂的适应性产生明显的影响，并产生了这样一个新概念“最佳碱含量”。研究证明，碱含量过高或过低都造成外加剂的不适应。由于对耐久性要求的提高， 因碱一骨料反应造成的破坏越来越受到重视，因而低碱(含量)水泥成为目前及今后的趋势。对于高碱或低碱水泥来说，高lqa2S04含量的低浓减水剂的适应性优于高浓产品。此外，几乎各种调凝剂的缓凝效果都大打折扣，在实际应用中须提高用量。对引气剂也有上述类似的影响。27采用聚羧酸盐、氨基磺酸盐高效减水剂 氢基磺酸盐类高效减水剂主要通过静电斥力和空间位阻使水泥粒子有效分散，混凝土流动增大，氨基磺酸盐类减水剂含有多个羟基、磺酸基、氨基等活性基因，吸附远远低于萘系高效减水剂，且吸 附速度较慢，能使混凝土在一定时期内保持较好的和易性，该产品的缺陷是保水性较差，最好与引气 剂或保水剂合用。聚羧酸盐类减水剂分子中长链以酯基的形式与结构连接，在碱性下发生分解反应，缓慢释放羧基， 慢慢辛卜充作用于水泥粒子闻的静电斥力，使混凝坍落度在一定对间内得到有效控制，因此采用聚羧 酸盐类减水剂不但混凝土和易性好，且能有效减小混凝土坍落度损失。由于该产品成本较高，目前 国内外多采用将该产品普通关减水剂复合使用的办法以降低成本。28增加能延长水泥水化诱导期的材料 水泥粒子水化加速了混凝土坍落度损失，如能适当延长水泥水化诱导斯可减小坍落度损失。而能延长水泥水化诱导期不只是缓凝剂，许多高分子化合物都有上述作用甚至一些早强剂如z7醇胺与306纪念中国混凝土外加剂协会成立20周年论文集适量缓凝剂合用，不但增加了早强效果，混凝土坍落度损失也会减小。29多种外加剂的复合使用 外加剂的复合使用不只是对混凝土某种性能的补充或扬长补短由于不同分子间的相互作用，在不增加掺量条件下，它们的减水、缓凝等作用皆有提高。目前，国外在使用减水荆、早强剂、缓凝剂 时，经常采用二元、三元甚至更多元复合的方法，技术效果十分显著。不同分子结构、相对分子质量 及聚合度的外加剂复合使用，由于对水泥粒子的吸附不同，并增加了多种极性基因对减少混凝土坍 落度损失也十分有利。210改变施工环境。调整混凝土配合比 施工湿度、温度对混凝土坍落度损失都有一定影响。避开高