化学外加剂对水泥性能的影响

化学外加剂对水泥性能的影响第一页，共二十九页，编辑于2023年，星期日化学外加剂在水泥中的应用减水剂的品种减水剂与水泥的作用机理研究现状减水剂对水泥水化的影响掺减水剂的新拌水泥浆体性能2第二页，共二十九页，编辑于2023年，星期日1、化学外加剂在水泥中的应用化学外加剂是为改善水泥净浆、砂浆和混凝土某些性能而掺入的化学品。主要成分是表面活性剂,这些表面活性剂都属于阴离子型表面活性剂。常用的有减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂、速凝剂、防冻剂等。3第三页，共二十九页，编辑于2023年，星期日外加剂的family液体减水剂主要应用于商品混凝土，粉末减水剂主要应用于灌浆料，水泥自流平。4第四页，共二十九页，编辑于2023年，星期日高效减水剂是所有混凝土外加剂产品中最重要，也是应用最广泛的品种。化学外加剂技术的进步主要依靠不断进步的减水剂新品种。目前，减水剂品种不断增加，已经发展成了一个品种齐全的减水剂家族。5第五页，共二十九页，编辑于2023年，星期日品种减水率优点缺点适宜掺量木质素系（LGS）一般＜10%不会超过15%保水性好，成本低缓凝，引气0.2％～0.3％萘系（FDN）20%~25%不缓凝不引气。生产工艺成熟在预拌混凝土中使用时塌落度损失大，大掺量时容易泌水。碱性高。0.2％～1.0％2、减水剂的品种6第六页，共二十九页，编辑于2023年，星期日三聚氰胺系（PMS）15%~25%不缓凝不引气，耐高温性能比萘系好，适合于蒸汽养护的混凝土制品，且低碱环保生产工艺要求严格以外，塌落度损失快，贮存时间短。0.5％～2.0％氨基磺酸盐系（AS）20%~35%引气量很小，配置的混凝土流动性好，塌落度损失小混凝土保水性能差，易泌水。原料价格相对偏贵，生产成本偏高0.2-%0.6%7第七页，共二十九页，编辑于2023年，星期日脂肪族磺酸系（FAS）15%~25%减水分散效果好，不缓凝，引气量小，生产工艺简单，成本低。这种减水剂液体呈明显的棕红色，掺入混凝土中后易渗色，经常受到用户的质疑。1%-2%聚羧酸系（PCE）25%~45%掺量低，减水率高，塌落度损失小，无碱无氯。储存稳定性差，有效掺量区间内拌和物流动度对掺量敏感不易控制0.4%~0.25%8第八页，共二十九页，编辑于2023年，星期日3、减水剂的作用机理研究现状减水剂与水泥相互作用的基础是外加剂在水泥颗粒上发生了吸附现象，吸附改变了水泥颗粒的表面电特征，表面水化膜层和水化速率等一系列表面物理化学性质。a为小分子量的线性分子结构外加剂在水泥颗粒上的吸附b为大分子量的线性分子结构外加剂在水泥颗粒上的吸附9第九页，共二十九页，编辑于2023年，星期日①水泥颗粒吸附外加剂后，使水泥颗粒带有相同的负表面电位，表面电位绝对值增加，因为水泥颗粒表面产生的静电斥力使固体颗粒分散。减水剂对水泥的分散与塑化机理10第十页，共二十九页，编辑于2023年，星期日②外加剂吸附层产生的立体空间位阻作用使水泥颗粒分散。11第十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期日③搅拌水的表面张力减小，引起水泥颗粒分散。④在水泥颗粒表面形成一层高分子聚合物润滑膜。………..12第十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期日对水泥水化速率的影响对水泥水化热的影响对水泥水化产物形貌的影响4、减水剂对水泥水化的影响13第十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期日对水泥水化速率的影响水泥早期水化过程的放热量与时间的关系曲线如下：田娜.不同类型高效减水剂的性能研究硕士学位论文.北京：北京工业大学14第十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期日水泥早期水化过程的放热速率与时间的关系曲线如下：田娜.不同类型高效减水剂的性能研究硕士学位论文.北京：北京工业大学15第十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期日在水化最初时间内，水化放热速率与化学外加剂的分散性能有密切关系，由于水泥颗粒的高度分散，最初几十分钟的水化速率得到加快。掺加PC高效减水剂的新拌水泥浆体在最初的水化放热量最大，放热速率也最高。16第十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期日掺不同高效减水剂的新拌水泥浆体3天水化放热速率曲线田娜.不同类型高效减水剂的性能研究硕士学位论文.北京：北京工业大学17第十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期日掺不同高效减水剂的新拌水泥浆体3天水化放热速率曲线测定结果证实了高效减水剂对水化诱导期的延长。与高效减水剂对快速水化期的促进相反，PC对水化诱导期的延长最为明显。水化热和水化放热速率结果说明外加剂能够加速水化初期的水化速率，且延长水泥水化的诱导期。18第十八页，共二十九页，编辑于2023年，星期日对水泥水化热影响马保国等.不同减水剂对水泥水化的作用机理研究.混凝土与水泥制品.2007（5）：6-8如图所示是在0.3水灰比下，水泥的水化放热曲线：19第十九页，共二十九页，编辑于2023年，星期日从图中可以看出，随着减水剂掺量的增加不仅水泥水化诱导期的延长程度增大，更明显的是放热的峰值也随之下降，因此在水泥中添加外加剂有助于减小温度开裂的可能性。20第二十页，共二十九页，编辑于2023年，星期日对水泥水化产物形貌的影响水泥颗粒表面吸附的有机高分子会改变水泥颗粒表面特性，进而改变水泥水化进程和水化产物形貌。水灰比为0.29的水泥和水体系水化10分钟后得形貌观察：田娜.不同类型高效减水剂的性能研究硕士学位论文.北京：北京工业大学21第二十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期日水灰比为0.29时，加入占水泥质量0.5％的萘系高效减水剂FDN的水泥浆体的针状水化产物尺寸较大，形状较完整。田娜.不同类型高效减水剂的性能研究硕士学位论文.北京：北京工业大学22第二十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期日W/C=0.29时，掺加水泥质量0.50％的脂肪族磺酸盐高效减水剂后，大的絮凝结构被分散，整体上水泥颗粒分布均匀，絮凝颗粒团更加细小。水泥颗粒表面存在一层细小的毛绒状水化产物，颗粒边界变得更模糊。田娜.不同类型高效减水剂的性能研究硕士学位论文.北京：北京工业大学23第二十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期日W/C=0.29时，掺加水泥质量0.30％的聚羧酸盐高效减水剂,新拌水泥浆体的整体结构非常均匀，水泥颗粒几乎呈完全分散状态。水泥颗粒没有絮凝状态，小颗粒均匀分散在大颗粒的空隙中。田娜.不同类型高效减水剂的性能研究硕士学位论文.北京：北京工业大学24第二十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期日总结：未掺高效减水剂的水泥浆体中的水泥粒子是以絮凝状态存在的，大小颗粒的水泥粒子形成了连续的絮凝结构。掺加高效减水剂的水泥浆体中水泥粒子呈分散状态，水泥颗粒均匀地分散在整个结构中。含萘系、脂肪族和氨基磺酸盐高效减水剂的系统仍有微弱的絮凝结构存在，有小颗粒粘附在大颗粒上的现象，而掺聚羧酸高效减水剂的系统中，水泥颗粒几乎呈完全的分散状态，细小颗粒均匀地分散在大颗粒的孔隙中，颗粒间的孔隙小而均匀。25第二十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期日5、掺减水剂的新拌水泥浆体性能对水泥浆流动性的影响：高效减水剂能够改善水化产物的粒径分布，使小粒子增加，平均粒径减小，提高水泥颗粒的分散性，从而改善新拌水泥浆体的流变性。在混凝土用水量和水泥用量不变的情况下,掺加减水剂可增大混凝土的坍落度。钱亚军.混凝土外加剂对混凝土性能的影响分析[J]山西建筑.2008(12):34-3426第二十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期日对水泥浆体泌水性的影响：相同用水量，加减水剂的新拌水泥浆，泌水增大。但如果是要求相同塌落度的混凝土，掺加减水剂以后，混凝土的拌合用水量减少，最终的泌水会减少。化学外加剂本身对泌水性的影响。王子