混合材料對水泥與減水劑適應性的影響

　　1　前言

　　近年來，隨著建材科學和技術(shù)的發(fā)展，基建及房建市場的空前繁榮，建筑工程結(jié)構(gòu)日趨復雜，超高層建筑、大跨度預應力橋梁、特高強的混凝土基礎工程等如雨 后春筍般的涌現(xiàn)，而外加劑在混凝土施工中的使用也越來越普遍。混凝土外加劑已被建筑行業(yè)公認為是提高混凝土的強度、改善其性能、節(jié)約水泥總用量及節(jié)能降耗 的有效措施。而高效減水劑已成為商品混凝土中不可缺少的組分之一，它可以改善新拌混凝土的性能，提高硬化混凝土的物理力學性能與耐久性，同時還可以節(jié)約水 泥，改善施工條件，提高施工效率。在具體的生產(chǎn)與施工中，高效減水劑與混凝土各組分材料之間存在著適應性問題，其中對水泥的影響最大。

　　北京新港水泥制造有限公司產(chǎn)品主要定位于P·O 42.5水泥，其28天強度超國家標準近一個標號，平均強度55.0MPa以上，水泥各項性能指標用戶普遍反應良好，但也有極個別用戶反映水泥與外加劑的 適應性不好。為此筆者用兩種高效減水劑與三種不同成分的水泥產(chǎn)品進行適應性試驗，分析了減水劑對水泥凈漿初始流動度及1h流動度損失的影響，以及減水劑與 摻有不同混合材的水泥之間的適應性分析。目的是為確認水泥產(chǎn)品與外加劑的適應性影響因素，并以試驗結(jié)果作為調(diào)整水泥生產(chǎn)指標的依據(jù)。

　　2　試驗材料與試驗方法、儀器

　　2.1　試驗材料

　　2.1.1　水泥及混合材

　　本試驗采用了本公司的硅酸鹽水泥熟料，通過改變生料配料方式燒出三種不同成分的熟料樣品。將三種熟料都按6.0%（重量）配入相同的石膏（SO3含量 在38%左右），分別用?準500mm×500mm標準試驗小磨粉磨制成硅酸鹽水泥（Ⅰ型）。表1列出了三種新港硅酸鹽水泥熟料的礦物組成。

　　本試驗所使用的混合材有普通細度礦渣、超細礦渣、粉煤灰、沸石粉，分別按10%、20%、30%、40%、50%與新港自制硅酸鹽水泥混勻后制成摻混合材的水泥。

　　2.1.2　高效減水劑

　　UNF－5：萘磺酸鹽甲醛縮合物（萘系高效減水劑）。

　　SM：磺化三聚氰胺甲醛樹脂（密胺樹脂類高效減水劑）。

　　2.2　試驗方法、儀器

　　水泥及混合材的細度測定按GB1345進行。水泥標準稠度用水量、凝結(jié)時間的測定按GB1346進行。水泥及混合材的平均粒徑用激光粒度儀測定。

　　水泥凈漿擴散度實驗按GB8077進行,采用微型坍落度儀（上口?準36mm、下口?準64mm、高60mm的截頭圓模）測定靜態(tài)下漿體的擴散直徑。所用儀器還包括?準500mm×500mm標準試驗小磨、凈漿攪拌機、測定流動度變化的玻璃尺與直尺。

　　凈漿的水膠比經(jīng)實驗選擇0.28，改變高效減水劑的加入劑量，通過測定加水后5min（即攪拌剛結(jié)束）的初始流動度F5及靜置1h漿體的流動度F60，比較不同水泥與高效減水劑適應性的差異。

　　試驗是在固定水膠比（0.28）及固定UNF－5摻量（0.8%）的條件下，測定不同類型、摻量混合材與高效減水劑的適應性。[Page]

　　3　試驗結(jié)果與討論

　　3.1　水泥有關(guān)物理性能及混合材細度(見表2、表3)

　　3.2　UNF－5與自配硅酸鹽水泥的適應性

　　一般來說,水泥凈漿流動度F在水灰比一定時隨高效減水劑摻量增加而增加，到某一劑量之后流動度不再增加，或增加很小，此時的減水劑摻量稱為飽和點。當 摻用超過該點過多的減水劑時會增加成本，同時會導致水泥漿與骨料的離析。表4及圖1是三種水泥加水（W/C＝0.28）拌合在UNF－5摻量變化條件下流 動變化的實驗結(jié)果。

　　由圖1可看出，樣品3水泥與UNF－5的適應性最好，表現(xiàn)為相同UNF－5摻量時流動度值較大，且1h后流動度損失也很小。其次是樣品1水泥，該水泥 具有明顯的飽和點，但飽和點UNF－5摻量較高（為1.4%），1h流動度損失較大。樣品2水泥與UNF－5的適應性較差，雖然其飽和點較?。?1.0%），且初始流動值較高，但1h流動度損失太大，UNF－5摻量從0.6%到1.4%，F(xiàn)60基本不增加。

　　3.3　SM與硅酸鹽水泥的適應性

　　表5及圖2是SM與三種水泥適應性的實驗結(jié)果，尤其可以看出相同的水泥與不同減水劑之間適應性存在差異。圖2表明，三種水泥與SM的適應性都不太理 想。樣品1水泥飽和點較為明顯，1h流動度損失看起來較小，但初始流動度值不高，樣品1水泥F60值似乎還未達到飽和點，這意味著需要摻加更多的SM。樣 品2與樣品3水泥的初始流動度在SM摻量相同的條件下比樣品1水泥高得多，但1h流動度損失太大。這說明SM與三種水泥的適應性不如UNF－5與三種水泥 的適應性好。

　　3.4　UNF－5與摻混合材水泥的適應性

　　在水泥生產(chǎn)及施工中常用的混合材有礦渣、粉煤灰、沸石及石灰石等。近年來超細礦渣常作為高性能混凝土的摻合材料，對改善混凝土的工作性能、力學性能及 耐久性都有很好的作用。本試驗中將混凝土施工中常用的四種混合材（即礦渣、粉煤灰、沸石、超細礦渣），以不同比例摻入樣品1水泥中，在固定水膠比、固定 UNF－5摻量條件下，測定初始流動度F5及1h流動度F60損失值，測定結(jié)果見表6及圖3。

　　當超細礦渣摻量在20%時，就可顯著改善水泥的初始流動度及1h流動度，而且流動度損失很少。隨著摻量增加至50%，流動度增加不再明顯。粉煤灰加入 水泥后與UNF－5的適應性比較好，粉煤灰從10%至50%，F(xiàn)5及F60變化規(guī)律是一致的，兩者在該摻量范圍內(nèi)流動度變化都不大，但以摻量30%時為最 高，1h流動度損失較少。

　　普通細度礦渣加入10%，水泥初始流動度達到較高數(shù)值，以后隨礦渣摻量增加流動度增長緩慢；1h流動度損失較大。沸石的摻入量10%時為最好，此處F5、F60值均處于最高點，且損失最?。划敁搅砍^10%后，水泥的流動度F5、F60基本上呈直線下降。

　　通過比較圖3及圖1，可發(fā)現(xiàn)加入混合材后，樣品1水泥與UNF－5的適應性得到很大的改善，其中以超細礦渣的效果為最好，粉煤灰次之，普通細度礦渣對改善初始流動度有較大作用。