影響水泥與外加劑相容性的因素
1 水泥熟料礦物組成及工藝制度的影響
1.1 熟料四種主要礦物含量的影響
四種礦物對減水劑吸附量由大到小的順序為C3A>C4F>C3S>C2S。尤其C3A的吸附量遠遠大于其他三種熟料礦物。這是因為減水劑主要吸附在水化產(chǎn)物上,吸附量與其水化產(chǎn)物的數(shù)量和表面性質(zhì)有關(guān).凡水化快,水化產(chǎn)物比表面大的熟料礦物.吸附量就大,而使溶液中的減水劑大大減少。C2A的水化速度最快。C4F,C3S次之,C2S最慢,C2A的水化產(chǎn)物比面積大。所以含C2A多的水泥,減水劑的適應性差。
1.2熟料燒成溫度和燒成速度
高溫燒成的熟料與低溫燒成的熟料表現(xiàn)出的性能不同,高溫快燒的熟料.硅酸鹽礦物固熔較多其他組分(如C3S固熔A120,、Fe20,、Mg0等形成A礦),這增加了硅酸鹽礦物的含量及性能.提高了水化活性.并使C2A與CAF含量減少。其固熔量隨溫度的升高及燒成速度的加快而增大。故高溫快燒的熟料,A礦發(fā)育良好,尺寸適中.邊棱清晰,水泥強度較高,與外加劑相容性好。低溫燒成的熟料.硅酸鹽礦物活性較差,水泥強度較低,并且由于C2S固熔Al:03、Fe20,減少,熟料礦物中析晶出來C2A與C4AF較多,水泥標準稠度用水量大.與外加劑相容性差。
1.3冷卻制度的影響
熟料在較高溫度范圍(1 450℃:~l 200 ℃的快速冷卻,有利于A礦保持良好的晶型,C2S粉化,硅酸鹽礦物活性較高:溶劑礦物多以玻璃體存在,大量減少C2A與C4F的析晶,因而對于快冷熟料,即使C2A與C4AF計算含量較高.由于大部分以玻璃體存在,所磨制的水泥仍與外加劑相容性好。凝結(jié)時間正常,水泥強度較高。慢速冷卻時,熟料中β—C2S轉(zhuǎn)變?yōu)棣靡籆2S,礦物活性降低,C2A與CAF大量析晶,水泥與外加劑相容性差。
2 混合材料種類和品質(zhì)的影響
混合材對減水劑具有吸附作用。由吸附量實驗得知.作為水泥混合材的吸附量由大到?。话銥槊喉肥?gt;粉煤灰>礦渣。摻礦渣的水泥適應性優(yōu)于摻煤矸石的。一般來說火山灰質(zhì)混合材具有較大的內(nèi)表面積。故吸附量大.不同品質(zhì)的粉煤灰適應性差異很大。優(yōu)質(zhì)的粉煤灰、超細粉煤灰適應性好;粗粉煤灰、含碳量大的吸附量大.適應性差。
粉煤灰:粉煤灰為多孔性的中空圓球體,優(yōu)質(zhì)的粉煤灰含有大量球形度良好的玻璃體.由于球形玻璃體的“滾珠效應”.可以改善水泥的流變性能,提高水泥與外加劑的適應性。粗粉煤灰和含碳量大的粉煤灰中含有較多未燃盡的碳.而未燃燼的碳具有多孔結(jié)構(gòu),能吸附大量的減水劑和水分.這種“吸附效應”使水泥與減水劑的相容性變差。
礦粉:粒化高爐礦粉除具有膠凝性和火山灰性,還具有微填充效應。混凝土體系可理解為連續(xù)級配的顆粒堆積體系。粗集料間隙由細集料填充.細集料間隙由水泥顆粒填充.水泥顆粒之間的間隙則由更細的集料填充.礦渣微粉的細度比水泥顆粒細.在取代了部分水泥以后.這些小顆粒填充在水泥顆粒間的空隙中.置換期問的的填充水.因而使拌和物的表面水相應大量增加,促進了混凝土流動性的改善。同時,由于磨細礦渣的需水性低于硅酸鹽水泥.因而替代部分水泥后所形成的膠凝體系的總需水量下降.富余的水分有利于提高混凝土的流動性。這就是礦渣的微填充效應,它有助于提高水泥與外加劑的相容性。
4 作為水泥調(diào)凝劑石膏品種和摻加量的影響
(1)石膏的種類對其與減水劑相容性的影響也很大.因為不同種類石膏的溶解速度和溶解度差別較大.他們對水泥的緩凝作用不同,而對水泥與減水劑相容性影響也不同。天然二水石膏與高效減水劑適應性好.硬石膏有不利的影響應限制,工業(yè)副產(chǎn)品石膏中的某些微量成分可能使水泥與高效減水劑的相容性變差。 ’
(2)水泥中S03含量及石膏的形態(tài)影響與外加劑的適應性。在水泥凝結(jié)時間可以接受的范圍內(nèi),適當提高水泥中S02含量有利于改善水泥與高效減水劑相容性,適宜的S02含量應根據(jù)水泥中C3A、堿含量和比面積來確定。
3水泥含堿量和fCaO含量的影響
3.1水泥堿含量
水泥的堿含量主要是指水泥中Na20和K20的含量。堿含量對水泥與減水劑的適應性會產(chǎn)生很大的影響。堿的存在使水泥標準稠度用水量增大,使水泥水化速度加快,減水劑的塑化效果變差,含堿量越高,水泥與減水劑的適應性越差.還將導致混凝土的坍落度經(jīng)時損失增大。目前國內(nèi)最普遍使用的是萘系高效減水劑.而堿含量是控制萘系減水劑與水泥相容性良好的關(guān)鍵因素之一。2000年在法國召開的第六屆國際化學外加劑會議上.我國留學生姜施平博士等,發(fā)表的文章指出:水泥的可溶性堿含量、細度、C,A含量和石膏類型.是控制摻萘系減水劑水泥漿和混凝土流變性能的關(guān)鍵參數(shù)。最佳可溶性堿含量在0.4%~0.6%當量的Na20。萘系減水劑在水泥顆粒上的吸附率和水泥水化速率受這些參數(shù)影響.它們控制混凝土流動度的損失速率。使用可溶性堿含量低的水泥時,不僅當減水劑劑量不足時坍落度損失較快.且當劑量稍高于飽和點時.又會出現(xiàn)嚴重的離析和泌水。
3.2水泥fCaO含量
水泥fCa0含量高明顯影響與外加劑的適應性。這一點國內(nèi)資料報道的少.據(jù)國外及生產(chǎn)實踐經(jīng)驗得知,這一影響不可忽視。 5 水泥比面積和顆粒分布的影響
水泥顆粒對減水劑分子的吸附與水泥的比表面積有關(guān).在摻加減水劑的水泥漿體中,水泥顆粒越細,意味著其比表面積越大,減水劑在相同摻量情況下,對于細度大的水泥.其塑化效果要差一些;同時,比表面積越高時.水泥與水接觸的面積越大,水泥顆粒表面形成水膜所需水量就大,相同水灰比條件下,顆粒之間的自由水相應減少.水泥漿體流動性變差,水泥與減水劑適應性不好:另外,水泥比表面積越大,意味著水泥細顆粒多。水泥與水早期反應速度加快,水化產(chǎn)物絮狀結(jié)構(gòu)形成快.水泥漿體流動性差,水泥與減水劑相容性不好。
水泥的顆粒分布對水泥與減水劑的適應性影響包括兩方面。一方面,水泥均勻性系數(shù)大時,顆粒分布范圍窄.其堆積空隙率大,需要更多水來填充這些空隙.自由水相應減少,外加劑摻量大,水泥與外加劑適應性差.均勻性系數(shù)小時,情況正好相反。另一方面,水泥顆粒平均粒徑小時,水泥中細粉較多,比面積較大.水泥與外加劑相容性不好。
6水泥新鮮度的影響
水泥的新鮮度是一個與水泥儲存時間、環(huán)境的溫度、濕度有關(guān)的概念。儲存時間長、儲存環(huán)境的溫度、濕度高,水泥與高效減水劑的相容性提高。這是因為新鮮水泥干燥度高,正電性較強,對減水劑吸附大,降低了減水劑對其的塑化效果.使水泥漿體流動性大大降低。這一點對配制高強度等級混凝土尤其明顯。
7水泥溫度的影響
水泥粉磨溫度高.二水石膏脫水成半水石膏和硬石膏.而半水石膏和硬石膏較二水石膏溶解度下降,不能有效阻止水泥快速水化生成絮凝結(jié)構(gòu).減水劑對其的塑化作用差.混凝土坍落度損失也快.水泥與高效減水劑相容性差??刂品勰囟葹?10~120℃為宜:出廠水泥溫度高.水泥水化反應速度快.水泥與減水劑適應性差。
8 結(jié)束語
采取以下方法可提高水泥與外加劑的相容性
1)合理選擇熟料礦物組成。提高燒成溫度和速度.熟料采用急冷:
2)選擇品質(zhì)好的水泥混合材和石膏;
3)在滿足早期強度要求下,降低水泥比面積,選擇合理的顆粒分布:
4)降低水泥堿含量和fCaO含量;
5)延長水泥儲存時間,降低水泥新鮮度;
6)降低水泥粉磨和出廠(使用)時的溫度???nbsp;
編輯:
監(jiān)督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com