水泥与外加剂的适应性
什么是外加剂与水泥的适应性

什么是外加剂与水泥的适应性化学外加剂已成为商品混凝土的第五组分,其品种日益增多,性能不断提高。
商品混凝土新技术,如高强高性能商品混凝土、泵送商品混凝土、商品商品混凝土、流态商品混凝土、自密实商品混凝土、水下不分散商品混凝土、喷射商品混凝土等的快速发展与广泛应用,均依赖于外加剂技术的不断提高。
关于商品混凝土外加剂,除了自身必须具有良好的性能外,在使用过程中,还存在着一个普遍而又非常重要的问题,就是与水泥的适应性,如商品混凝土坍落度经时损失快就是外加剂与水泥不适应的典型例子。
对于商品泵送商品混凝土、流态商品混凝土、自密实商品混凝土及低水胶比高性能商品混凝土等来说,与外加剂的适应性是一个非常重要且必须考虑的一个问题。
如果外加剂与水泥的适应性不好,不但会降低外加剂的有效作用,增加外加剂的掺量,从而增加商品混凝土的成本,而且还可能使商品混凝土无法施工或者引发工程事故。
与水泥存在着适应性问题的外加剂包括普通减水剂、高效减水剂、缓凝剂(有机缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂)、普通泵送剂、高效泵送剂、保坍剂(控制商品混凝土坍落度损失的外加剂)等。
由于这些外加剂多是减水型外加剂,且主要是减水剂组分与水泥及其他外加剂组分之间存在着适应性问题,故人们经常又将外加剂与水泥的适应性称之为减水剂与水泥的适应性,而事实上,某些有机缓凝剂、速凝剂、膨胀剂等外加剂也存在着与水泥的适应性问题。
影响外加剂检验结果的因素有很多,特别是在水泥组成和细度方面。
因此,检验减水剂及泵送剂等外加剂时,应使用G B 8076-1997标准规定的基准水泥;基准水泥除应满足42.5级硅酸盐水泥技术的要求,还应满足以下条件:C3A 含量为6%~8%、C3S 含量为50%~55%、f -C a O 含量1.2%、碱含量(N a2O+0.658K2O)1.0%、比表面积32020m2/kg 。
在实际工程中使用的水泥,由于其组成与细度同基准水泥不相同,故外加剂在实际工程中的作用效果可能与使用基准水泥的检验结果有差异。
浅析外加剂与水泥的适应性

的s 离子 ,造成 c 大量水化 ,形成大量水化铝酸钙结晶体并相互连 0: 一 A 接。这一结果轻者导致混凝土坍落度损失过 陕,严重者将导致混凝土异 常快凝。因而石膏 的成份 、溶解 度含量直接影响混凝 土的凝结时间 ,也 影响混凝土外加剂 与水泥的适应性 。 1 .水泥碱含量 的影响 .3 2 水泥中碱含量主要来 源于生产所用的原材料 ,是按N O+ . 8 ,计 a 6 KO o5 算 的重量百 分率来表示 。水泥 中过量 的碱会和集料 中的活性物质S i 反 O 应, 生成膨胀性的碱硅酸盐凝胶 ,一方面会导致混凝土开裂 ,另一方 面 碱含量 的增大降低 了外加剂对水泥浆体的塑化作用 ,使水泥浆体流动性 损失加快 ,凝结时间急剧缩短 ,减弱了高效外加剂的作用。但 当可溶性 碱 的含量过低时 , 不仅 当外加剂剂量不足 时坍落度损失较快 , 而且 当剂 量稍高于饱和点时 , 出现严重的离析 与泌水 。大量实验数据表 明,碱 会
12 水 泥 特 性 对 减 水 泥 塑 化 效 果 的 影 响 ( 附作 用 ) . 吸 1 .水 泥熟 料 矿物 组 成 的影 响 .1 2 硅酸盐水泥是建 筑工程 中最 常用 的水泥 ,它 由硅酸盐水 泥熟料 、
石膏调凝剂 和混合材料三部分 组成 。硅酸盐水 泥熟料 主要 由硅酸三钙 ( CS)、硅酸二钙 ( , Cs)、铝酸三钙 ( cA)和铁铝酸 四钙 ( CAF) 组成 ,它们对混凝土外加剂的吸附能力对 于混凝土的流动性及强度增长 都有很大 的影响 ,其 吸附混凝土外加剂能力 的顺序为cA>CA , .F>CS> cS , 。总的来说铝酸盐 ( ,cA ) cA F 在水化初期 其动电位呈正值 ,对 外加剂分子 ( 阴离子表 面活性剂 ) 吸附较强 ,而cs . ,cs 在水化初期其 动电位呈负值 ,因此吸附外加剂 的能力较弱。所以,在混凝土外加剂掺 量相 同的 情 况下 ,cA , 4 F 量 高 的 水 泥浆 体 中 ,混 凝 土 外 加 剂 的 分  ̄CA 含 散效 果就较差 ,混凝土单方 用水量大 幅增 加 ,坍落度 损失加快 。而生 产硅酸盐水泥熟料主要由石灰石和粘土两大原料 ,石灰质原料主要提供 C O,常 用石 灰 石 、白垩 、石 灰 质凝 灰 岩 等 ,粘 土 质 原 料主 要 提 供 s a i 、 0 A23 e0 ,常用粘土 、粘土质 页岩 、黄土等 。原料的变化将对外加剂 I ) , 0  ̄F 的作用效果产生很大的影响 。 1_ _2 2 水泥中石膏形态和掺量的影 响 石 膏在水泥生产 中用于调节水 泥凝结 时间,常采用 天然的或合 成 C S ,2 0,石膏掺量控制在 1 — .% ( ̄s aO - H, . 25 3 1 o %计 )。但如果石膏掺 l 量不够或细度不够 使石膏不能充分溶 解 ,当溶解度 含量小于 13 _%时 ,
水泥与外加剂的适应性

关键词: 水泥外加剂 中图分类号 T U 525 混处土 文献标识码 : A 文意编号 1672- 3791(200 )01(0 - 0014- 01 7 一定的含气量往往可以增加混凝土的工
1 混凝土的基本特性的变化
首先必须指出混凝土作为一种材料,可 以从材料科学的角度去考察它、 研究它。 但混 凝土又和一般的材料不同。其矿物组成和微 结构随时间而变化,其物理力学性能受硬化 条件、 环境影响很大。 混凝土工作者应更关注 混凝土在塑性阶段及向硬化阶段转化期间.
效途径。
适应水泥, 就以上的论述可以看出 影响水泥
与外加剂相容性的原因是两方面的,水泥和
微结构内部应力的变化。 混经土的早期强度发展很快. 在醚固 初
期从塑性转变到弹性的阶段,高强与普通混 凝土所受的内应力是不同的。普通混凝土在
外加剂都必须承担责任。对于水泥制 造来说 必须从原材料配方、 矿物组成、 烧成温度,
冷却制、细度及混合材的质量各方面人手配 制适应HPC 水泥。另一个主要任务是控制水 泥质量的稳定. 有时质最的稳定比质量的好 坏更重要。因为一个流变性较差但性能德定 的水泥,我们可以调节外加剂去适应它: 但
初期时变形很 但产生的 大, 应力很小, 因为此
时混凝土的弹性模量很小,这就是普通混凝 土早期不易开裂或开裂较少原因,但随着混
(3)强度
并不是说高强混凝土就一定是高性能混 凝土, 就一定具有良 好的耐久生。 反过来说大
凝土强度的发展. 弹性模量迅速增大, 导致混
凝七变 形很小, 生的应力很大。 所产 高强混凝
土开裂较普通混凝土多、裂缝发生时间较早 主要不是水泥用量较多、 收缩大所引起, 最主
量强度 要求不很高的混凝土, 也可以配制成 耐久 性很好的高性能混凝土。因 此HPC 的 范
水泥与外加剂适应性问题的探讨

坍落度经时损失又有较大变化 , 不能保证外加剂对
水 泥 的稳 定适 应 , 能 满 足 现 场施 工需 要 。复拌 混 不
凝 土坍 落 度经 时损 失过 大 , 工作性 差 。经 过分 析 , 我 们 认 为虽 然不 同 厂家 的外 加 剂 品质存 在 一 些 差 别 , 但 适应 性 问题 主要 集 中在 水 泥 上 面 , 并且 发 现该 厂 P 0 2 5水 泥主 要 问题 表 现如 下 : . 3.
C S< 5 时 即当 C A含 量 不 超过 8 、 。 6% , % C S含 量 不 超 过 5 % 时 , 泥 与外 加 剂 的 适 应 性 较 好 , 5 水 而该 厂
・
1 2・
10 0 mm 间 , 能满 足现 场施 工需 要 。 不 1 影 响水 泥与 外加剂 适 应性 的 因素分 析 通 过到 厂察 看该 厂生 产工 艺 、 控制 制度 、 材和 原
6.4 。由于水泥各成分中, , 、 对外加剂的 68 % cA CS 适 应性 影 响 较 大 , 验 证 明 , 试 当水 泥 熟 料 中 C A+
掺 和料组 配 等情 况 , 根据 该 厂 的熟 料 ( 质 量 日报 并 《 表 》 ( 表 1 对其 熟料 成份 进行 了分 析 : )见 )
表 1 该 厂 水 泥 调 整 前 质 量 记 录 统 计 表
立 , 场使 用 过程 中经 常 会 遇 到 这样 的 问题 : 泥 、 现 水 外加 剂均 为合 格材 料 , 符合 相应 的 国家 和行业 标准 , 但 采 用二 者 生产 的 混 凝 土 性 能 却 不 能 满 足 施 工 要 求, 主要 表现 在混 凝 土坍落 度经 时损 失快 、 凝或 严 假
混凝土外加剂与水泥适应性

混凝土外加剂与水泥适应性摘要:本文在总结混凝土外加剂与水泥不适应性的表现基础上,分析了影响外加剂与水泥适应性的因素,从而得到提高混凝土外加剂与水泥适应性的技术方法。
关键词:混凝土外加剂;减水剂;适应性混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌混凝土和(或)硬化混凝土性能的材料。
混凝土外加剂是提升混凝土性能、提高混凝土耐久性、实现混凝土可持续发展的一个经济有效的技术途径。
但在其使用过程中目前存在一些问题,混凝土外加剂特别是减水剂与水泥的适应性就是问题之一。
1 混凝土外加剂的种类从功能上分,常用的混凝土外加剂主要有减水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂、防水剂、膨胀剂、防冻剂、泵送剂、加气剂、阻锈剂、速凝剂、保水剂、增稠剂、减缩剂、保塑剂以及矿物外加剂。
实际应用中,还会涉及其他具有特殊功能的外加剂。
2 外加剂与水泥的适应性外加剂与水泥的适应性是指外加剂掺入后对水泥及新拌混凝土性能和硬化后性能的影响。
最直观的是对水泥混凝土施工和易性的影响,通常用混凝土拌和后的坍落度损失来表示。
2.1外加剂与水泥不适应性的表现(1)水泥异常凝结水泥以硬石膏为调凝剂时,由于这类石膏对木质素系减水剂、糖钙类减水剂以及多元醇类减水剂有很强的吸附作用,导致石膏的溶解度降低,无法提供足够的硫酸根离子与C3A反应生成钙矾石,会使C3A急剧水化,当水泥中C3A含量较高时(大于8%),可使混凝土产生“假凝”现象。
案例:某搅拌站用所在地区某品牌水泥给建筑工地供应C40混凝土,由于没有坚持对每一批水泥在开盘前做与外加剂的适应性试验,致使出厂混凝土拌合物坍落度目测有200mm,而到工地往混凝土泵车中卸料时,却发现该车混凝土已经卸不出来,通知厂内送一桶减水剂加入搅拌后,目测坍落度有170mm,基本可以满足泵送要求,但刚卸1m左右时,又卸不出来,立即把该车混凝土返厂,加入大量水及少量的减水剂,才勉强卸出,险些凝固在搅拌车中。
此外,水泥过分缓凝是减水剂导致水泥异常凝结的另一种表现形式。
混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法

混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法在工程施工过程中,外加剂与水泥的适应性问题十分关键。
若因外加剂与水泥不相适应,而导致混凝土过于快凝或者是坍落度损失过大等问题,总是会归咎于外加剂。
混凝土如果不能满足施工要求,将会导致严重的工程质量,甚至埋下安全隐患,仅归咎于外加剂是较为片面的。
从具体实践来看,通过分析外加剂与水泥不适应导致混凝土不达标的原因,可以看出原因是很多的,既有外加剂质量的影响,也有水泥化学成分的影响,因为水泥本身就是由各种矿物构成的,其所用的石膏种类、掺和物、所含碱量高低等,也都会直接影响混凝土的质量。
1水泥矿物构成对外加剂的影响分析从结构上来看,水泥矿物主要是由铝酸三钙(C3A)、硅酸二钙(C2S)、硅酸三钙(C3S)、铁铝酸四钙(C4AF)等构成,其中,C3A 的水化速度最快,其次是C3S,再次是C2S和C4AF。
以回转窑生产的水泥熟料为例,其矿物构成通常是C3S:45%~65%。
C4AF:10%~18%。
C2S:15%~32%。
C3A:4%~11%。
不过,从实际情况来看,在与外加剂匹配程度上,C3A水化最快,而且,其对外加剂的吸附也最快,其次是C3S。
可见,C3A和C3S对水泥与外加剂适应性产生主要影响。
根据多年来的经验与教训,只要C3A,C3S能达到如下两个条件,一般都能满足施工要求:C3A不大于8%或C3A+C3S不大于65%,即只要能确保C3A不大于8%,C3S在50%~55%范围内,同时,采用二水石膏进行配制,这样的水泥强度通常能有良好的外加剂适应性。
将其与萘系高效复合减水剂、一般木质素类减水剂、泵送剂等进行配制,混凝土的坍落度损失都是比较小的,能较好地满足施工标准要求。
但如果C3A大于8%或C3A+C3S大于65%,即会发生水泥与外加剂不适应的问题,混凝土的坍落度损失也会比较大。
在水泥各种矿物中,C3A是影响外加剂的主要因素。
因此,为提高水泥早期强度,水泥厂都会提高C3A含量,但也给外加剂应用带来很大难度。
浅谈水泥与外加剂的适应性试验

第三,提高水泥与混凝土外加剂的适应性,也要注意拌制的技术和外加剂的用量。外加剂的用量应严格按照混凝土的最优掺量,必要时可以添加少量的混凝土,增加混凝土的质量。混凝土外加剂的最优掺量主要通过试验得来,最优掺量的制定需要在安全的环境下制作。同时环境的影响也应注意,温度和天气都会影响外加剂与水泥的适应性。在天气遇到高温大风时,水分蒸发快,可以减少混凝土添加剂的用量,并时刻对混凝土的质量进行观察和测试。相反遇到雨天和阴天,就要适当的增加外加剂的使用,这样可以导致混凝土的塑形效果增加。在拌制技术上也有注意速度,均匀的搅拌效果会更好,过快的搅拌会导致混凝土可塑性变差。
浅谈水泥与外加剂的适应性试验
摘要:我国经济社会的不断发展,基础设施建设的日益改善,建筑的规模也在不断的扩大,提供高质量和高性能的混凝土在建筑工程中显得尤为重要。而混凝土外加剂具有提高混凝土质量的效果,对于建筑物来说可以增加稳固性等,因此外加剂与水泥的适应性也成为工程建筑的热点难题,在进行混凝土搅拌前,要首先对混凝土外加剂与水泥的适应性进行试验。
三、混凝土外加剂和水泥的双向适应性
高性能高强的混凝土和泵送混凝土已经得到了广泛的使用,这导致外加剂与水泥之间存在一定的适应性问题,因此也获得了更多人的关注。由于混凝土外加剂与水泥之间局域适应的关系,因此在外加剂与水泥不适应状况发生时,要求外加剂改变自身的成分和性能,从而来确保外加剂与水泥适应性。通常,单纯的依靠外加剂的调整和配方不足以适应水泥的特性,依靠技术也难于实现。因此,在缓凝剂坍塌问题的解决上是较难的,因此混凝土外加剂要与水泥相互适应。在添加外加剂的同时,也要考虑水泥与外加剂的适应性,这样才能确保外加剂能够增加混凝土的质量,提升建筑物的性能。
水泥与外加剂适应性的试验与探讨

( 以前我们基本控制在 wcA= . ( )8 %左右 ) O 。然后对
试 烧 的熟 料 加 5 的石 膏 , 成 3 0m2 g 1 g % 制 5 / _ 0m/ k+ k
的水泥样品 , 按照 G 1一20 《 B5 03 混凝土外加剂应 0l 用技术规范》 中附录 A } 凝土外加剂对水泥的适应 《 昆 性 检测 方 法》 行试 验 , 进 结果 见 表 1 。其 中 :1 试 验 ()
作 参数 的分 段试 烧试 验 。其 中调整 熟料 配料 方案 阶 段 的 目标 是 将 wCA值 逐 步 控 制 在 74 65 内 (,) .%~ . %
组成 。因此水泥与不 同外加剂的适应性问题为商品 混凝 土企 业 所 关 注 , 成 为 了水 泥 销售 的一 个 关键 也
因素 。我 集 团某 下属 分公 司 的水 泥产 品对 不 同外加 剂 的适 应 性 极好 , 因而 深受 各 商 品混 凝 土 公 司 的青 睐 。 而我 公 司的水 泥 产 品虽然 在 强 度 上具 有 优 势 ,
1 调 整 熟料 配 比 , 改变矿 物 组成
众 所 周 知 , 泥 的需 水 量 与熟 料 的需 水量 有 直 水
表 1 不 同熟 料 矿 物 配 比对 混凝 土 外 加 剂 适 应 性 影 响 试 验 结 果
求 i工 2 年 5 7 程 2 期 l 0第 1
一3 3 —
中图分类号 : Q124 T 7.
文献标识码 : B
文章编号 :0 7 0 8 (0 2 0 - 3 0 10 - 3 92 1 )5 3 - 2
水泥 与外加剂 适应 性 的试验 与探讨
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水泥对外加剂的适应性
2006-01-11 配制流态化混凝土所使用的外加剂主要有萘磺酸盐甲醛缩合物、多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物、改性木质素磺酸盐、多元醇系等,单一外加剂不能满足流态混凝土的流化效果、强度、干缩、抗冻性、耐久性及运输过程中的经时损失要求,为达到综合效果,视混凝土的特性要求,需加入一部分缓凝剂、膨胀剂、早强剂以及上述外加剂的复合。
目前较难控制的是混凝土经时损失,从外加剂的调制和加入方式上均应能得到解决,但搅拌站使用的是多家厂商的水泥,有不同的外加剂适应特点,不便于对各种水泥进行专配。
为此,对水泥外加剂适应性的控制达到施工特性要求是水泥厂需采取一些技术措施,这也是本文章所要解决的问题。
1 水泥外加剂的作用
外加剂均是表面活性剂,水泥厂所关注的是外加剂的分散作用,尽可能降低立方混凝土用水量,保持混凝土的流动性和稳定性,达到高强度的目的。
水泥与水接触即发生水化反应,机械搅拌过程使水泥分散成碎片,但这样的分散体系是不稳定的,特别是过粉磨的小粒径的粒子更容易絮凝,一部分游离水被包裹在絮凝水泥粒子团中间,水泥的持水量与水泥的物理、化学性质、水泥的矿物组成及水泥的分散度有一定关系,不同厂家的水泥持水量在很大范围内变化,持水量决定水泥混凝土用水量,这就构成了各厂家水泥的使用特点。
外加剂的分散作用能够提高水泥凝聚体的分散度,改变结合水、吸附水和游离水的比例,提高游离水,以提高水泥浆的流动性和稳定性,其作用机理有:
1)在固-液界面产生吸附,降低颗粒表面能,使水泥分散体的热力学不稳定性降低,获得相对稳定。
2)增大水泥粒子表面的动电电位,从而增大粒子之间的静电排斥,破坏了水泥粒子的絮凝结构。
3)吸附在粒子表面的外加剂形成熔剂化膜,阻止凝聚结构的形成。
4)由于在水泥粒子表面形成吸附层,产生对水泥初期水化的抑制作用,提高了游离水和水泥浆的流动性。
5)引入稳定均匀的微小气泡,减少水泥粒子之间的摩擦,以提高水泥浆的分散性和稳定性。
水泥分散体系是固-液分散体系,同时伴随着水泥水化过程和相变过程,随着水化的进行,液体量减少,固相量增大,逐渐失去流动性,在运输及泵运过程中保持一定的流动性,满足施工要求。
水泥的持水量和水化速度是决定用水量及经时损失的主要因素,同时构成了各厂家水泥的特点,有些适应性好,有的较差。
水泥用水量可在水泥生产中适当加入一些表面活性剂,即助磨剂,加以解决。
2 坍落度及经时损失
坍落度6cm~8cm的基准混凝土,掺外加剂后可得到坍落度为20~22cm的流态混凝土,配置基准混凝土时,用水量越小越好,水灰比低,混凝土强度越高。
现原则上要求每立方混凝土用水量控制在185kg内,各水泥厂用水量相差较大,这与水泥熟料、混合材种类及水泥细度有很大关系,用水量低的水泥混凝土强度较好。
新配混凝土随时间的延长,坍落度逐渐减小,最终失去流动性,其损失的速度取决于外加剂的品种。
拌和温度及水泥的早期硬化特性!坍落度及经时损失机理主要是水泥水化反应所引起的物理凝聚现象,在这里只谈一谈水泥的水化影响。
水泥的水化速度影响有矿物组成及水泥细度,
其矿物还取决于矿物晶形及组成,结晶完整水化速度较慢,对外加剂的适应性相对较好。
矿物组成中铝酸三钙、铁铝酸四钙、水泥中碱含量及硅酸三钙影响较大,硅酸三钙水化速度最快,为控制水泥的初始凝结过程,水泥生产中石膏掺入量应与熟料中的硅酸三钙及碱含量相匹配,浆体中的铝酸盐、硫酸盐、钙离子比例合适,所形成的钙矾石沉淀在水泥颗粒的表面使硅酸三钙水化速度减慢,这样浆体在整个诱导期保持流动性。
由于流态化混凝土中所掺
外加剂含有硫酸盐及碱,降低了水泥中SO
32-
的含量,影响矾石形成量不足,大量外加剂难
以控制混凝土使用特征,我们称为欠硫化现象;另外水泥颗粒在20μm内含量特别是3μm以下颗粒水化速度较快,对初始用水量及经时损失影响较大。
3 解决水泥对外加剂适宜性的措施
基于上述对混凝土工作特性影响,本文提出思路性措施,可根据本情况在实验基础上解决,高硅率配料的熟料各矿物组成较合理,解决途径主要从混合材种类及水泥颗粒组成着手;对低硅率配料的熟料融矿物相对较多,除了细度与混合材种类外,可考虑在水泥中加入表面活性剂、碳酸钠、硫酸纳及糖钙加以解决
腾辉水泥采用湿法生产,用高细磨粉磨,硅酸三钙及颗粒控制较差,3μm以下颗粒占20%。
从实验看,有欠硫及水化快的特点,采取相应措施混凝土使用特性能得到控制。
1)控制熟料中的铝酸三钙的含量!
2)粉磨水泥最好采用圈流系统,减少3μm以下颗粒含量。
3)水泥中加入助磨剂,可减少立方混凝土用水量。
4)在实验的基础上确认是否有欠硫现象,可加入少量的硫酸钠及糖钙,糖钙要适量,稍过量有泌水现象。
总之,水泥外加剂适用性是一个系统问题,通过外加剂的调整及掺入方法均能得到解决,但各搅拌站使用各种品牌水泥,外加剂调整有一定难度,水泥厂根据自身产品特点采取上述措施对产品进行改进,适应顾客的这一特性要求。
腾辉水泥采用湿法生产,用高细磨粉磨,硅酸三钙及颗粒控制较差,3μm以下颗粒占20%。
从实验看,有欠硫及水化快的特点,采取相应措施混凝土使用特性能得到控制。
1)控制熟料中的铝酸三钙的含量!
2)粉磨水泥最好采用圈流系统,减少3μm以下颗粒含量。
3)水泥中加入助磨剂,可减少立方混凝土用水量。
4)在实验的基础上确认是否有欠硫现象,可加入少量的硫酸钠及糖钙,糖钙要适量,稍过量有泌水现象。