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外加劑和水泥适應性不好怎麼調整

圖文 更新时间:2024-09-17 05:22:16

外加劑和水泥适應性不好怎麼調整? 外加劑與水泥産生不相适應的情況時有發生,尤其在使用泵送減水劑時,這種現象更加頻繁,下面我們就來聊聊關于外加劑和水泥适應性不好怎麼調整?接下來我們就一起去了解一下吧!

外加劑和水泥适應性不好怎麼調整(甄别及調整外加劑與水泥适應性的實驗方法)1

外加劑和水泥适應性不好怎麼調整

外加劑與水泥産生不相适應的情況時有發生,尤其在使用泵送減水劑時,這種現象更加頻繁。

不相适應的表現大緻有以下幾種情況:一是新拌混凝土坍落度偏小,擴展度更小,而此時的減水劑用量已經相當大,通俗的說法就是“打不開”;二是坍落度損失大,有時甚至出現假凝, 即在攪拌開始時水泥漿很稀,随即迅速發粘、變幹,出機後混凝土和易性很差;三是雖然坍落度和擴展度都不小,但混凝土泌水,有時滞後1~3小時泌水并且嚴重;四是砂漿包裹不住石子,發生離析但卻并未大量泌水;五是新拌混凝土中未觀察到明顯不适應,可是硬化後強度偏低。特定外加劑與特定的水泥發生不相适應的原因可能來自三個方面:水泥特性引起;混凝土組成材料,特别是其中的砂及摻和料引起;外加劑本身匹配不當所引起。究竟哪個是主要原因,需要經過試驗和分析,要想調整到相适應,就必須進行試驗。

于是,從何處着手開始試驗的問題就擺到我們面前了。

第一步宜從檢測拟用的水泥pH值開始,也就是水泥的堿度。用pH試紙就可以完成這項工作,當然用pH計或pH筆更好。可以用三份水溶解一份水泥(以重量計),充分攪拌後沉澱澄清,取清液一滴置于廣泛pH試紙上,觀察試紙背面變色程度以确定水泥的堿性。一般pH值應在12以上,但也有普通矽酸鹽水泥pH值隻有9~10,個别的更低。試驗結果讓我們能初步判斷:水泥中可溶性堿量大還是小;水泥中的混合材是否是含偏酸性的材料或石粉類惰性材料而使pH值偏低。

第二步是考察。考察的第一部分是要盡量設法取得該種水泥的熟料分析結果。水泥廠每班做一次熟料的螢光快速分析,每個月有一個平均值,雖然不可能寫在水泥合格證上,但也不是一個保密資料。如果我們能得到近期任何一日的熟料分析結果也可以。根據分析數據可以計算出水泥中的四種礦物:鋁酸三鈣C3A,鐵鋁酸四鈣C4AF,矽酸三鈣C3S和矽酸二鈣C2S的數量。影響水泥适應性的礦物是C3A、C3S和C4AF。這些數據可以幫助我們選擇緩凝劑的品種。另外根據熟料分析中的堿和硫含量數據,能計算出塑化度值SD作為複配外加劑時要适當增加硫酸鹽還是增加堿的參考依據。

雖然熟料分析單中的堿是總堿量而非單純的可溶性堿量,但對我們快速認定SD值仍有重要的參考價值。而将水泥溶于水後,溶液的堿含量是包括混合材在内的可溶性堿含量,對調整适應性的試驗可能更有意義。

考察的第二部分是了解熟料磨成水泥時摻加了什麼種類的混合材料以及摻量是多少,這對分析諸如混凝土泌水、凝結時間異常(過長、過短)的成因都很有幫助。粉磨熟料時混合材隻是礦渣(水渣)或粉煤灰,則成品水泥對外加劑尤其是緩凝劑的适應性就好, 但以水淬粒化高爐礦渣作混合材的水泥有時泌水, 這是因其硬度大于熟料,不易磨得與熟料同樣細的緣故。混合材是煤矸石、頁岩灰、沸石等火山灰質材料時,成品水泥表現為吸附高效減水劑,減水劑摻量必須增加很多才能得到預計的混凝土坍落度,并且擴展度可能還達不到要求,往往犧牲了外加劑用量其效果也不明顯。粉磨時混合材若是石灰石粉,則成品水泥易産生泌水。加入其他工業廢渣,雖然可能摻量不大,但磨成水泥後與外加劑的适應性就差,而且還比較難調整。熟料粉碎時所摻的石膏也有很大關系,如脫硫石膏、無水石膏、難溶性硬石膏、工業廢石膏、钛石膏等,對水泥與外加劑的适應性都有較明顯的差異。

考察的第三部分是要掌握混凝土摻和料的品種和細度情況。全摻礦渣粉易泌水,但改善了混凝土多種性能。全摻普通粉煤灰需要較多的拌和水量,而且凝結時間長,不過卻明顯抑制了泌水,但優質粉煤灰可以減少減水劑用量,如果摻的是統灰,因其中含一部分三級灰,則往往就是使高效減水劑“失效”的主要原因。摻和料細度很關鍵,料粗不但會使混凝土泌水(例如粗粉煤灰),甚至會使坍落度損失變大。粉煤灰的燒失量、礦渣粉中摻石粉的數量(說白話就是摻假的程度)都很重要,會直接影響外加劑尤其是高效減水劑和緩凝劑對水泥的适應性。

這就像中醫診病的問、聞、望、切,西醫診斷時要開化驗單,作血常規,B超或CT一樣。總之先診後斷,最後才能制定出治療方案。

适應性試驗之第三步是找出所用的高效減水劑對這種水泥的飽和摻量值,如果是兩種或幾種高效減水劑混用的,就按混用的總量通過水泥淨漿試驗找出飽和摻量點。高效減水劑的用量越接近該水泥的飽和摻量,就越容易得到較好的适應性。但是早強水泥的飽和摻量點普遍較高,令傳統的高效減水劑用量超過1%或0.8%(按折固量計算),這對于通常摻量不超過2.5%的泵送劑來說,達到飽和摻量很不現實,連“接近”都不可能,主要還需依靠不同高效減水劑的複配,以及與多種緩凝劑的複配來達到調整适應性的目的。根據經驗,減水劑用量低于飽和摻量的70%,即使用多種緩凝劑同時調整适應性,也無法得到滿意的結果。

水泥淨漿試驗可以用純水泥做,也可把300克膠凝材料總量按照混凝土配合比中的膠凝材料的比例分配。先用前個方案再用後個方案做,往往更容易找出正确的結果。即将重新頒布的《混凝土外加劑應用技術規範》中用水泥膠砂試驗代替水泥淨漿作為外加劑相容性的快速試驗方法可能是一個更好的選擇。

第四步是試着調整水泥中的堿硫酸鹽化程度亦即熟料塑化度到合适的範圍。熟料塑化度SD值計算式為:

SD=SO3 /(1.292Na2O+0.85K2O)

各個成分含量值正是在熟料分析中列出的。SD值範圍是40%~200%,偏低也就是三氧化硫少了,要在外加劑中加少量含硫的鹽如硫酸鈉,偏高即是分子大了也就是三氧化硫多了,應當把外加劑pH值略微調高例如用碳酸鈉、苛性鈉等。

第五步則要試配複合外加劑并通過淨漿試驗找出适合的調凝劑品種及恰當的摻量。要參考第二步考察的結果,選擇可能最有效的調凝劑。矽酸三鈣礦物多的水泥宜使用葡萄糖酸鈉和其他羟基羧酸鹽,使用聚磷酸鹽特别是六偏磷酸鈉及三聚磷酸鈉等,但葡萄糖酸鈉與六偏磷酸鈉之間易産生交互作用,建議不要同時使用。鋁酸鹽礦物多的水泥除了選擇葡萄糖酸鈉之外,還必須複配恰當的助劑—伴侶,如三聚磷酸鈉等,單糖對葡鈉有增效作用,故氣溫高時可選用。有一種觀點是此時應改用聚羧酸系減水劑,因為鋁酸鹽礦物嚴重吸附萘磺酸鹽系等磺酸基高效減水劑但卻不吸附羧酸基高效減水劑。某商品混凝土公司用砂的含泥量一般,但混凝土坍落度損失一直很大,後經試驗全部改用聚羧酸系減水劑,使坍落度損大、擴展度小的難題得以解決。如果無法得知水泥熟料化學及礦物成分也不了解水泥混合材種類,外加劑複配就隻能先用葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉或六偏磷酸鈉中任一種來嘗試,加堿還是加硫酸鹽也得輪番嘗試。

當砂質量較差如含泥多,或全用人工砂、特細砂攪拌混凝土時,在淨漿試驗得到滿意結果之後,必須繼續做膠砂試驗,進一步調整與外加劑的适應性。

适應性試驗的第六步是混凝土試驗,拌和物的量最少不宜少于10升。由于砂、石、水等多種材料的加入,膠凝材料量也比淨漿試驗大10餘倍,加上試驗人員操作手法不同等因素

影響,淨漿與混凝土試驗結果常常相違。雖然可能要做較大調整,但不必推倒重來,前面試驗所用的大部分外加劑成分可繼續采用,但其用量可能會不同,有些組分可能要增删,增加高效減水劑的用量有時也是必要的。總之,淨漿調好了,可能在混凝土中仍然達不到預期;若是淨漿都沒有調好,則混凝土可能會出現更大問題。

地方性建材質量越來越差是當前普遍現象,砂子含泥量過高在許多地區巳經變得十分“正常”,這使适應性調整變得更加困難。因集料中含泥量高而使拌和物變得太黏,此時采用降黏劑效果也不明顯,往往用氨基磺酸鹽高效減水劑與萘系高效減水劑複合并适當摻用易泌水的緩凝劑有可能會得到較好的效果,此時調整砂的好、差搭配往往會比調外加劑更省錢、省力。

小量試驗成功後,有時還需要放大量重複一次,例如25升~45升,因為結果可能還會有一些不同。隻有一定數量的混凝土試驗成功,才算完成了适應性調整。

但是在很多情況下,僅僅用調整外加劑的辦法也達不到滿意效果,即使适應性可以過得去,但有時因産品成本過高又令用戶不好接受。因此,适應性調整試驗的第七步就是适當修改混凝土配合比:視不适應的不同表現,可以适當增加或減少礦物摻和料數量,而且把單摻一種摻和料改成雙摻,即同時采用兩種不同的摻和料,雙摻比單摻為優是毋庸置疑的;增加或減少水泥用量,可以解決混凝土發黏、坍落度損失快以及混凝土泌水,尤其是表面露砂等缺陷;略微提高或減少用水量;加大或降低砂率、甚至部分調換砂的品種,比如粗細砂搭配、天然砂與人工砂搭配等。這些小修改能使成本基本不變,操作也簡單,但效果有時會很明顯。當然,必要時更換一個生産廠的水泥也會解決久而未決的問題。

在适應性調整過程中要特别重視同類組分的協同作用。在緩凝組分選擇上不宜隻選用一種,而宜同時選配2~3種彼此有明顯相互加強作用即協同作用的物質。減水組分也是兩種高效、普通減水劑複配(同時)使用,能起到優勢互補作用。較經典的做法如萘磺酸鹽與氨基磺酸鹽複配,比較新的做法如酮醛縮合物與改性堿木素的複合、脂型與醚型聚羧酸系的複配等。

水泥與外加劑特别是高效減水劑适應性是受多種因素影響的複雜問題,有時依賴複配方案或調整混凝土配合比仍無法解決,隻能更換水泥品牌或生産廠家,以及化學合成新的高分子助劑(如一些國際著名品牌外加劑公司的做法)予以解決。

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