影响萘系高效减水剂与普通硅酸盐水泥适应性的一些关键的水泥因素
中国混凝土网 [2004-12-31] 网络硬盘 我要建站 博客 常用搜索
一、前言
在有的水泥和高效减水剂系统中，高效减水剂在低水灰比的混凝土中不同程度上存在坍落度损失快，是一个突出的问题；而在另一些情况下，水泥和水接触后，在开始60～90分钟内，大坍落度仍能保持，没有离析和泌水现象。前者，外加剂和水泥是不适应的，后者是适应的。
萘系减水剂是当前混凝土中使用最多的外加剂，其适应性的问题已有许多文献证明，但在文献中，也报导了以木质素系为主要成份的普通减水剂不适应的一些事例。
用莫斯锥研究掺有高效减水剂超塑性水泥浆体时，发现有一个临界掺量，超过这一掺量，增加高效萘系减水剂掺量，水泥浆体的流动性和混凝土的初始坍落度不再增加，这一点称为饱和点，在这一点的萘系减水剂的掺量称为饱和掺量。
当研究通过莫斯锥的流过时间与高效减水剂掺量之关系时，有些水泥在加水后5分钟和60分钟时流过时间没有任何差异，而其它的一些水泥流过时间增加很多，即使萘系减水剂是高掺量也是如此。 在有些情况下，在饱和点以上，增加萘系减水剂的掺量，可使混凝土在长时间内保持大坍落度，而在另外一些情况下，在饱和点之外增加萘系减水剂的掺量会导致离析和泌水。在第一种情况下，就说水泥和萘系减水剂是适应的；在第二种情况下，就说水泥和萘系减水剂是不适应的。
水泥的组成和物化性能，特别是其中C3A含量，水泥的细度、熟料粉磨时所用硫酸钙的性能和硫酸盐饱和程度（Sulfatisation degree），在有些研究中作为影响水泥和多磺酸盐的高效减水剂之间适应的重要参数已经能鉴别。目前水泥中的可溶性的碱（实际是碱的硫酸盐）已证明是重要的参数，对于每一种水泥和多磺酸盐的高效减水剂的复合系统，可能存在一个可溶性碱的最佳含量，在低碱水泥中，加入少量的硫酸钠明显地改善水泥浆体和由这种水泥制备混凝土的流变性。使用残留硫酸盐量较高的高效减水剂也能改善混凝土坍落度损失。
众所周知，运用延迟或二次添加高效减水剂的方法也可改善有些水泥和高效减水剂系统的流变性。实际上，当多磺酸盐的高效减水剂在混凝土开始搅拌时加入，它与水泥中的C3A反应生成有机和无机的络合物，而高效减水剂在砼搅拌过程中稍后加入，高效减水剂仅被钙矾石少量的吸附。
为了更好地了解水泥和多磺酸盐高效减水剂系统中经常发生这种不适应性的原因，有计划的研究了16种有明显差异的硅酸盐水泥，其C3A的含量为1.3～11.8％，SO3的含量为0.09～2.90％。这些水泥是用碱含量为0.07～0.87％Na2O eq的熟料制备的。 二、材料
研究所用水泥及其物化性能列于表1，熟料组成示于表2。在给定的水泥中，熟料的组成对明确SO3的来源是重要的，由表2可以看出熟料中的SO3量从0.09到2.9％,这就意味着，在熟料粉磨过程中来自石膏的SO3为0.04～3.12％。碱的硫酸盐溶解非常快，并比硫酸钙溶解的快，因此在水泥和水接触开始的几分钟内，水泥浆体孔隙溶液可以非常快的获得。所用高效减水剂是有良好性能的多萘磺酸钠，这种高效
减水剂有很高的纯度和其它所需要的功能，其分子量分布示于图1。
表1 水泥鲍氏组成和碱含量 水泥 Na2O K2O Na2Oeq Na2Osol C3S C3A C4AF SO3 S.D.** A1 0.30 0.69 0.75 0.25 57 8.3 9.6 3.52 41 A4 0.14 0.80 0.67 0.44 55 7.3 8.9 3.46 106 A6 0.64 0.42 0.41 66 6.9
10.4 3.56 96 A7 0.10 0.92 0.71 0.62 47 7.0 10.7 3.45 141 B3* 0.16 1.05 0.85 0.48 53 6.7 8.7 3.32 129 B4* 0.16 1.05 0.85 0.45 54 6.8 9.0 3.15 129 B8 0.77 0.41 52 8.0 9.6 2.94
443 B10 0.17 0.70 0.63 0.46 59 8.7 8.6 3.50 147 C1 0.16 0.16 0.22 0.22 66 9.4 5.5 2.93 286 C3 0.19 1.05 0.58 0.58 66 8.0 7.7 3.66 124 C4 0.05 0.98 0.47 0.47 53 6.2 9.6 3.51
256 C6 0.22 0.53 0.42 0.42 57 10.0 5.8 3.33 161 D1 0.02 0.15 0.04 0.04 61 6.8 11.3 2.74 691 D2 0.03 0.06 0.03 0.03 64 11.5 0.9 2.78 100 D3 0.19 0.48 0.55 0.55 55 7.7 9.1 2.79