水泥與混凝土減水劑適應(yīng)性影響因素

水泥與混凝土減水劑適應(yīng)性影響因素第一頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日主要內(nèi)容第二頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日第三頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日概述水泥與減水劑的適應(yīng)性問題已經(jīng)成為困擾混凝土工作者的一個(gè)難題，影響外加劑的應(yīng)用效果和推廣應(yīng)用。影響因素極其錯(cuò)綜復(fù)雜，涉及到：水泥和其他礦物摻合料：物理和化學(xué)性能減水劑：高分子材料學(xué)、表面物理化學(xué)和電化學(xué)骨料性能混凝土拌合物性能。適應(yīng)性概念是什么？第四頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日適應(yīng)性的概念水泥與高效減水劑適應(yīng)性包括三個(gè)方面：初始工作性（坍落度、擴(kuò)展度……)是否有明確的飽和點(diǎn)工作性損失情況第五頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日適應(yīng)性的概念

水泥與減水劑適應(yīng)時(shí)：減水劑在常用摻量下能夠達(dá)到它自身的減水率；沒有離析和泌水現(xiàn)象；坍落度隨時(shí)間變化損失相應(yīng)較?。粚?duì)混凝土的強(qiáng)度等性能無負(fù)面影響。

不適應(yīng)時(shí)：初始坍落度小，坍落度損失快，離析，泌水，外加劑用量增加。第六頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日第七頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日一、水泥基本知識(shí)概述水泥的性能主要取決于水泥熟料的質(zhì)量，優(yōu)質(zhì)的水泥熟料應(yīng)該具有合適的礦物組成和良好的巖相結(jié)構(gòu)。水泥的礦物組成及其比例對(duì)減水劑適應(yīng)性關(guān)系非常密切。

摻和料對(duì)減水劑適應(yīng)性有較大影響。影響適應(yīng)性的主要因素分析。第八頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日（一）水泥熟料礦物組成及特征1．礦物組成礦物分子式礦物名稱簡(jiǎn)寫3CaO·SiO2硅酸三鈣C3S2CaO·SiO2硅酸二鈣C2S3CaO·Al2O3鋁酸三鈣C3A4CaO·Al2O3·Fl2O3鐵鋁酸四鈣C4AFCaSO4·2H2O二水石膏CSH2CaSO4無水石膏CS第九頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日2．水泥礦物的主要特征1）C3S：水泥熟料的主要礦物，其含量一般為50%左右。水化較快，強(qiáng)度發(fā)展比較快，凝結(jié)時(shí)間正常，水化熱較高。單礦物膠粒動(dòng)電性質(zhì)呈“陰性”。2）C2S：水泥熟料中以β型存在，其含量一般為20%左右。β-C2S水化較慢（28d僅水化20%左右），凝結(jié)硬化緩慢，早期強(qiáng)度較低，水化熱較低。單礦物膠粒動(dòng)電性質(zhì)呈“陰性”。第十頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日3）C3A：

含量在7%-15%之間。水化迅速，放熱量大，凝結(jié)時(shí)間很快（若不加石膏，易使水泥急凝），硬化也很快，其強(qiáng)度在3d幾乎大部分已發(fā)揮出來，早期強(qiáng)度高但絕對(duì)值不高，干縮大，抗硫酸鹽性能差。單礦物膠粒動(dòng)電性質(zhì)呈“陽(yáng)性”（即帶正電荷）。4）C4AF：含量為10%-18%。水化強(qiáng)度介于C3A與C3S之間，早期強(qiáng)度發(fā)揮較快，但后期還能不斷增長(zhǎng)，抗沖擊和抗硫酸鹽性能較好。單礦物膠粒動(dòng)電性質(zhì)呈“陽(yáng)性”。水泥礦物的主要特征第十一頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日5）CSH2（CS）：熟料粉磨成細(xì)粉時(shí)摻入5%左右的石膏，不僅可調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，同時(shí)還能提高早期強(qiáng)度，降低干縮變形，改善耐久性、抗?jié)B性等一系列性能。單礦物石膏（尤其是CS）膠粒動(dòng)電性質(zhì)呈很強(qiáng)的“陽(yáng)性”。水泥礦物的主要特征第十二頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日（二）水泥的水化硬化C3S：2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)2(C-S-H)(CH)C2S：2(2CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2第十三頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日C3A（在石膏存在的條件下）:3CaO.Al2O3+3(CaSO4.2H2O)+26H2O→3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O鈣礬石（AFt）

C4AF：與C3A水化硬化狀況基本相似。第十四頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日

總之，水泥的水化產(chǎn)物主要為:（C-S-H）約占70%左右;（CH）約占20%左右;（AFt）約占7%左右。

第十五頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥標(biāo)號(hào)和水灰比是影響混凝土抗壓強(qiáng)度的主要因素:fcc28=AK0fcb（C/W-B）

（而減水劑能起到顯著降低混凝土水灰比的作用）第十六頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日混凝土強(qiáng)度與水灰比之間的關(guān)系不完全密實(shí)的混凝土振動(dòng)人工搗實(shí)完全密實(shí)的混凝土抗壓強(qiáng)度水灰比第十七頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日（三）水泥物理－化學(xué)性能的影響第十八頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥物理－化學(xué)性能的影響水泥的礦物組成吸附順序C3A>C4AF>C3S>C2S，在高效減水劑摻量相同的情況，C3A和C4AF含量較高的水泥漿體中，減水劑的分散效果較差。C3A活性（取決于其形態(tài)和熟料硫化程度）混合材品種高效減水劑對(duì)礦渣水泥和粉煤灰水泥的適應(yīng)性較好；而對(duì)火山灰、焙燒煤矸石及窯皮為混合材的水泥的適應(yīng)性較差，這時(shí)要達(dá)到預(yù)期的效果，就需要適當(dāng)增加高效減水劑的摻量。第十九頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥物理－化學(xué)性能的影響

水泥的細(xì)度水泥的比表面積越大，對(duì)減水劑的吸附量就越多。

水泥的陳化時(shí)間使用剛出磨的水泥和出磨溫度還較高的水泥，就會(huì)出現(xiàn)減水率低、坍落度損失快的現(xiàn)象。使用陳放時(shí)間稍長(zhǎng)的水泥，就可以避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

水泥的堿含量AAR堿含量過大會(huì)導(dǎo)致混凝土的凝結(jié)時(shí)間縮短和坍落度經(jīng)時(shí)損失變大。

第二十頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥物－化學(xué)性能的影響可溶性堿類的重要性（控制流動(dòng)性和流動(dòng)性損失的主要參數(shù)之一）：堿性硫酸鹽少的水泥，由于減水劑強(qiáng)烈的吸附，導(dǎo)致混凝土坍落度損失特別快；可溶性堿含量增加時(shí)，吸附減水劑量線性下降?？扇苄詨A的最佳值為0.4~0.5%Na2O當(dāng)量，低于最佳值時(shí)加入Na2SO4，水泥流動(dòng)性會(huì)顯著增加。第二十一頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥物理－化學(xué)性能的影響石膏的形態(tài)：水泥中SO42-離子的溶解速度必須和C3A的活性平衡不同形態(tài)石膏的溶解度(25℃，以無水CaSO4計(jì))石膏形態(tài)溶解度(g/L)二水石膏2.08α－半水石膏6.20β－半水石膏8.15可溶性無水石膏6.30天然無水石膏2.70第二十二頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日（四）實(shí)施ISO標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高效減水劑和水泥適應(yīng)性的影響第二十三頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日2001年4月開始實(shí)施新的水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與原標(biāo)準(zhǔn)的差別：水膠比—0.5；原—0.44；膠砂比—1：3；原—1：2.5；砂的級(jí)配—0.08~2.0mm，三級(jí)配；原—0.25~0.65mm，單級(jí)配。造成的影響：水泥膠砂強(qiáng)度大幅度下降，平均約下降10MPa第二十四頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日提高C3A含量：外加劑被吸附，塑化效果變差提高水泥比面積：不利于高效減水劑的塑化效果，摻量需要增加20～30％。水泥磨細(xì)使減水劑的飽和摻量增大，并加劇了水泥漿體的流動(dòng)性損失。助磨劑：提高粉磨效率，助磨劑和高效減水劑之間也可能存在適應(yīng)性的問題，對(duì)此應(yīng)加以深入研究。水泥廠應(yīng)對(duì)措施第二十五頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日控制水泥合理的顆粒級(jí)配初始流動(dòng)度：

X2大于X1；1hr后的流動(dòng)度：

X2小于X1。第二十六頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日提高水泥顆粒球形度水泥顆粒級(jí)配和顆粒球形度的變化對(duì)減水劑的飽和摻量影響不大，但影響了水泥漿體的初始及1hr后的流動(dòng)度。水泥T1的初始及1hr后的流動(dòng)度均大于T2；第二十七頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日優(yōu)化混合材的種類、細(xì)度和摻量礦渣和粉煤灰的摻入可使水泥漿體的流動(dòng)度增大、流動(dòng)度損失減小?；旌喜牡妮o助減水作用主要靠三個(gè)作用：顆粒吸附作用；顆粒堆積作用；顆粒球形作用。提高混合材比面積可提高水泥強(qiáng)度，改善水泥與減水劑的適應(yīng)性，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥的可行技術(shù)措施之一。第二十八頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日第二十九頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日重視控制水泥中硫酸鈣的含量和溶解速度加強(qiáng)磨機(jī)內(nèi)物料溫度的控制單獨(dú)粉磨混合材，提高混合材比面積選擇適宜的水泥品種改變減水劑的品種、摻量、摻加方法改善水泥和減水劑適應(yīng)性的措施第三十頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日第三十一頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日二、減水劑的作用機(jī)理（一）減水劑分子結(jié)構(gòu)模型減水劑屬于表面活性劑并大多屬陰離子表面活性劑。表面活性劑分子結(jié)構(gòu)

親水基團(tuán)親油基團(tuán)COOH或OH或SO3NaCH3CH2CH2CH2第三十二頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日MajorclassesofsuperplasticizerpolymerPartiallyesterifiedpolycarboxylicacidwithpolyoxyethylenesidechains(PCE)Naphthalenesulfonateformaldehydecondensate(PNS)--第三十三頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日

陰離子表面活性劑

離子型表面活性劑

陽(yáng)離子表面活性劑

兩性表面活性劑表面活性劑

非離子型表面活性劑減水劑分子結(jié)構(gòu)模型第三十四頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日（二）水泥產(chǎn)生絮凝狀結(jié)構(gòu)體的原因1．水泥膠粒水化過程中產(chǎn)生異性電荷作用。2．水泥膠粒的熱運(yùn)動(dòng)，邊棱角處相互碰撞結(jié)合。3．水化反應(yīng)生成新的水化產(chǎn)物。絮凝狀結(jié)構(gòu)體內(nèi)部包裹著很多自由水。第三十五頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日（三）減水劑作用機(jī)理1、吸附分散作用機(jī)理1）同性電荷的相斥作用2）漿體間的潤(rùn)滑作用氫鍵締合（半剛性水膜）極性微氣泡（泡沫珠）第三十六頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥顆粒水泥絮凝狀結(jié)構(gòu)示意減水劑作用示意圖第三十七頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日OOHROeSHOeHHOeHOeH表示氫鍵減水劑極性親水基團(tuán)以氫鍵的形式與水分子締合的作用第三十八頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日極性微氣泡所起潤(rùn)滑作用示意圖第三十九頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日聚羧酸鹽減水劑有良好的分散性主要得益于以下兩種機(jī)理：

1．空間位阻效應(yīng)

2．由于本身所帶電荷所引起的靜電排斥作用2、空間位阻效應(yīng)

主鏈、支鏈、側(cè)鏈形成梳型狀吸附網(wǎng)絡(luò)。第四十頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日聚羧酸鹽（PCE）超塑劑和其空間位阻示意圖

水泥顆粒側(cè)鏈羧酸基（負(fù)電荷）對(duì)水泥顆粒起吸附作用

聚合物主鏈

側(cè)鏈羧酸基（負(fù)電荷）對(duì)水泥顆粒起吸附作用

接枝鏈空間位阻第四十一頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日Polynaphthalenesulfonate(PNS)Polycarboxylate(pc)DispersionMechanismLongSlumpRetentiononHydration第四十二頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日（四）減水劑在混凝土中所起的作用混凝土外加劑品種較多，功能各異。可以說混凝土外加劑已成為改善混凝土性能方面幾乎無所不能的重要措施。其作用為：1．改善混凝土或砂漿拌和物施工時(shí)的和易性和可泵性；2．改善混凝土或砂漿的強(qiáng)度及其它物理力學(xué)性能；第四十三頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日3．節(jié)約水泥用量或代替特種水泥；4．加速混凝土或砂漿的早期強(qiáng)度發(fā)展；5．調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的凝結(jié)硬化速度；6．調(diào)節(jié)混凝土或砂漿的含氣量；7．降低水泥水化熱或延緩水化放熱速度；8．改善拌合物的泌水性能；減水劑所起的作用第四十四頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日9．提高混凝土或砂漿耐各種侵蝕鹽類的腐蝕性；10．減弱堿-集料反應(yīng)；11．改善毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)；12．減少混凝土的收縮；13．提高鋼筋的抗銹蝕能力；14．提高鋼筋與混凝土的握裹力；15．提高新老混凝土界面的粘結(jié)力；減水劑所起的作用第四十五頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日簡(jiǎn)單歸納為：

增大混凝土的流動(dòng)性，改善施工性（在保持水泥用量和水灰比相同的情況下）；由于水灰比的降低，從而提高了混凝土的強(qiáng)度和耐久性等一系列性能（在保持流動(dòng)性相同的情況下）；可以減少水泥用量，降低成本（在水灰比、流動(dòng)性不便情況下）更多情況是幾種功能兼而得之。減水劑所起的作用第四十六頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日（五）減水劑發(fā)展概況第四十七頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日1．木質(zhì)素系減水劑——第一代減水劑木質(zhì)素系減水劑按其帶陽(yáng)離子的不同，有木質(zhì)素磺酸鈣（木鈣）、木質(zhì)素磺酸鈉（木鈉）和木質(zhì)素磺酸鎂（木鎂）等區(qū)別。它是生產(chǎn)紙漿或纖維漿的廢液，經(jīng)生物發(fā)酵提取酒精后的殘?jiān)ň撇郏?，采用石灰乳中和、過濾、噴霧干燥而制得木鈣。若采用氫氧化鈉中和制得的木鈉，一般摻量為水泥重量的(0.20~0.25)%。其改性措施有分子量分級(jí)改性、降糖改性等。減水劑的發(fā)展第四十八頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日2．高效減水劑——第二代減水劑1）萘磺酸鹽系（1962年問世）萘系減水劑為芳香族磺酸鹽醛類縮合物，屬陰離子表面活性劑，全稱為β-萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽。其主要工藝為磺化、水解、縮聚、中和。萘系減水劑有低濃和高濃之別，低濃產(chǎn)品硫酸鈉含量約在18%左右，而高濃產(chǎn)品硫酸鈉含量小于5%。一般摻量為水泥重量的(0.50~0.75)%。減水劑的發(fā)展第四十九頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日2）密胺樹脂系減水劑（1964年問世）是一種水溶性的聚合物樹脂，全稱為磺化三聚氰胺甲醛縮合物，也屬陰離子表面活性劑。生產(chǎn)密胺樹脂減水劑的主要原料為三聚氰胺、甲醛、氫氧化鈉、焦亞硫酸鈉和硫酸等。其主要生產(chǎn)工藝為羥甲基化、單體磺化、縮聚和中和反應(yīng)。一般摻量與萘系減水劑大致相同。減水劑的發(fā)展第五十頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日3）脂肪族系減水劑（90年代開發(fā)）生產(chǎn)脂肪族減水劑的主要原料為丙酮、焦亞硫酸鈉、氫氧化鈉等。由于丙酮可廣泛用作油脂、樹脂、賽璐璐等的溶劑，化學(xué)性質(zhì)活潑，能發(fā)生鹵化、加成、縮合等反應(yīng)。因此，將此類產(chǎn)品稱為脂肪族系減水劑，全稱應(yīng)該為：羰（tang）基焦醛高效減水劑。羰基又稱碳氧基。減水劑的發(fā)展第五十一頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日其摻量較低，對(duì)水泥的適應(yīng)性比萘系和密胺系好，但由于產(chǎn)品呈紅色，往往受到質(zhì)疑。減水劑的發(fā)展CH3CSO3NaCH3OCH2CH2OCCH2CH2OnCCH3SO3NaCH3第五十二頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日4）氨基磺酸鹽系（90年代開發(fā)）生產(chǎn)的主要原料為苯酚、氨基苯磺酸、堿和甲醛等。生產(chǎn)工藝較簡(jiǎn)單，不用高溫、高壓反應(yīng)。其摻量要比萘系減水劑低，對(duì)水泥的適應(yīng)性較好，控制混凝土坍落度損失情況較好。由于苯酚原料價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本較高。第二代減水劑還有改性三聚氰胺和氨基羧酸鹽系等高效減水劑。減水劑的發(fā)展第五十三頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日3．聚羧酸鹽系高效減水劑——第三代減水劑聚羧酸鹽系高效減水劑是高分子合成產(chǎn)品，生產(chǎn)合成原料有甲基丙烯酸、環(huán)氧乙烷、甲基丙烯酸甲脂、馬來酸酐、聚乙二醇、甲基烯丙基磺酸鹽等。在引發(fā)劑過硫酸銨、過硫酸鈉等作用下聚合而成。其中有60%以上是以環(huán)氧乙烷（Eo）為基材的聚合物。因此，Eo價(jià)格對(duì)該類減水劑成本至關(guān)重大，也是影響該類高性能減水劑的最大障礙。減水劑的發(fā)展第五十四頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日摻聚羧酸鹽系高效減水劑混凝土的性能特點(diǎn)為：1）摻量低、減水率高、混凝土增強(qiáng)效果大；2）混凝土拌和物流動(dòng)保持性好，坍落度損失低；3）對(duì)水泥的適應(yīng)性較好；4）硬化混凝土收縮低；5）總堿含量低；6）環(huán)境友好。適合配制高強(qiáng)高性能混凝土，大摻量礦物摻合料的混凝土。減水劑的發(fā)展第五十五頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日三代減水劑對(duì)混凝土性能的不同影響（1）品種性能第一代減水劑第二代減水劑第三代減水劑木鈣、木鈉、木鎂等萘系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等各類聚羧酸系高性能減水劑減水率一般摻量：5%-8%飽和摻量：12%左右一般摻量：15%-20%飽和摻量：30%左右一般摻量：25%-30%飽和摻量：大于45%對(duì)混凝土拌合物綜合性能的影響超摻時(shí)，緩凝嚴(yán)重，引氣量大，強(qiáng)度下降嚴(yán)重，單用時(shí)易引起混凝土質(zhì)量事故摻萘系混凝土拌合物坍落度損失大、易泌水；摻密胺系混凝土拌合物坍落度損失大、粘度大混凝土拌合物流動(dòng)性和流動(dòng)保持性好，很少發(fā)生泌水、分層、緩凝等現(xiàn)象強(qiáng)度增長(zhǎng)28d強(qiáng)度比一般在115%左右28d強(qiáng)度比一般在120%~135%左右28d強(qiáng)度比一般在140%以上第五十六頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日品種性能第一代減水劑第二代減水劑第三代減水劑木鈣、木鈉、木鎂等萘系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等各類聚羧酸系高性能減水劑對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的影響對(duì)混凝土的體積穩(wěn)定性影響不大萘系增加混凝土塑性收縮，一般也增加混凝土28d的收縮率。密胺系可降低混凝土28d的收縮率與萘系相比，對(duì)混凝土塑性收縮的影響大大減少，一般不增加混凝土的28d收縮率對(duì)混凝土含氣量的影響增加混凝土的含氣量一般情況下，混凝土含氣量增加很少一般情況下，會(huì)增加混凝土的含氣量，但可控制三代減水劑對(duì)混凝土性能的不同影響（2）第五十七頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日品種性能第一代減水劑第二代減水劑第三代減水劑木鈣、木鈉、木鎂等萘系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等各類聚羧酸系高性能減水劑鉀、鈉離子含量不大一般在5%-15%之間一般在0.2%-1.5%之間環(huán)保性能及其他有害物質(zhì)含量環(huán)保性能好，一般不含有害物質(zhì)環(huán)保性能差，生產(chǎn)過程使用大量甲醛、萘、苯酚等有害物質(zhì)，成品中也含有一定量的有害物質(zhì)生產(chǎn)和使用過程中均不含任何有害物質(zhì)，環(huán)保性能優(yōu)異三代減水劑對(duì)混凝土性能的不同影響（3）第五十八頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日減水劑與水泥的適應(yīng)性外加劑方面原料純度；磺化程度；聚合度等。粉狀減水劑的減水率低于原液狀（等當(dāng)量）。

第五十九頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥與高效減水劑FDN的適應(yīng)性的試驗(yàn)結(jié)果

第六十頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日高效減水劑影響因素分子鏈的長(zhǎng)度磺酸鹽基團(tuán)在鏈中的位置有無硫酸鹽存留第六十一頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日萘系高效減水劑性能的影響萘的磺化程度和磺化產(chǎn)物多萘磺酸和α－萘磺酸會(huì)影響到適應(yīng)性。萘系減水劑分子量的大小分子的最佳核體數(shù)為7～13。平衡離子Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+等對(duì)分散效果和適應(yīng)性影響有所差異。

減水劑的狀態(tài)

液體外加劑減水效果稍好。第六十二頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日第六十三頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日檢測(cè)方法：水泥凈漿試驗(yàn)：包括凈漿流動(dòng)度或損失試驗(yàn)、水泥稠度試驗(yàn)（檢驗(yàn)油井水泥在摻有各種外加劑條件下稠化速度的試驗(yàn)）；砂漿試驗(yàn)：采用跳桌流動(dòng)度，觀測(cè)擴(kuò)展度或損失；混凝土試驗(yàn)：包括坍落度或損失、擴(kuò)展度或損失。第六十四頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)對(duì)于第一和第二代減水劑：這些試驗(yàn)方法所得到的飽和點(diǎn)摻量、流動(dòng)度損失速度與程度的規(guī)律基本上是一致的。對(duì)于第三代減水劑：凈漿流動(dòng)度和混凝土坍落度結(jié)果很多情況下不一致。第六十五頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日高效減水劑性能及與水泥的適應(yīng)性是混凝土工作性設(shè)計(jì)中的核心問題，傳統(tǒng)上通過水泥漿或混凝土坍落流動(dòng)度來評(píng)價(jià)，但水泥漿試驗(yàn)不能表征混凝土的穩(wěn)定性，且由于理論上的缺陷，其結(jié)果經(jīng)常與混凝土試驗(yàn)結(jié)果缺乏對(duì)應(yīng)性，而混凝土坍落度試驗(yàn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)料、復(fù)演性差，對(duì)用水量極為敏感，這些情況在應(yīng)用聚羧酸高效減水劑時(shí)表現(xiàn)得更為明顯。對(duì)于PCE，砂漿擴(kuò)展度試驗(yàn)可以簡(jiǎn)便可靠地比較不同減水劑的飽和摻量、極限擴(kuò)展度、泌水性和擴(kuò)展度的經(jīng)時(shí)變化情況，從而為混凝土工作性設(shè)計(jì)提供依據(jù)。最準(zhǔn)確的是采用混凝土試驗(yàn)評(píng)定。第六十六頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日第六十七頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日(一)、水泥的適應(yīng)性第六十八頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥適應(yīng)性水泥中C3A、C3S的含量

吸附活性順序：C3A>C4AF>C3S>C2S。C3A含量高時(shí)，減水作用減小。C3AC4AFC3S、C2S第六十九頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥適應(yīng)性水泥中石膏的影響鋁酸鹽和水直接反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生閃凝。水泥中摻加二水石膏調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間。水泥漿溶液中的硫酸鈣必須充分溶解并有足夠硫酸鹽離子和鈣離子供給生成硫鋁酸鈣。熟料太熱時(shí)與石膏共同磨細(xì)會(huì)使石膏脫水產(chǎn)生半水石膏和無水石膏，半水和無水石膏水化會(huì)使水泥產(chǎn)生假凝。假凝可以通過進(jìn)一步拌和，破壞生成物結(jié)構(gòu)而恢復(fù)流動(dòng)性。閃凝則不同，如果不加水，它不可能通過進(jìn)一步拌和消除它的剛構(gòu)。部分水泥廠采用硬石膏作調(diào)凝劑，這種水泥會(huì)產(chǎn)生與外加劑不適應(yīng)的問題。木鈣對(duì)某些用硬石膏的水泥有速凝作用。不摻時(shí)，用石膏和用硬石膏的水泥的初、終凝時(shí)間相同，摻加0.2%的木鈣后，用石膏的水泥的初凝時(shí)間延長(zhǎng)4h左右，用硬石膏的水泥則快速凝結(jié)。水泥中石膏與硬石膏的比例小于2時(shí)，摻加外加劑將產(chǎn)生速凝，硬石膏溶解速度比石膏小，當(dāng)摻加木鈣后，硬石膏在飽和石灰溶液中的溶解性進(jìn)一步減小。第七十頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥適應(yīng)性外加劑對(duì)使用不同石膏的水泥的凝結(jié)時(shí)間的影響外加劑種類二水石膏硬石膏初凝終凝初凝終凝木質(zhì)素類4：117：55速硬6：05糖蜜類5：2510：02速硬1：19萘磺酸鹽類2：475：253：425：20第七十一頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥適應(yīng)性水泥堿含量的影響水泥中堿含量高，減水劑的作用降低。水泥中堿含量高，凝結(jié)時(shí)間縮短早期強(qiáng)度提高。水泥Na2O+0.658k2O（%）減水劑品種及摻量（%）流動(dòng)度（mm）萘系減水劑木鈣42.5普通水泥0.520.50

2851.302602.001050.52

0.252051.301902.00115第七十二頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥適應(yīng)性水泥可溶堿（事實(shí)上，可溶SO42-來自堿）、細(xì)度、C3A含量和石膏類型、摻和料種類，是控制摻萘系減水劑水泥漿與混凝土流變性的關(guān)鍵因素。最佳可溶堿含量在0.4～0.6%當(dāng)量Na2O。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(dòng)度損失率。使用可溶堿含量低的水泥時(shí)，不僅當(dāng)減水劑摻量不足時(shí)會(huì)較快損失坍落度，而當(dāng)劑量稍高于飽和點(diǎn)時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的離析與泌水。使用含木質(zhì)素類外加劑，為保險(xiǎn)起見，使用任何外加劑前，都應(yīng)該進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證外加劑的性能是否滿足要求，是否與水泥等原材料之間存在適應(yīng)性問題。并通過試驗(yàn)確定合適的外加劑品種以及相應(yīng)的摻量。第七十三頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日(二)、混凝土坍落度損失第七十四頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日保持分散機(jī)理引入緩凝基團(tuán)，延遲水泥水化反應(yīng)。立體排斥力。溶于堿而不溶于水的高分子化合物。坍落度損失—保持機(jī)理第七十五頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日坍落度損失的機(jī)理水泥中所含石膏的溶解度取決其存在形態(tài)、水灰比、溫度等因素。水泥含堿量過高或過低，對(duì)高效減水劑—水泥相容性都帶來不利影響。這可能是因?yàn)樗淖兪嗟娜芙舛?，從而影響C3A的水化所造成。含磺酸基團(tuán)高效減水劑可以迅速和水泥中C3A反應(yīng)，因此被消耗，使液相里游離的減水劑濃度降低，混凝土由于減水劑存在使坍落度增大的效果減小，甚至消失，因此表現(xiàn)為坍落度損失。第七十六頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日混凝土坍落度損失及控制混凝土坍落度損失的原因?qū)Σ?．水泥礦物對(duì)減水劑的選擇性吸附，液相中減水劑濃度顯著下降。1．采用后摻法；2．增大摻量；3．選用高檔的減水劑（如帶有反應(yīng)性高分子的減水劑和聚羧酸系產(chǎn)品）。2．氣泡外溢及水份蒸發(fā)。1．適當(dāng)復(fù)配含有穩(wěn)定極性氣泡的組份；2．適當(dāng)復(fù)配保水、保塑劑；3．合成工藝革新。3．膠凝材料水化反應(yīng)，AFt、C-S-H以及CH等含水結(jié)晶礦物的增加。1．針對(duì)性地選擇緩凝劑；2．選用聚羧酸系或氨基磺酸鹽系產(chǎn)品。第七十七頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日坍落度損失非常規(guī)的坍落度損失解決辦法：外加劑中復(fù)合適當(dāng)?shù)牧蛩徕c；外加劑中復(fù)合適當(dāng)?shù)奶妓徕?；適當(dāng)調(diào)整配合比。第七十八頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日

坍落度損失使用Na2SO4控制坍損的原理：SO3加量隨水泥中C3A和堿含量的增加而增加。即SO3加量與水泥中C3A和堿含量成正比。石膏含量充足時(shí)，能不斷提供硫酸根離子，液相中鈣離子濃度保持較高。此時(shí)，通過調(diào)整緩凝成分及含量就能控制坍損。當(dāng)石膏加量不足時(shí)，C3A和石膏反應(yīng)生成的鈣礬石較少，不能有效控制C3A的水化，使凝結(jié)加快，流動(dòng)性很快損失。此時(shí)，僅用緩凝組分很難控制坍損。必須另外摻加一部分能提供硫酸根離子的外加劑成分。第七十九頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日坍落度損失造成“欠硫化”現(xiàn)象的原因:石膏加量不足，或熟料粉磨過程中溫度變化改變了石膏的形態(tài)，二水石膏部分改變成半水石膏、無水石膏，比例發(fā)生了較大改變?；炷僚浜媳茸兓缢冶龋ㄋz比）、用水量變小，使可溶性SO3總量減少。摻加外加劑后，使堿含量提高，因此石膏溶解度減小。環(huán)境溫度變化，影響石膏的溶解度。以上因素的綜合作用。第八十頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日坍落度損失適當(dāng)調(diào)整配合比，保持坍落度有時(shí)在配合比與外加劑匹配方面存在問題，因?yàn)橥饧觿┎粌H受配合比中各種原材料的影響還受材料用量的影響。用水量的影響最大，在保證混凝土性能的前提下，適當(dāng)提高用水量可保證坍落度損失較小。細(xì)砂同樣會(huì)增大坍落度損失，尤其是砂子吸水率高時(shí)更為明顯。適當(dāng)降低砂率，有助于解決坍落度問題。外加劑摻量過小，坍落度損失快。使用外加劑時(shí)，有一個(gè)合適的摻量，如低于某一摻量，外加劑的作用不能持續(xù)發(fā)揮，必然導(dǎo)致坍落度損失過快。摻和料用量調(diào)整。在強(qiáng)度等有保證的前提下，適當(dāng)增加摻和料比例，不但可降低混凝土成本，對(duì)混凝土的工作性也有很大好處。第八十一頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日坍落度靜態(tài)和動(dòng)態(tài)損失在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的情況下，坍落度的損失是不一樣的。正常情況下，靜態(tài)損失比動(dòng)態(tài)損失要大10~20mm。因初始坍落度不同，其差別也不同。有時(shí)，在試驗(yàn)室進(jìn)行坍落度損失試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)坍落度損失很快，而工程應(yīng)用中損失很小，這種現(xiàn)象不是經(jīng)常發(fā)生。發(fā)生這種現(xiàn)象的原因很可能與水泥有關(guān)。水泥中石膏的形態(tài)在磨細(xì)過程中發(fā)生了輕度改變，部分石膏由二水狀態(tài)變?yōu)榘胨驘o水狀態(tài)。與水接觸后半水或無水石膏又轉(zhuǎn)變?yōu)槎啵窗l(fā)生輕度假凝，在靜態(tài)時(shí)，坍落度表現(xiàn)為損失快，而在動(dòng)態(tài)時(shí)，石膏無法形成固態(tài)結(jié)構(gòu)，因此混凝土的坍落度和流動(dòng)性并無太大變化。第八十二頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日(三)、混凝土離析和泌水第八十三頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日骨料水可見泌水內(nèi)泌水第八十四頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日混凝土的離析和泌水配制流態(tài)混凝土?xí)r，流動(dòng)性和粘聚性失去平衡，當(dāng)粘聚性低時(shí)混凝土在自身重力或其它外力作用下產(chǎn)生相分離，破壞了材料組成的均勻性和穩(wěn)定性，導(dǎo)致分離。通常，泌水是離析的前奏，離析必然導(dǎo)致分層，增加堵泵的可能。少量泌水在工程中是允許的，而且對(duì)防止產(chǎn)生混凝土表面裂縫有利。第八十五頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日混凝土的離析和泌水產(chǎn)生混凝土離析和泌水的主要原因：砂率偏低或砂子中細(xì)顆粒含量少使混凝土保水性低，砂子含泥量大易產(chǎn)生漿體沉降，即“抓底”；膠凝材料總量少，漿體體積小于300L/m3；石子級(jí)配差，或單一粒徑的石子；用水量大，使混凝土拌合物粘性低；外加劑摻量過大，且外加劑中含有易泌水的成分；水泥中熟料部分已水化，使得水泥保水變差；使用礦渣或礦渣水泥，本身保水性不好，易泌水、離析；第八十六頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日混凝土的離析和泌水漿體體積(Ve)、砂漿體積(Ves)和抗離析性的關(guān)系：Ve>330L,Ves>430L時(shí)，混凝土具有良好的工作性；Ve<330L,Ves>430L時(shí)，混凝土泌水的可能性不大，但混凝土粘聚性、和易性差；Ve>330L,Ves<430L時(shí)，混凝土保水性差，易泌水、離析、分層等。除了原材料的因素，在做混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮石子體積、漿體體積的比例。用正確的思路指導(dǎo)混凝土配合比的設(shè)計(jì)是最重要的。第八十七頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日混凝土的離析和泌水泌水、離析的解決辦法：離析、泌水提高砂率Ve<330LVes<430L減少外加劑減少用水量摻加CMC增加水泥用量增加粉煤灰量增加含氣量增加砂漿含量。提高保水性提高粘聚性增加水泥漿體含量，改善和易性第八十八頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日混凝土的離析和泌水防止離析、泌水的具體措施：石子級(jí)配合理，單一粒徑的石子應(yīng)提高砂率；引氣可減小泌水，特別是用卵石配制低強(qiáng)度等級(jí)的大流動(dòng)性混凝土?xí)r；產(chǎn)生泌水的主要原因是砂率偏低，合理的砂率能保證混凝土的工作性和強(qiáng)度；摻加粉煤灰，特別是配制低強(qiáng)度等級(jí)的大流動(dòng)性混凝土，粉煤灰摻量應(yīng)適當(dāng)提高，從而提高其保水性；摻加增稠劑提高混凝土的粘聚性和保水性，防止泌水和離析；減少用水量或外加劑的摻量，使得游離水的比例減少，提高混凝土的粘聚性等。以上措施應(yīng)有針對(duì)性的應(yīng)用，采取一種或綜合方法。第八十九頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日混凝土的滯后泌水滯后泌水：是指混凝土初始時(shí)工作性符合要求，但經(jīng)過一段時(shí)間后（比如1h）才產(chǎn)生大量泌水的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象并不常見，因此研究較少?？赡艿脑?yàn)椋荷奥势?、摻和料等的吸水和放水平衡、外加劑緩凝組分較多有關(guān)。如前所述，混凝土中的水是以結(jié)合水、吸附水和游離水三種形態(tài)存在，混凝土是固相、液相和氣相的混合體。水的形態(tài)受到各種材料，尤其是外加劑的影響，這種影響在某種情況下會(huì)產(chǎn)生一些變化，使得水的吸附發(fā)生改變，當(dāng)吸附平衡被打破，向著解吸附方向發(fā)展時(shí)，水就有可能析出，造成泌水。第九十頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日混凝土的滯后泌水產(chǎn)生滯后泌水的原因及對(duì)策：原因?qū)Σ哒鎸?shí)砂率低、砂含石過高提高砂率砂子中細(xì)顆粒含量少提高摻和料用量，做必要補(bǔ)充石子級(jí)配不合理、單一粒徑提高砂率2~5%水泥、摻和料泌水率大更換水泥、摻和料；增加增稠組分粉煤灰顆粒粗、含碳量高更換粉煤灰低強(qiáng)度等級(jí)或貧混凝土采用引氣劑或提高膠凝材用量不明原因改變外加劑配方或以上綜合措施第九十一頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日(四)、混凝土異常凝結(jié)第九十二頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥礦物組成，水泥細(xì)度，石膏的品位，環(huán)境溫濕度，水泥的溫度，混凝土中的水灰比以及外加劑等情況決定著混凝土凝結(jié)時(shí)間的長(zhǎng)短。而產(chǎn)生異常凝結(jié)（急凝、快凝及長(zhǎng)時(shí)間不凝）的主要原因有以下5條：第九十三頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日水泥中C3A含量偏高；球磨時(shí)摻加的不是二水石膏；選用木質(zhì)素系普通減水劑；高效減水劑誤當(dāng)作普通減水劑使用；水泥中C2S含量偏多，選用超量的普通減水劑等。以上情況可能會(huì)產(chǎn)生混凝土的異常凝結(jié)，造成不少工程質(zhì)量事故，經(jīng)濟(jì)損失慘重。第九十四頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日混凝土的異常凝結(jié)急凝：混凝土攪拌后迅速凝結(jié)。日常工作中很少遇到。其原因不外乎：水泥過熱、水泥中石膏嚴(yán)重不足、外加劑與水泥嚴(yán)重不適應(yīng)，冬季時(shí)使用熱水溫度過高同時(shí)投料順序不正確，熱水與水泥直接接觸等。凝結(jié)時(shí)間過長(zhǎng)：經(jīng)常遇到。分為兩種情況，一、整體混凝土嚴(yán)重緩凝；二、混凝土局部嚴(yán)重緩凝。第一種情況，多半是由外加劑造成，由于摻加了不合適的緩凝組分，或外加劑摻量超出了正常摻量，造成混凝土的過度緩凝。前面已經(jīng)提到有很多緩凝組分受溫度等影響，緩凝效果有很大差異。另外還有一種情況，在使用某種摻和料時(shí)，不加外加劑，混凝土的凝結(jié)時(shí)間正常，只要摻加外加劑，混凝土的凝結(jié)時(shí)間就變的異常。第九十五頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日混凝土的異常凝結(jié)第二種情況：局部不凝也時(shí)有發(fā)生。如樓板或墻體混凝土的絕大部分凝結(jié)正常，在局部面積不大的區(qū)域，混凝土不凝，很難理解。造成局部不凝的原因確實(shí)不好解釋，但其原因不外乎以下幾點(diǎn)：后加外加劑，攪拌不均勻，造成外加劑局部富集；現(xiàn)場(chǎng)加水，混凝土粘聚性降低，混凝土離析，澆筑時(shí)振搗使局部漿體集中，水灰比變大且外加劑相對(duì)過量；使用粉狀外加劑時(shí)有結(jié)塊，混凝土澆筑后外加劑逐漸溶解，使得混凝土局部外加劑嚴(yán)重過量；使用液體外加劑時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間不清理沉淀物，此沉淀物粘稠不易攪碎，其成分基本為不易溶解的緩凝組分，從而造成混凝土的局部過度緩凝。第九十六頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日（五）助磨劑與水泥—外加劑相容問題第九十七頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日隨著國(guó)家水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施和能源成本的提高，助磨劑用量迅速增加；我國(guó)目前助磨劑行業(yè)總體而言存在著產(chǎn)品混亂，性能差別大，使用效果不佳、粉磨水泥產(chǎn)品不穩(wěn)定等問題；水泥助磨劑在物料粉磨過程中的作用機(jī)理復(fù)雜，助磨劑對(duì)磨系統(tǒng)工藝參數(shù)和產(chǎn)品性能的影響等研究還不夠透徹

；摻助磨劑的水泥與超塑化劑適應(yīng)性問題引起了混凝土應(yīng)用工作者的高度關(guān)注。第九十八頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日助磨劑一般都是表面活性物質(zhì)，其組成基團(tuán)的類型和分子量影響著其吸附、分散效能，從而影響著助磨效果。助磨劑按所含官能團(tuán)不同可分為離子型和非離子型助磨劑。助磨劑按使用時(shí)的狀態(tài)可分為固體、液體和氣體助磨劑,以液體助磨劑的應(yīng)用更為廣泛。第九十九頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日

助磨劑的分類用于生產(chǎn)固體助磨劑的物質(zhì)有：硬脂酸鹽類、混凝土減水劑類（木質(zhì)素磺酸鹽、羧酸鹽類等）；混凝土早強(qiáng)劑類物質(zhì)（硫酸鈉、氯化鈉等）、膠體二氧化硅、膠體石墨、石膏等；液體助磨劑成分包括：有機(jī)硅、三乙醇胺、三異丙醇按乙二醇、丙二醇、聚丙烯酸脂、聚羧酸鹽等。蒸氣狀的極性物質(zhì)(丙酮、甲醇、水蒸氣)，以及非極性物質(zhì)(四氯化碳)等。第一百頁(yè)，共一百一十三頁(yè)，2022年，8月28日助磨劑的作用效果還取決于被粉磨物料的性質(zhì)。如水泥熟料細(xì)磨時(shí)要求解聚，而礦渣則要求軟化；同是水泥熟料，礦物C3S要求解聚，而礦物C2S要求進(jìn)行裂