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聚羧酸保坍剂0保塑剂材料

时间:2021-11-23 16:11:23 人气:4次

一直以来,混凝土的工作性能和强度都与水灰比有很大的关系,例如配制高强度混凝土通常需要采用低水灰比,而低水灰比必然导致混凝土流动性减小,不利于施工。减水剂的出现成功的缓和了由于水灰比导致的混凝土工作性能和强度之间的矛盾,使得配制的混凝土同时具有良好工作性和高强度成为可能。聚羧酸保坍剂由于具有掺量低、减水率高、保坍性好、分子结构可调和绿色环保等优点,使其应用范围越来越广,聚羧酸保坍剂更是配制超高远泵送混凝土、自密实混凝土、高强混凝土等高性能混凝土首选的减水剂。

聚羧酸保坍剂虽然得到越来越广泛的应用,但是在实际应用过程中也出现了聚羧酸保坍剂减水分散效果不好、混凝土异常凝结、坍落度经时损失过大甚至混凝土强度下降等情况,其中聚羧酸保坍剂与混凝土各原材料之间的相容性问题是主要原因之一。根据JC/T1083-2008《水泥与减水剂相容性试验方法》中水泥与减水剂相容性的定义,若加入的减水剂饱和掺量点明确、水泥净浆初始流动性较好、经时损失小以及无明显泌水、离析等现象,那么表明该减水剂与水泥的相容性良好。聚羧酸保坍剂与混凝土各原材料之间都存在着相容性问题,主要表现在以下几个方面:

(1)水泥

当使用同种聚羧酸保坍剂而不同水泥时,有可能出现这种聚羧酸保坍剂与一种水泥相容性良好却与另一种水泥相容性差,当使用同种水泥而不同聚羧酸保坍剂时,也有可能出现类似情况,从表面上看是由于水泥和聚羧酸保坍剂品种不同导致的,其实质却是与其物理化学性质有关。例如,水泥熟料矿物组成是影响其与聚羧酸保坍剂相容性最为主要的因素,主要与熟料矿物对聚羧酸保坍剂的吸附有关,铝酸盐相水化带正电较硅酸盐相水化带负电更易于吸附带负电的聚羧酸保坍剂,通常认为C3A含量较高、析晶程度高的水泥与聚羧酸保坍剂相容性较差。此外,水泥比表面积也是影响其与聚羧酸保坍剂相容性的原因,当水泥比表面积增大时,由于水泥颗粒与水和聚羧酸保坍剂分子的接触面积增大,导致表面能增加,水泥水化速度加快,吸附作用增强,因此会导致水泥浆的经时损失变大,造成相容性不良。

(2)矿物掺合料

粉煤灰、矿渣和硅灰等工业固体废弃物作为混凝土掺合料不仅起到了绿色环保的作用,同时从技术层面也是配制高性能混凝土不可缺少的原材料。矿物掺合料与聚羧酸保坍剂之间的相容性主要是由于掺合料对聚羧酸保坍剂的吸附引起的,粒化高炉矿渣和含球形玻璃体较多的优质粉煤灰对聚羧酸保坍剂吸附少,故它们之间相容性良好。含碳量是影响粉煤灰与聚羧酸保坍剂相容性的主要原因,含碳量高的粉煤灰能吸附大量的聚羧酸保坍剂和水分,使得其与聚羧酸保坍剂相容性差。硅灰由于具有很高的比表面积,能够吸附大量聚羧酸保坍剂,其与聚羧酸保坍剂相容性差。

(3)其他化学外加剂

外加剂的复配可以起到超叠加效应,作为一条技术路线越来越多的应用于混凝土领域。有时仅使用一种减水剂不能满足施工要求,因此就需要不同减水剂进行复配,聚羧酸保坍剂与其他减水剂的适应性因其他减水剂种类而异,聚羧酸保坍剂与木质素磺酸盐类减水剂适应性较好,与萘系减水剂复配使用会产生负面影响。另外,聚羧酸保坍剂与早强剂、缓凝剂和膨胀剂等其他外加剂之间也存在相容性问题,特别是外加剂中硫酸盐含量和碱含量对相容性影响较大。

(4)砂石骨料

砂石骨料对混凝土的各项性能有直接影响,其中含泥量是衡量骨料质量的主要指标之一。在聚羧酸保坍剂出现之前,由于砂石中的泥粉在规范规定范围内对混凝土性能影响相对较小,没有引起广泛重视。近年来随着聚羧酸保坍剂用量增加,而品质较好的天然砂石资源逐渐紧缺,当用含粉量较高的机制砂和含泥量较高的天然砂石配制混凝土时,表现出聚羧酸保坍剂与其相容性不好。机制砂中石粉含量对聚羧酸保坍剂影响较小,通常认为石粉含量在20%范围内时对混凝土性能甚至有利。聚羧酸保坍剂对砂石含泥量显得尤为敏感,当砂石中含泥量较高时,严重影响聚羧酸保坍剂的减水分散性能、会降低混凝土的工作性能和强度。

(5)硫酸盐及碱含量

混凝土中硫酸盐主要来源于水泥熟料、掺合料、外加剂和对水泥起缓凝作用的外掺石膏等。大量研究表明硫酸盐一方面与聚羧酸保坍剂存在竞争吸附,使得起分散水泥颗粒的聚羧酸保坍剂减少,另一方面硫酸盐的存在会降低聚羧酸保坍剂的空间位阻作用,从而影响聚羧酸保坍剂的减水分散性能。Kazuo Yamada等研究发现聚羧酸系减水剂分子的空间体积随着溶液中硫酸根离子浓度的增加而减小,表明硫酸盐可以通过降低聚羧酸保坍剂分子的空间位阻作用从而影响其减水分散性能。王智等研究发现,不同种类的硫酸盐对聚羧酸保坍剂减水分散性能的影响程度不同,硫酸钾和硫酸钠的影响较硫酸钙影响大,但是在硫酸钾和硫酸钠等易溶性硫酸盐较低掺量时(水泥质量的0.2%以内)对聚羧酸保坍剂减水分散性能没负面影响甚至有利。同时石膏的种类对聚羧酸保坍剂的影响也很大,主要取决于不同种类石膏的溶解速度和溶解度。

混凝土中的碱(Na2O和K2O)一般来源于煅烧水泥熟料所使用的黏土质原材料和外加剂中。随着碱含量增加,混凝土达到相同流动性时需水量增大,凝结时间缩短,掺聚羧酸保坍剂混凝土初始流动度减小和经时损失增大