與傳統(tǒng)高效減水劑相比,聚羧酸減水劑主要有以下幾個(gè)突出優(yōu)點(diǎn):(1)低摻量下即具有非常高的分散性能,減水率高,并且具有明顯的增強(qiáng)效果;(2)混凝土流動(dòng)性能保持優(yōu)異;(3)收縮小,含堿量低,引氣適中;(4)分子結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性強(qiáng);(5)對(duì)環(huán)境友好;(6)適應(yīng)性較好。
雖然聚羧酸減水劑對(duì)水泥的適應(yīng)性相比與其他減水劑要好,但實(shí)際工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),聚羧酸減水劑與水泥仍然存在著適應(yīng)性問(wèn)題,不僅相同品種的聚羧酸系減水劑對(duì)于不同水泥表現(xiàn)出來(lái)的分散性和分散性保持能力都不同,應(yīng)用于某種水泥流動(dòng)性及其保持能力表現(xiàn)良好的聚羧酸系減水劑,對(duì)其他水泥使用時(shí),可能會(huì)使其流動(dòng)性快速損失;而且,同一種聚羧酸減水劑應(yīng)用于不同水泥中時(shí),其流動(dòng)性和保持性能也有所差異。下面我們從以下幾方面分析混凝土原材料對(duì)聚羧酸減水劑適應(yīng)性的影響。
水泥的原因
水泥的不適應(yīng)原因包括以下幾個(gè)方面:
1、水泥的礦物組成的影響
水泥熟料的四大礦物成分中,影響吸附外加劑的順序?yàn)镃3A〉C3S〉C2S〉C4AF。
C3A是水泥熟料的四大礦物成分中水化快的,且水化放熱量大而且吸附外加劑也是快的,高的水化熱使混凝土的坍落度損失加快。從而,使水泥與羧酸的適應(yīng)性變差。
2、調(diào)凝石膏的影響
石膏在水泥中起調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間的作用,所以要嚴(yán)格控制水泥中C3A的含量,一般控制在不超過(guò)8%。石膏又分為二水石膏、半水石膏、硬石膏,按標(biāo)準(zhǔn)而差。三種石膏都可以作為水泥的調(diào)凝劑。但其中硬石膏的溶解性差,與羧酸復(fù)合的一些外加劑,如糖、木鈣等與硬石膏同用,不但不能促進(jìn)溶解,反而會(huì)降低石膏的溶解度。使水泥因缺少調(diào)凝成份而產(chǎn)生速凝成假凝等異常凝結(jié)。就半水石膏而言,也由于CaSO4+H2O→CaSO4・2H2O的結(jié)晶。水泥與水拌合后,反應(yīng)十分迅速,而且消耗大量的水,從而也改變了水泥的凝結(jié)狀況,出現(xiàn)異,F(xiàn)象,這是影響水泥與外加劑適應(yīng)性差的一個(gè)原因。
還有一個(gè)原因就是石膏研磨細(xì)度不夠,會(huì)影響石膏的溶解性,即使適用二水石膏也會(huì)產(chǎn)生速凝現(xiàn)象。此外,由于生產(chǎn)工藝的影響,水泥廠為了縮短熟料冷卻時(shí)間,水泥二次粉磨的溫度過(guò)高。使二水石膏在150℃高溫下脫水成為半水石膏。溫度在升至160℃時(shí),半水石膏也會(huì)變成硬石膏。從而影響水泥的適應(yīng)效果,使混凝土的流動(dòng)性變差,甚至出現(xiàn)假凝。
3、水泥細(xì)度的影響
水泥生產(chǎn)企業(yè)為滿足水泥高標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度要求,滿足水泥細(xì)度是有效的辦法。但是水泥過(guò)細(xì),同時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題就是表面積增大,需水量增大,減少了新拌混凝土中的自由水,還使自由水中外加劑的濃度降低。混凝土塑性變差,混凝土坍落度損失更快,而且水泥過(guò)細(xì)水化速度快,水化熱高,混凝土還容易出現(xiàn)裂縫。
4、混合材的影響
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許在水泥中摻入一定量的摻和料,常用的有水淬高爐礦渣、粉煤灰、沸石粉、火山灰、煤矸石、窯皮等,摻和料不同,也會(huì)影響聚羧酸的適應(yīng)性,如摻煤矸石、窯皮,水泥和羧酸的適應(yīng)性就很差。
5、含堿與適應(yīng)性的影響
水泥中的堿來(lái)源于所有的原材料。一般都會(huì)認(rèn)為,含堿越低,相容性越好,高含堿量會(huì)導(dǎo)致水泥的早期水化速度快。增大用水量并且加快工作度的損失,塑性效果變差。但是也有極個(gè)別特殊情況,有的水泥會(huì)因堿含量低而導(dǎo)致適應(yīng)性變差。而必須在水泥中加些堿。一般用Na2CO3來(lái)調(diào)節(jié)它的工作狀態(tài)。所以水泥中的堿必須合適。
6、水泥的存放時(shí)間和溫度的適應(yīng)性影響
筆者通過(guò)多次試砼認(rèn)為,就鮮水泥在生產(chǎn)10天內(nèi)對(duì)外加劑的吸附量較大,大部分15天后就正常了。再一個(gè)就是水泥的溫度。筆者曾在青蘭高速(陜西段)好幾個(gè)標(biāo)段的工程中,把新鮮的水泥(溫度60D70℃)與放置10天后的水泥作比較,要使混凝土坍落度達(dá)到同等的要求,外加劑的摻量要是原來(lái)的2.5倍。這是因?yàn)樾迈r水泥的溫度相當(dāng)高,早期水化快,水化放熱量大,所以對(duì)外加劑吸附量也大,同等摻量時(shí)流動(dòng)度變小,必然會(huì)產(chǎn)生混凝土的需水量大,坍落度損失快,凝結(jié)時(shí)間短等現(xiàn)象。
除水泥之外,其他混凝土原材料也與聚羧酸系高性能減水劑有著適應(yīng)性問(wèn)題,筆者發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中摻加PCE的水泥凈漿流動(dòng)度2小時(shí)內(nèi)基本保持不變,而使用完全相同原材料的新拌混凝土的流變性在半小時(shí)內(nèi)幾乎完全喪失。使用完全相同材料的水泥漿體流動(dòng)度結(jié)果有著巨大的反差,這充分說(shuō)明了混凝土中其他原材料對(duì)聚羧酸減水劑的應(yīng)用性能也有很大影響。