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 产品介绍-》慕湖产品


1050 BS型保塑剂

一、用途
适用于高温季节施工、远距离运输、超高程泵送、现场浇注混凝土;大体积混凝土、自流平混凝土、高强、高性能混凝土等。
二、执行标准:GB8076—1997
三、特点:1、减水率:2.5~3.5%
2、掺量:C×0.05~0.15%
3、使用方法:该产品掺量为0.05%与萘系高效减水剂掺量为0.75%复合用时初始坍落度为170~180mm,坍落度、流动度:2~3h内不损失。
4、新拌混凝土和易性好、粘聚性好、不离析、不泌水。
5、缓凝性能:延缓初、终凝时间>7h(随保塑时间而延长)。
6、混凝土抗折强度、抗拉强度、弹性模量、与钢筋的粘结力等力学性能均有较大提高。
7、混凝土抗渗、抗冻融、抗碳化等耐久性指标大大提高。
8、适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥(即六大水泥)。
9、本产品无毒、不燃,对钢筋无锈蚀作用。
四、主要技术特性
1、能有效抑制水泥水化初期和诱导期的水化反应速度,延长水泥、混凝土的凝结时间和保塑期。
2、能有效控制掺加泵送剂、高效减水剂的预拌商品混凝土、流态混凝土的坍落度、流动度的经时损失,使混凝土在所要求的时间内保持良好的可泵性和施工性能。
3、掺BS剂的混凝土初凝时间可按需要延长,但初凝和终凝的间隔较短,克服了一般缓凝剂使混凝土终凝时间过长,早期强度发展过慢的缺点。
4、BS剂提高混凝土后期强度,并能综合改善混凝土的物理力学性能。
5、BS剂有一定的减水作用,高效减水剂与之复合使用,可减少掺量、降低成本。
五、使用范围
1、BS剂可用作生产缓凝高效减水剂的缓凝组分,改善萘系高效减水剂与水泥的适应性。
2、BS剂可用作泵送剂、流化剂的改性组分,控制泵送混凝土、流态混凝土的坍落度、流动度的经时损失,保持混凝土良好的施工性能。
3、BS剂可广泛用于需要延长凝结时间的混凝土、大面积浇注的混凝土、避免冷缝施工的混凝土、需较长时间停放或长距离运输的混凝土、滑模或拉模施工的混凝土、大体积混凝土等。
4、BS剂与萘系、氨基磺酸盐减水剂、引气剂的相容性好,优化组合复配使用可综合解决泵送混凝土、商品混凝土、流态混凝土施工中所遇到的坍落度经时损失快的问题。
5、BS剂可与早强型外加剂复合使用。

水泥适应性

1 、高碱水泥
  
水泥中的可溶性碱通常以 Na2O 当量表示,它主要来源于生产水泥的粘土及混合材中,适量的可溶性碱有利于促进水泥水化,更有利于混凝土早期强度发展。试验证明,水泥混凝上流动性随着碱含量的增加而提高。但是到达一定量,水泥会急剧水化,水泥浆流动性大幅度下降。掺入减水剂后塑化效果也明显降低。或水剂用于商品混凝土及泵送混凝上施工坍落度经时损失率增大。
   产生上述现象的原因一般认为,水泥中的碱对铝酸三钙 (C3A ) 的溶出产生了促进作用,此时水泥在凋凝剂 CaSO 4 参与下很快形成了一定的 AFt 晶体,并包裹在 C3A 表面,抑制了 C3A 自接水化形成铝酸钙,改善了水泥浆的流动性。但是如果水泥中碱含量过高,由于初始就有大量 AFt 晶体形成,反而使流动度下降,外加剂用于上述水泥适应性必然会降低。主要表现在减水率不够,塑化效果差,坍落度经时损失率高。
   在使用高碱水泥时,如采用萘系高浓或其它低硫酸盐含量的减水剂,使用效果差。而如果采用硫酸盐含量较高的减水剂如萘系低浓 ( 硫酸钠含量 20 %左右 ) 或蒽系高效减水剂 ( 硫酸钠含量 30 %以上 ) 使用效果却会明显改善。这主要是低浓减水剂所含 CaSO4 是在合成中和时产生,水溶性极好,在水泥中石膏尚未溶解时就大量溶于水中,当较高的碱加快 C3A 溶出时,因水中已有大量 SO3 存在,与 C3A 反应,形成 AFt ,从而阻止了因形成铝酸钙而导致的流动性下降,并减小了坍落度损失。不难看出,硫酸钠含量高的减水剂更能适应高碱水泥。
   许多木质素类减水剂 pH 值较低,如与柠檬酸等酸性缓凝剂合用对高碱水泥难以适应。主要是酸性外加剂掺入高碱水泥后,会迅速产生酸碱中和放热反应,温度急剧上升,不但促使水泥迅速水化,大量水化热放更会产生恶性循环,所配制的混凝土不但流动性差,坍落度很呵能在极短的时间内消失。但如果采用其它碱性缓凝剂则可避免上述现象的产生。

2 、低碱缺硫水泥
  
水泥中可溶性碱最佳含量一般认为应该是 0.4% ~ 0.6 %。通常将碱含量低于 0.40% 的水泥称为低碱水泥。而水溶性碱多以碱的硫酸盐存在,所以也将低碱水泥称为缺硫或欠硫水泥,缺硫水泥掺入减水剂通常流动性较差,而增大减水剂用量虽然有—定效果,但更会增大混凝土泌水,所配制的混凝土匀质性差,坍落度损失快,因此常用外加剂很难适应,即使将缓凝剂用量成倍增加也毫无作用。
   不难看出,缺硫水泥产生上述不适应现象的根本原因是由于水泥中 SO3 不够,降低了抑制水泥中 C3A的水化效果, C3A 对外加剂的迅速大量吸附也降低了减水剂塑化功能。因此只有补充可溶性碱 ( 硫酸盐 ) 对解决低碱缺硫水泥适应性问题有效。而常用的增大缓凝剂用量的方法效果并不明显。

3 C 3A 含量高的水泥
  
水泥的主要成分为 C3S 、 C2S 、 C3A 及 C 4 AF ,这些矿化成分其吸附活性顺序通常认为应该是 C3A > C4AF>C3S>C2S ,其中 C3A 对减水剂的吸附量最大,因此在减水剂掺量一定时,混凝土流动性随着 C3A 含量增大而降低。坍落度经时损失率也随之增大。这主要是由于掺入减水剂大都会被 C3A 吸附,而占主要的矿化成分 C3S 却没有足够的减水剂去吸附分散,而使水泥浆流动性降低。多次试验看出,水泥中 C3A 含量超过 8 %,即会对混凝土流动性产生不利影响。
   试验证明,补充水泥浆中 SO3 即采用硫酸盐含量高的减水剂有一定效果。同掺—定数量的羟基酸羧盐缓凝剂,也能抑制 C3A 的吸附水化,而采用多元醇等缓凝剂效果不明显。还可以采用价格低廉的减水剂并适当增大掺用量,满足 C3A 吸附并有较多剩余减水剂去改善 C3S 等矿化成分的流动性。由于此类减水剂价格低廉,不会增大使用成本。

4 、高混合材用量水泥
  
根据我国水泥标准,水泥中可以大量掺混合材。日前使用较多的为粉煤灰、火山灰、矿渣及磨细石灰石等。这些混合材其活性、需水性、矿化成分及对外加剂的吸附性能区别较大,影响了外加剂对水泥的适应性。
   优质的粉煤灰应该是活性强 ( 即活性 SiO2 及 A12O3 含量高 ) 、烧失量小、细度低、需水量小。其中烧失量对外加剂相溶性影响最大。
   烧失量即粉煤灰中未燃尽的碳的含量。烧失量越大,未燃尽碳含量越高,与外加剂相溶性越差。较高的碳含量更会劣化混凝土性能。未燃尽碳多为多孔颗粒,易吸水,在混凝土十需水量高,溢出后更会增大混凝上泌水,并会增大混凝土收缩变形,还会影响水泥浆与集料界面的粘结性能。碳遇水后,还可能在颗粒表面形成—层憎水膜,阻碍厂水份进一步渗透,影响厂粉煤灰的活性。研究也发现,粉煤灰中的碳有较强的吸附能力,外加剂掺入后它会与水泥争相吸附,影响了水泥浆的流动性。
   解决高烧失量粉煤灰,火山灰水泥与外加剂相溶性日前常用的办法,主要是增加外加剂的掺用量,并同掺一定数量的优质引气剂。
   矿渣由于含铝酸盐较多,因此需更多的石膏调凝剂,而按普通硅酸盐水泥工艺生产的矿渣水泥更容易出现缺硫现象。因此采用高硫酸盐含量的减水剂较为适应,同掺优质引气剂,微小细密的气泡电有—定减小铝酸盐对减水剂的吸附作用,但需增大掺用量。

5 、掺水溶性较差石膏水泥
  
石膏是作为水泥的调凝剂使用的。它的掺蹋量基本与水泥中 C3A 含量相匹配。加水后石膏在水泥中形成一定数量的钙矾石,吸附在 C3A 中控制 C3A 的水化,起到调节水泥凝结时间的作用。常用石膏以二水石膏 (CaSO4 · H2O) 水溶性最好,因此水泥生产多采用二水石膏。但石膏在水泥生产中多与水泥熟料同磨,在研磨时温度过高会使大量二水石膏转变成半水石膏 (CaSO4 · 1/2H2O) 或无水石膏 (CaSO4 ) 即硬石膏。也有些水泥厂也会直接采用无水石膏或使用一些工业废石膏如氟石膏、脱硫石膏、磷石膏等。硬石膏及上述废石膏水溶性较差,在水中溶解较慢,在外加剂中通常会加入性价比较高的木钙或糖钙等缓凝减水剂,而这些减水剂的掺入更会影响石膏的溶解性。由于石膏不能迅速溶解,水泥中 C3A 会迅速水化,产生大量铝酸钙晶体,造成混凝土假凝 ( 即少量水泥已凝结而大量水泥颗粒尚未水化凝结,水泥浆失去流动性 ) 。
   为防止掺硬石膏水泥或掺其它水溶性较差的石膏的水泥产生假凝,最好不使用木钙、木钠、糖钙等影响石膏溶解的减水剂。试验证明,控制上述减水剂的用量有一定效果。还可以同掺大量能补充水泥中 SO3 的外加剂也能控制假凝。

6 、新鲜水泥及比表面积较大的水泥
  
水泥出窑贮放时间及比表面积也会影响外加剂的适应性。通常我们将制成后贮放时间较短的水泥称为“新鲜水泥”由于上述水泥贮放时间短,水泥温度较高,水泥水化速度极快,加之由于水泥在研磨过程中产生电荷,颗粒之间相互吸附影响了减水剂的分散作用,增大了混凝土坍落度损失率。
   延长水泥贮放时间,待温度降至 5 0 ℃ 以下,有利于改善与外加剂的相溶性,如无法延长水泥贮放时间,则可增加缓凝剂的掺用量也有一定效果。
   水泥的比表面积对外加剂的适应性有一定影响。比表面积较大的水泥需水量较大,达到一定流动性所需掺入外加刑较多,通常认为水泥较适合的比表面积为 5000cm 2 /g 左右,较大比表面积水泥早期强度发展较快,但对混凝土后期强度及保坍性能会产生不利影响。使用比表面积较大的水泥时应增大外加剂掺用量,考虑到不增加使用成本,可采用价格低廉的减水剂并适当增加减水剂及缓凝剂的掺用量。仍可达到较好的技术经济效益。
   由于水泥熟料及混合材的矿化成分与形态复杂,对外加剂的相溶性影响因素太多,很难用一种简易的办法解决所有外加剂对水泥适应性的问题,研究表明,日前推广应用的聚羧酸盐高性能减水剂虽然对水泥适应性相对好于常用的各种高效减水剂,但仍存在一定适应问题。同内外常用的改变外加剂掺入时间及掺加方法有利于改善适应性,但用于一些特殊水泥相溶问题仍会出现,对于外加剂与水泥适应性的研究是一项较为复杂的问题,目前仍需进行深入细致的研究。

[ 应用实例 1]

  进入上世纪 90 年代,随着水泥工业技术的进步,代表着水泥工业发展方向的新型干法水泥工艺,因其具有自动化程度高、能耗低、单机台时产量高、产品质量稳定、技术先进等特点,生产规模突飞猛进。为适应其高分解率、快速煅烧的要求,国内外新窑外分解工艺厂家大都采用“两高一中”的配料方案,即高硅酸率、高铝氧率;中等的石灰饱和系数,熟料中与外加剂适应性较紧密的 C 3 A 含量较高。且新型干法工艺具有薄料快烧快冷的工艺特点,水泥水化速度较快,熟料早期强度较高,与传统的湿法窑和立窑相比,对外加剂的吸附性相对较强。特别是 2003 年 7 月 1 日 混凝土工程取消现场搅拌后,在商品混凝土工程中,新型干法窑水泥早期强度高,凝结硬化快的优势转为劣势,混凝土坍落度损失大,水泥性能不能满足混凝土工程质量的需求。
   为更好地服务于实际工程,本文将初步分析水泥特性对减水剂塑化效果的影响,并探讨解决的措施。

1 、水泥与外加剂的适应性问题
   从 1935 年混凝土木质素磺酸盐减水剂研制成功并开始推广应用以来,外加剂的成功应用给混凝土技术的发展带来了一次革命,外加剂的应用不仅能够影响混凝土的施工性,而且从微观、亚微观层次上改善了硬化混凝土体的结构。但是有一个实际问题却一直严重影响着其应用效果,即外加剂与水泥之间有时存在不适应现象。就目前来说,高效减水剂的使用最普遍,且当其与水泥产生不适应的时候能够比较直观快速地反应出 ( 如流动性差、减水率低、或拌合料板结发热、流动性损失过快等现象 ) ,所以实际工程中反响最强烈的就是减水剂与水泥之间不适应的问题。特别是大流动度混凝土泵送施工中,混凝土从完成搅拌出厂到施工现场泵送浇注所需的时间,受运送距离、道路情况、交通阻滞、等候卸车等因素的影响,约需 1 ~ 2 小时,在这段时间内,混凝土的坍落度损失很大,特别是在高温季节,其损失更为显著,难以从运输车中卸出或泵送过程中引起堵泵。此外,在施工过程中,混凝土坍落度损失大时往往造成浇注困难,这也是导致混凝土中产生“蜂窝”等缺陷的原因,对混凝土结构的质量产生了严重的后患。

1.1 水泥矿物成分的影响
   水泥的矿物成分因生产厂家在原材料的选择、生产工艺的控制等方面有差异而有所不同。新型干法窑外分解工艺生产的熟料 C3A 含量平均达到 8.0 %以上,有时高达 9.0 %以上, C4AF 含量达到 11.0 %左右,有时高达 12.5 %,两者平均较湿法窑高出 2.0 %~ 3.0 %。同时,就是单一厂家的水泥熟料,其矿物成分也会有波动。大量资料显示,通过对水泥熟料四大矿物成分 C3S 、 C2S 、 C3A 和 C4AF 对减水剂分子等温吸附的研究证明,其吸附程度的大小顺序为: C3A >C2AF>C3S>C2S ,可见,铝酸盐相对减水剂分子的吸附程度大于硅酸盐相。
   以某工程施工所用的 UNF-5 高效减水剂和新型干法窑熟料进行试验,其净浆流动度差值与熟料中的 C3A 含量的关系如图 1 。
   从图 1 中可以看出,水泥净浆流动度差值与熟料中的 C3A 含量成反比关系。业已证明,水泥中 C3A 和 C4AF 的比例越大,减水剂的分散效果越差。

1.2 水泥中碱含量的影响
   水泥中的碱含量主要指水泥中 Na2O 和 K2O 的含量,通常以 Na2O+0.658K2O 质量百分数表示。特别是中原地区,因原材料中碱含量成分偏高,在预分解窑内碱的不断循环和富集,引起熟料中碱含量相对较高,水泥早期水化较快,对外加剂的吸附性较强,导致混凝土的凝结时间缩短和坍落度损失增大。

图 1 熟料 C3A 与掺 1.0%UNF-5 流动差值折线图

1.3 水泥标准稠度用水量的影响
   在用水泥制备净浆、砂浆或者拌制混凝土时,都需要加入一定量的水分,这些水分一方面与水泥起水化作用使其凝胶硬化,另一方面使净浆、砂浆和混凝土具有一定的流动性,以便于施工。在其它条件相同的情况下,需水量越小,水泥石的质量越高。为了使水泥凝结时间、体积安定性的测定具有可比性,人为地规定水泥净浆处于一种特定的可塑状念,称为标准稠度,它是通过规定的仪器测定的,而标准稠度用水量是指使水泥净浆达到标准稠度时所需要的拌和水量,以占水泥重量的百分数表示。水泥标准稠度用水量的高低对混凝土的性能影响很大。如果水泥的标准稠度用水量大,为确保混凝土的施工性能而加大用水量,则会降低混凝土强度,增加混凝土干缩产生裂纹的可能性,降低混凝土的抗渗性和耐久性。
   新型干法窑生产工艺的特点,决定了其生产的水泥早期强度较高,水泥水化较快,水泥标准稠度较大。同时,标准稠度还与水泥粉磨方式 ( 颗粒级配和形貌 ) 、粉磨细度以及掺合料 ( 主要是粉煤灰 ) 品种品质有密切关系。
   继续以某工程所用的 UNF-5 高效减水剂和新型干法窑生产的普通硅酸盐 42.5 水泥进行试验,具净浆流动度差值与水泥标准稠度用水量的关系如图 2 。


图 2 P.O42.5
标准稠度与掺 1.0%UNF-5 流动差值折线图

  试验结果表明,水泥标准稠度与减水剂的塑化效果成反比关系,标准稠度愈大,塑化效果愈差。

1.4 水泥细度的影响
   水泥颗粒对减水剂分子具有比较强的吸附性,在掺加减水剂的水泥浆体中,水泥颗粒越细,意味着其比表面积越大,则对减水剂分子的吸附量越大。所以,减水剂在相同掺量情况下,对于细度较大的水泥,其塑化效果要差一些。在水泥新标准实施后,一些水泥生产厂家为追求水泥较高的早期强度,往往提高水泥的细度,这更加不利于混凝土工程的施工。

1.5 水泥的新鲜程度和水泥温度的影响
   水泥越新鲜,减水剂对其塑化效果相应要差一些,这是因为新鲜水泥的正电性较强,对水泥的吸附能力较大。水泥的温度越高,水泥水化越快,减水剂对其塑化效果也越差,混凝土坍落度损失也较快。在大型新型干法水泥生产中,水泥库存期一般都较短,有些商品混凝土生产厂利用刚生产出来且还未来得及散失掉热量的水泥配制的混凝土往往表现出减水率低、坍落度损失过快,甚至在搅拌机内就异常凝结的现象。

1.6 水泥调凝剂石膏形态的影响
   在粉磨水泥熟料时,都掺加—定量石膏共同磨细,作为水泥的调凝剂。由于粉磨过程中磨机内温度升高,会使一部分二水石膏脱去部分结晶水转变为半水石膏甚至无水石膏 ( 硬石膏 ) 。别外,有些水泥厂为节省生产成本,往往采用硬行膏或工业副产品石膏 ( 无水石膏 ) 替代二水石膏作为水泥调凝剂。不论采用何种石膏生产水泥,按照有关水泥标准进行产品检验时一般区别不大,但是当掺加减水剂时,有时表现出大相径庭的塑化效果,尤其足以无水石膏作为调凝剂的水泥碰到减水剂时,会产生严重的不相适应性,不仅得不到预期的减水效果,而且往往会引起流动度损失过快甚至异常凝结。
   石膏作为水泥凋凝剂时,水泥矿物中 C3A 的水化速度最快,在没有石膏存在的情况下,水泥一旦加水 ,C3A 立即水化形成水化铝酸盐结晶体,水泥浆在几分钟之内便会凝结。而在有石膏存在的情况下,一开始,石膏溶出物会与 C3A 反应形成水化硫铝酸钙,水化硫铝酸钙包裹在 C3A 表面上,阻止其进—步水化,延缓了水泥的凝结,从而保证了混凝土的可施工时间,并对水泥强度的发展有利。
   大量资料表明,石膏结晶形态不同,其对减水剂的吸附能力也不相同,顺序为
CaSO4 >CaSO4 · 1/2H2O>CaSO 4 · 2H2O 。当采用无水石膏作为水泥调凝剂时,掺加减水剂后,无水石膏表面立即大量吸附减水剂分子,形成吸附膜层,使之无法溶出为水泥浆体所需要的 SO 离子,无法快速与水化铝酸盐生成难溶的水化硫铝酸钙,造成 C3A 大量水化,形成相当数量的水化铝酸钙结晶体并相互连接,导致混凝土坍落度损失过快,严重者将导致混凝土异常快凝。

2 、解决问题的措施

2.1 降低熟料中的 C3A 矿物成分
   铝率水泥中 C3A 过高,对混凝土所要求的低流动度经时损失、防止早期开裂以及抗腐蚀等耐久性能不利,在新型干法水泥生产中,降低铝率是有效缓解“适应性”的主要措施。然而低铝率可使熟料烧成范围狭窄,容易引起热工制度不稳,产生飞砂料的可能性增大,在窑的“长径比”较大而窑速不快的情况下还有结圈的危险,并且对煤质的要求很高。当今二次燃料的应用已是大势所趋,提高煤质很困难。但是,在新型干法窑保证不结圈且能正常运行的情况下,逐渐降低铝氧率,找出一个平衡点,既要降低 C3A 含量,又要使窑能优质、高产、低能耗和长期安全运转。同时,从稳定原料成分做起,加强生料成分的调控,稳定熟料 KH 率值,从而稳定熟料矿物成分。笔者经过多年的生产实践,新型干法窑的熟料 C3A 含量控制在 7.0 %以下,既能明显改进水泥与外加刑的适应性,也能保证大窑优质高产地运行。

2.2 选用性能优良的混合材料
   条件许可时,一般选用矿渣或粉煤灰作为混合材料;在使山煤矸石或火山灰质混合材料时,与适量的石灰石合理搭配,以兼顾水泥早后期强度,改善水泥性能。同时,笔者使用 500m m × 500mm 化验室试验小磨将上述材料单独粉磨后,再按一定比例混合配制成水泥。结果表明,采用分别粉磨,可有效解决传统共同粉磨小掺加火山灰质或粉煤灰混合材料的水泥需水量大、早期强度低等问题,并能够显著改善水泥的物理性能及与减水剂的适应性。当然,若要达到较好的减水效果,需增大减水剂的掺量。

2.3 适当调整水泥细度,改善水泥颗粒级配
   要提高水泥强度、混凝土密实性、耐久性等性能都要求水泥中有足够的细粉量。在水泥产品中,一般公认: 3~32 μ m 颗粒对强度增进起主导作用,其总量不低于 65 %, 1 6 ~ 24 μ m 颗粒对水泥性能尤为重要,小于 3 μ m 的颗粒不要超过 10 %,大于 64 μ m 的粗颗粒活性很小,最好没有。然而这些细粉不应该全是由熟料构成的,熟料磨得过细必然造成用水量大,早期发热量高,砂浆可加工性不好,影响混凝土性能,所以水泥中的细粉应由较细的混合材料来提供。混合材作为填充材料,其首要任务就是填充水泥颗粒之间的空隙,借以降低用水量,改善保水性能,也有利于降低水泥石基体中的毛细孔孔隙率,提高水泥石的结构密实性和强度。所以,若要达到理想的塑化效果,水泥厂家应探讨并积极采用分别粉磨工艺,或与大型商品混凝土施工单位协商,水泥厂可提供纯熟料粉、石膏粉、各种混合材料粉,由混凝土施工方按混凝土规范对所要求的原材料进行配制。

3 、结语
   外加剂与水泥适应性的问题必须引起生产单位和工程应用部门的高度重视。由于质量检验部门对外加剂和水泥的性能检测都是依据有关国家标准进行的,往往完全符合有关标准的水泥和外加剂,当在共同作为混凝土的原材料配制生产混凝土拌和料时就出现了不相适应的现象。
   特别是代表水泥发展方向的新型干法水泥工艺,在水泥生产中,要重视熟料矿物成分的控制,保证大窑能够优质、高产、低能耗和长期安全运转的情况下,找出—个平衡点,降低 C3A 含量,并且稳定各矿物成分的相对含量。在磨制成水泥时,优化水泥的颗粒级配,选用复合型的优质混合材料,降低标准稠度用水量,改善水泥与减水剂的适应性,而不应单一重视熟料的物理性能。

[
应用实例 2]

保塑剂掺量

1 、试验原材料
(1) 水泥: P · S · A 42.5 矿渣硅酸盐水泥。细度 (80μm 筛筛余 ) 为 4 %;标准稠度用水量为 25.2 %;凝结时间:初凝为 3h35min ,终凝为 5h20min ;水泥胶砂流动度为 180mm ;抗折强度: 3d 为 4.6MPa , 28d 为 7.0MPa ;抗压强度: 3d 为 19.6MPa , 28d 为 51.2MPa ;安定性合格。
(2) 粉煤灰:Ⅱ级粉煤灰。细度 (45μm 筛筛余 ) 为 12 %,活性指数为 82 %,需水量比为 97 %,三氧化硫含量为 2.2 %,烧失量为 7.35 %。
(3) 矿粉: S95 级矿渣粉。比表面积为 409m 2 / ㎏ ,活性指数 101 %,需水量比为 96 %,三氧化硫含量为 0.4 %,氯离子含量为 0.017 %,烧失量为 0.8 %。
(4) 外加剂:复合。配方见下:萘系高效减水剂母液 ( 液体,含固量 47 % ) : 660kg ;葡萄糖: 45kg ;保塑剂: 20kg ;十二烷基苯磺酸钠: 5kg ;水: 280kg 。
(5) 砂:Ⅱ区中砂,颗粒级配基本符合规定。
(6) 碎石: 5m m ~ 31.5mm 连续级配。

2 、试验及试验结果 ( 见表 l 、表 2 、表 3)

表 1 混凝土试验用配合比为:

水泥
(㎏)

粉煤灰
(㎏)

矿粉
(㎏)


(㎏)


(㎏)


(㎏)

外加剂
(㎏)

掺量
( % )

320

60

60

900

817

186

5.3

1.2

320

60

60

900

817

186

6.2

1.4

320

60

60

900

817

185

7.0

1.6

320

60

60

900

817

184

7.9

1.8

320

60

60

900

817

184

8.8

2.0

320

60

60

900

817

183

9.7

2.2

320

60

60

900

817

183

10.6

2.4

320

60

60

900

817

182

11.4

2.6

320

60

60

900

817

181

12.3

2.8

表 2 混凝土和易性、坍落度及坍落扩展度为:

和易性

坍落度及坍落扩展度 ( ㎜ )

40min 后坍落度及坍落扩展度 ( ㎜ )

终凝时间 (h)

和易性一般

180/350

150/300

18

和易性一般

190/380

160/300

24

和易性一般

200/480

170/320

30

和易性良好

200/550

200/440

38

和易性良好

200/580

200/480

48

和易性一般

210/600

210/550

72

和易性一般

220/600

220/580

120

和易性差、砂率偏低、离析、泌水

220/600

230/600

168

和易性差、砂率偏低、离析、泌水、沉淀、扒底

220/600

230/600

240

表 3 混凝土抗压强度及强度损失为:

28d 天抗压强度
( MPa )

28d 天强度损失
( MPa )

56d 天抗压强度
( MPa )

56d 天强度损失
( MPa )

49.9

0

57.8

0

49.5

0.8

57.5

0.5

46.2

7.4

55.1

4.7

44.9

10.0

52.2

9.7

43.5

12.8

51.7

10.6

40.6

18.6

48.2

16.6

37.9

24.0

46.0

20.4

36.4

27.1

44.8

22.5

34.7

30.5

42.1

27.2

3 、试验结论
   通过试验,我们可以得出结论:随着外加剂 ( 主要是外加剂中的缓凝成分 ) 掺量的增加,混凝土的凝结时间亦相应延长,这是当外加剂 ( 主要是外加剂中的缓凝成分 ) 掺量达到一定量后造成了混凝土出现缓凝或超时缓凝现象。同时,混凝土的 28 天抗压强度和 56 天抗压强度均相应降低。若以上述试验中 18h 终凝的混凝土抗压强度为标准,则 3 天 (72 小时 ) 终凝的混凝土,其 28 天抗压强度损失达到 18.6 %, 56 天抗压强度损失达到 16.6 %。而 10 天 (240 小时 ) 终凝的混凝土,其 28 天抗压强度损失达到 30.5 %, 56 天抗压强度损失达到 27.2 %。

4 、几点补充

(1) 在试验中,我们发现,凝结时间长的混凝土试件标养 28 天破坏后,里面尚有部分没有完全水化,“酥”,无强度。经标养 56 天破坏后,已基本上完全水化。另外,应该再观察混凝土的 90 天,甚至更长龄期时的强度。

(2) 从上面的试验可以看出,试验用外加剂对该批水泥是不适应的。主要表现为减水成分偏少,而缓凝成分偏多。在这种情况下,为了使混凝土拌和物达到良好的坍落度和坍落度经时损失,我们往往会采取增加外加剂掺量的办法来加以解决;但是,因为一般的外加剂均是复合而成的,都多多少少含有一定的缓

凝成分,这时,便会按下葫芦起了瓢,即混凝土拌和物的坍落度和坍落度经时损失问题解决了,而混凝土缓凝和超时缓凝问题却出现了。对此,应及时通知外加剂生产厂家调整其配方。例如以上试验用外加剂的配方应调整为:萘系高效减水剂母液 ( 液体,含固量 47 % ) : 660kg ;葡萄糖 15kg ;保塑剂: 10kg ;十二烷基苯磺酸钠: 5kg ;水: 280kg 。一般情况下,在混凝土拌和物达到良好的坍落度和坍落度经时损失的前提下,外加剂 ( 混凝土 ) 的凝结时间宜控制在 12~14 小时。对外加剂生产厂家来说,应奉行“减水稍高,缓凝稍低”的原则,以防止水泥等原材料或气温等突变而造成混凝土缓凝和超时缓凝问题。

(3) 有些水泥质量指标波动较大。例如,水泥的细度,标准稠度用水量,凝结时间,安定性,含碱量,铝酸三钙、硅酸三钙等矿物组分的含量,新鲜程度,以及掺合料的品种、质量等级等等。

①据有关资料介绍,当水泥中铝酸三钙含量高于 8 %时,外加剂的适应性差,混凝土拌和物的流动性差,尤其初始坍落度小而损失大,原因是铝酸三钙水化速度最快,对外加剂的吸附速度也最快,外加剂的分散效果也最差,即较少的缓凝成分控制不了铝酸三钙的急速水化,需较多的缓凝成分以适应之。而当水

泥中铝酸三钙含量低于 4 %时,若外加剂中的缓凝成分不作调整,将会造成混凝土缓凝和超时缓凝,严重影响混凝土质量,这是因为较少的铝酸三钙含量对外加剂的吸附量也较少,当达到其饱和状态时,多余的外加剂中的缓凝成分便包裹住铝酸三钙,使其长时间不能水化,从而造成混凝土凝结时间的延长。

②水泥的新鲜程度。水泥温度越高,外加剂对其流化效果越差,混凝土的坍落度损失也越大。而陈化时间较长的水泥,其干燥度较低、正电性较小、适应性较好。例如:同一批外加剂,同一批水泥,其初始水泥净浆流动度为 160mm ,40min 后为 0 ;而水泥陈化 15 天后,其初始水泥净浆流动度可达 240mm ,40min 后仍有 200mm 。

(4) 粉煤灰、矿粉、砂、石等原材料的变化,以及混凝土生产时的投料顺序,搅拌时间的长短,施工现场的加水与否等等,都会影响混凝土的凝结时间。
  一些等外品粉煤灰的掺加会大幅增加混凝土的需水量。砂、石等含泥量的增大,也会大幅增加混凝土的需水量。在用水量不变的情况下,其混凝土拌和物坍落度会变小。为保证施工所需的坍落度,同时亦为了保证混凝土水灰比的不变,我们往往会采取增加外加剂掺量的办法来加以解决,这无形之中也会增加混凝土中的缓凝成分,也可能会使混凝土拌和物出现缓凝和超时缓疑问题。

(5) 环境温度变化。高温时,缓凝效果降低;而低温时,缓凝效果增强。
  总之,在外加剂 ( 缓凝成分 ) 的掺量问题上,我们应该慎之又慎,准确快捷地检测原材料质量,及时地调整混凝土配合比,预防混凝土缓凝和超时缓凝事故的发生。



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