聚羧酸減水劑與不同新鮮度水泥的相容性

摘要： 為研究聚羧酸減水劑與水泥相容性的影響因素，采用凈漿流動(dòng)度法測(cè)試不同新鮮度、不同溫度、不同濕度的水泥與聚羧酸減水劑的相容性，采用Zeta電位儀測(cè)試表面電荷、激光粒度儀測(cè)試平均粒徑、X射線衍射儀測(cè)試物相成分.研究結(jié)果表明：新鮮度較低、溫度較低、濕度較高將導(dǎo)致水泥與聚羧酸減水劑飽和摻量點(diǎn)更低、流動(dòng)度更高，即相容性更好；新鮮度較高的水泥相對(duì)于新鮮度低的水泥Zeta電位高出1.86 mV，平均粒徑高出2.63 μm，且對(duì)聚羧酸減水劑吸附較多的C3A、C4AF含量較高.可初步推斷，導(dǎo)致相容性出現(xiàn)差異的因素主要包括水泥溫度、濕度、水泥組分、Zeta電位.

關(guān)鍵詞： 聚羧酸減水劑；水泥；新鮮度；相容性

中圖分類號(hào)： TU528.042文獻(xiàn)標(biāo)志碼： ACompatibility of Polycarboxylate Superplasticizer with

現(xiàn)代混凝土技術(shù)中， 通常使用減水劑制備高性能混凝土， 以便使其在水膠比較低時(shí)，混凝土拌和物具有較高的和易性.水泥與聚羧酸減水劑之間存在相容性問題，相容性不好， 不僅會(huì)影響高效減水劑的減水率，更重要的是造成混凝土坍落度損失，使混凝土拌和物不能正常運(yùn)輸與澆筑施工，降低混凝土強(qiáng)度和耐久性[1].影響水泥與減水劑相容性的因素較多，主要是水泥生產(chǎn)工藝及水泥性質(zhì)兩方面.水泥生產(chǎn)工藝因素主要包括：粉磨工藝[2]、煅燒窯類型[3]、助磨劑[4].由水泥性質(zhì)不同導(dǎo)致的相容性差異，主要包括兩方面因素：物理因素與化學(xué)因素，其中，物理因素主要包括粒徑分布[5]、比表面積[6]、Zeta電位[7]等，化學(xué)因素則主要包括各種礦物含量[8]、石膏含量[9]、堿含量[1011]、水化產(chǎn)物成分[1213]等.文獻(xiàn)[14]研究了水泥新鮮度對(duì)水泥與萘系高效減水劑相容性的影響，但關(guān)于聚羧酸減水劑與新鮮度不同的水泥相容性的相關(guān)研究不多.

西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)第48卷第2期趙菊梅等：聚羧酸減水劑與不同新鮮度水泥的相容性 1.2水泥與聚羧酸減水劑相容性試驗(yàn)水泥與聚羧酸減水劑相容性通過凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià).凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)中，根據(jù)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119—2003），試驗(yàn)中水灰比為0.29，外加劑的摻量，從相對(duì)于水泥摻量為0.6%開始，依次以0.2%遞增聚羧酸減水劑摻量，直至測(cè)出飽和摻量點(diǎn).試驗(yàn)時(shí)，依次將稱好的水泥、減水劑與水的混合溶液加入水泥凈漿攪拌鍋中，先開啟水泥凈漿攪拌機(jī)慢速攪拌2 min后，靜置15 s，再快速攪拌2 min后，迅速將水泥凈漿注入放置于水平位置、潤(rùn)濕而不帶水漬的玻璃平板上的已潤(rùn)濕的凈漿流動(dòng)度截錐圓模（36 mm×60 mm×60 mm）中，注入滿后，用刮刀刮平，提起截錐圓模，同時(shí)計(jì)時(shí)，任水泥凈漿在玻璃平板上自由流動(dòng)， 30 s后用直尺量取兩個(gè)互相垂直方向的最大直徑，取其平均值作為水泥在該摻量下的初始凈漿流動(dòng)度值，即5 min時(shí)的凈漿流動(dòng)度值.水泥凈漿放置55 min后，用相同試驗(yàn)步驟測(cè)試出60 min時(shí)的凈漿流動(dòng)度值，根據(jù)5 min和60 min時(shí)的凈漿流動(dòng)度值差異，可知凈漿流動(dòng)度經(jīng)過時(shí)的損失及飽和摻量點(diǎn).

相容性優(yōu)劣的比較主要根據(jù)凈漿初始流動(dòng)度、流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失、飽和摻量點(diǎn)[15]進(jìn)行評(píng)價(jià)比較.1.3影響水泥與聚羧酸減水劑相容性的因素為考察溫度對(duì)兩者相容性的影響，將在不通風(fēng)的室內(nèi)存放18 d的水泥，在102 ℃條件下烘1 h，一部分在濕度為0%的條件下冷卻至25 ℃，一部分冷卻至50 ℃.這樣即可獲得其它條件均相同，僅溫度不同的兩種水泥，再分別將兩種水泥與聚羧酸減水劑混合作相容性試驗(yàn)，獲得溫度對(duì)水泥與聚羧酸減水劑相容性的影響.

為考查濕度對(duì)相容性的影響，將存放18 d的水泥，在102 ℃條件下烘1 h，在干燥條件下冷卻至25 ℃，與聚羧酸減水劑混合作相容性試驗(yàn).與未烘干處于25 ℃的水泥與聚羧酸減水劑相容性相比，可初步了解濕度對(duì)水泥與聚羧酸減水劑相容性的影響.

用Zeta電位儀測(cè)試存放4 d和18 d不同新鮮度水泥的表面電荷，激光粒度儀測(cè)試存放4 d和18 d 水泥的平均粒徑.存放4 d的水泥置于干燥器中防止物相成分變化，到放置18 d時(shí)與不通風(fēng)室內(nèi)條件下放置18 d的水泥均用XPert 型X射線衍射儀（Xray diffraction， XRD）進(jìn)行表征測(cè)試其物相組成.測(cè)試條件：電壓為40 kV、電流為20 mA、CuKα（波長(zhǎng)為0.154 nm）下進(jìn)行掃描，掃描速度為2°/min，掃描范圍2θ為（5°～70°）.2結(jié)果與討論2.1不同新鮮度水泥與聚羧酸減水劑的相容性圖1為不通風(fēng)室內(nèi)條件下、存放4 d和18 d、溫度為25 ℃的水泥與聚羧酸減水劑相容性試驗(yàn)結(jié)果.從圖1（a）可看出，存放4 d的水泥，在聚羧酸減水劑摻量低于1.2%時(shí)，隨摻量增加水泥凈漿初始流動(dòng)度明顯增加.當(dāng)摻量為1.4%時(shí)，初始流動(dòng)度反而降低；摻量為1.2%時(shí)，靜停1 h后，漿體的流動(dòng)度幾乎沒有損失，故可認(rèn)為其飽和摻量點(diǎn)為1.2%.從圖1（b）可看出，存放 18 d的水泥，在外加劑摻量低于1.0%時(shí)，隨摻量增加初始流動(dòng)度明顯增加，盡管摻量達(dá)1.2%的水泥凈漿的初始流動(dòng)度略高于摻量為1.0%的水泥凈漿的初始流動(dòng)度，但增加比例未超過5.0%；摻量為1.0%時(shí)，靜停1 h后，漿體的流動(dòng)度不僅沒有損失，反而還有所增加，可認(rèn)為其飽和摻量點(diǎn)為1.0%.飽和摻量點(diǎn)較低，初始流動(dòng)度越大， 1 h后流動(dòng)度損失越小，水泥與減水劑相容性越好[15].

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（中文編輯：秦瑜英文編輯：蘭俊思）