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，采用凈漿流動度法測試不同新鮮度、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電位儀測試表面電荷、激光粒度儀測試平均粒徑、X射線衍射儀測試物相成分.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更低、流動度更高，即相容性更好；新鮮度較高的水泥相對于新鮮度低的水泥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： 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，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輸與澆筑施工，降低混凝土強度和耐久性[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水泥與聚羧酸減水劑相容性通過凈漿流動度試驗進(jìn)行評價.凈漿流動度試驗中，根據(jù)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119—2003），試驗中水灰比為0.29，外加劑的摻量，從相對于水泥摻量為0.6%開始，依次以0.2%遞增聚羧酸減水劑摻量，直至測出飽和摻量點.試驗時，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、潤濕而不帶水漬的玻璃平板上的已潤濕的凈漿流動度截錐圓模（36 mm×60 mm×60 mm）中，注入滿后，用刮刀刮平，提起截錐圓模，同時計時，任水泥凈漿在玻璃平板上自由流動， 30 s后用直尺量取兩個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度值，即5 min時的凈漿流動度值.水泥凈漿放置55 min后，用相同試驗步驟測試出60 min時的凈漿流動度值，根據(jù)5 min和60 min時的凈漿流動度值差異，可知凈漿流動度經(jīng)過時的損失及飽和摻量點.

相容性優(yōu)劣的比較主要根據(jù)凈漿初始流動度、流動度經(jīng)時損失、飽和摻量點[15]進(jìn)行評價比較.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，獲得溫度對水泥與聚羧酸減水劑相容性的影響.

為考查濕度對相容性的影響，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.與未烘干處于25 ℃的水泥與聚羧酸減水劑相容性相比，可初步了解濕度對水泥與聚羧酸減水劑相容性的影響.

用Zeta電位儀測試存放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)行表征測試其物相組成.測試條件：電壓為40 kV、電流為20 mA、CuKα（波長為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，隨摻量增加水泥凈漿初始流動度明顯增加.當(dāng)摻量為1.4%時，初始流動度反而降低；摻量為1.2%時，靜停1 h后，漿體的流動度幾乎沒有損失，故可認(rèn)為其飽和摻量點為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，隨摻量增加初始流動度明顯增加，盡管摻量達(dá)1.2%的水泥凈漿的初始流動度略高于摻量為1.0%的水泥凈漿的初始流動度，但增加比例未超過5.0%；摻量為1.0%時，靜停1 h后，漿體的流動度不僅沒有損失，反而還有所增加，可認(rèn)為其飽和摻量點為1.0%.飽和摻量點較低，初始流動度越大， 1 h后流動度損失越小，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）