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            助磨劑與混凝土減水劑的適應性

            來源: 作者: 日期:2012/01/02

            隨著助磨劑在我國水泥企業的逐漸普及,以及商品混凝土在建筑施工中的廣泛應用,助磨劑與混凝土減水劑的適應性已成為一個新的熱點話題。
            以水泥來說,它的化學組成、礦物成分、堿含量、混合材種類與摻量、粉磨細度等都是影響其與混凝土外加劑適應性的因素。使用助磨劑后,水泥的水化速度加快,混合材摻量更高,細度更細。而助磨劑在粉磨過程中對物料顆粒吸附狀態的影響,尤其是以早強為特點的助磨劑對混凝土減水劑的影響相對突出。從水泥的角度來說,它與混凝土減水劑的適應性顯然是主要矛盾,在此不作贅述。本文主要談談助磨劑的使用是如何影響水泥與混凝土減水劑的適應性的。
            首先,過分強調早強作用的助磨劑,勢必會較大幅度地促進熟料顆粒的水化速度,以此在最短的時間內形成一個對混合材發生強堿性激發作用的環境,從而使混合材摻量更高。但這樣一來,一方面水泥會過早地形成塑性強度,從而使混凝土的坍落度經時損失增大;另一方面,如果增加的是粉煤灰、爐渣、石煤渣等需水量較高的混合材,那么使用這種水泥的混凝土在水灰比不變的前提下,需要達到相同的坍落度時,就需要提高減水劑的摻量。而有些粉體助磨劑的主要成分以氫氧化鈉、生石灰、元明粉、鹽為主,雖然具有明顯的增強作用,但與混凝土減水劑的不適應情況卻更加嚴重。
            其次,助磨劑在磨機能耗不變的情況下可使水泥磨得更細,從而獲得更高的強度。水泥越細,比表面積越大,減水劑要達到飽和點的摻量就越高,從而導致在相同減水劑摻量的情況下,混凝土坍落度降低。
            再次,水泥粉磨過程是物理作用誘發化學變化的過程。在這個過程中,隨著熟料顆粒的碎裂,C a -O 、S i -O 被打斷,引起電荷的不平衡,顆粒帶上了靜電荷。熟料與石膏共粉磨時,石膏帶負電荷,石膏微粉強烈吸附在熟料顆粒的表面。由于選擇性粉磨作用,石膏與C3A 較熟料中的其他礦物更容易磨細,細顆粒更容易團聚在一起,石膏微粉吸附在C3A 顆粒表面。未加入助磨劑前,這種互相吸附匹配是平衡的,在水泥加水后短時間內形成的鈣礬石足以沉積在熟料顆粒表面使得水化速度得以控制。助磨劑加入后,吸附在熟料與石膏粉體的表面,阻礙了石膏微粉吸附在熟料顆粒的表面。另外,由于助磨劑的分散作用,微細石膏顆粒在熟料顆粒表面的吸附量減少,這對C3A 與石膏實現最佳匹配產生了不良影響。石膏與C3A 的匹配性直接影響著C3A 水化產物的種類與形態,而它們又影響著混凝土減水劑的存在方式。若石膏與C3A 實現最佳匹配,在減水劑存在的條件下,減水劑吸附在生成的A F t 晶胞的表面,阻止其長大(A F t 的形態更多為凝膠態,而非針狀晶體)。若石膏與C3A 的匹配性不良,水化產物更多為A F m ,在減水劑存在的條件下,大量減水劑分子嵌入生成的A F m 和水化硫鋁酸鈣的內部,而不是吸附在顆粒的表面。水泥水化的液相環境中減水劑相對濃度降低,宏觀上表現出要達到相同的混凝土坍落度,減水劑摻量就要增加,而且坍落度經時損失也變大。
            最后,相對于存放幾天時間的水泥來說,減水劑對新鮮水泥的塑化效果要差一些。新鮮水泥的正電性較強,對減水劑的吸附能力較大。而水泥顆粒新生表面的自由能較高,導致反應活性高。另外,水泥的溫度越高,減水劑對它的塑化效果也越差。以上兩點是混凝土坍落度損失較快最簡單的因素,也是容易被商品混凝土攪拌站忽視的因素,一旦出現水泥與減水劑適應性不良的情況,就把問題歸咎到水泥頭上,水泥廠則把問題歸咎給助磨劑。所以,有些地區出現了商品混凝土攪拌站將添加過助磨劑的水泥拒之門外的現象。
            因此,為了減少使用助磨劑后企業對水泥與混凝土減水劑的適應性產生的質疑,在水泥生產和助磨劑使用過程中,應該詳細分析使用助磨劑后出現的水泥與減水劑不適應的真正原因。比如,增加了需水量的混合材,在混凝土中表現為初始坍落度降低,同樣坍落度時外加劑需求量增大,有時會被片面地認為是助磨劑影響了水泥與減水劑的適應性。水泥企業只有全面地認識助磨劑和混凝土外加劑的作用機理,才能更好地應用助磨劑,使助磨劑企業和水泥企業獲得雙贏。

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