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适应性试验:如何调整外加剂与水泥的适应性?

时间:2021-10-28    来源:    作者:仪多多     

第一步宜从检测打算使用的水泥PH值开始,也就是水泥的碱度。用PH试纸就可以完成这项工作,当然用PH计更好。可以用三份水溶解一份水泥,充分搅拌后沉淀澄清,取清液一滴置于广泛PH试纸上,观察试纸背面变色程度以确定水泥的碱性。一般PH值应在12以上,但也有的普硅水泥只有9~10,个别还更低。试验结果让我们能初步判断:水泥中可溶性碱量大还是小;水泥中的混合材是否含偏酸性的材料或石粉类惰性材料使PH值偏低。

第二步是考察。考察的第一部分是要尽量设法取得该种水泥的熟料分析结果。水泥厂每班做一次熟料的萤光快速分析,每个月有一个平均值,虽然不可能写在水泥合格证上,但也不是一个保密资料。如果我们能得到近期任何一日的熟料分析结果也可以。

根据分析的数据可以计算出水泥中的四种矿物:铝酸三钙C3A,铁铝酸四钙C4AF,硅酸三钙C3S和硅酸二钙C2S的数量。影响水泥适应性的矿物是铝酸三钙、硅酸三钙和铁铝酸四钙。这些数据可以帮助我们选择缓凝剂的品种。另外根据熟料分析中的碱和硫含量数据,我们能计算出塑化度值SD,作为复配外加剂时要适当加硫酸盐还是加碱的参考依据。虽然熟料分析单中的碱是总碱量而非单纯的可溶性碱量,但对我们快速认定SD值仍有重要的参考价值。而将水泥溶于水后,溶液的碱含量是包括混合材在内的可溶性碱含量,对我们调整适应性的试验可能更有意义。

考察的第二部分是了解熟料磨成水泥时加多少什么种类的混合材。这对分析诸如混凝土泌水,凝结时间异常(过长、过短)的成因都很有帮助。粉磨熟料时混合材只是矿渣(水渣)或粉煤灰,则出来的成品水泥对外加剂尤是缓凝剂的适应性好, 但以水渣作混合材的水泥有时泌水, 这是因水渣硬度大于熟料,不易磨得与熟料同样细的缘故。

考察的第三部分是要掌握混凝土掺合料的品种和细度情况。全掺矿粉易泌水,但改善了混凝土多种性能。全掺普通需水量高于105%的粉煤灰需要较多的拌和水量,而且凝结时间长,不过却明显抑制了泌水,但优质粉煤灰可以减少减水剂用量,如果掺的是统灰、因其中含一部分三级灰,则往往就是使高效减水剂“失效”的主要原因。掺合料细度很关键,料粗不但会使混凝土泌水(例如粗粉煤灰),甚至会使坍落度损失变大。粉煤灰的烧失量、矿粉中掺石粉的数量(制假的程度)都很重要,会直接影响外加剂尤其是高效减水剂和缓凝剂对水泥的适应性。 这就象中医诊病的问、闻、望、切;西医诊断时先开化验单,作血常规,B超或CT一样。总之先诊后断,最后才定出治疗方案。 

第三步是找出所用的高效减水剂对这种水泥的饱和掺量值,如果是两种或几种高效减水剂混用的,就按混用的总量通过水泥净浆试验找出饱和掺量点。高效减水剂的用量越接近该水泥的饱和掺量,就越容易得到好的适应性。但是早强水泥的饱和掺量点普遍较高,令传统的高效减水剂超过1%或0.8%(按有效成分计算),这对于通常掺量不超过2.5%的泵送剂来说,达到饱和掺量就不现实,连“接近”都不可能,主要还需依靠不同高效减水剂的复配,以及与多种缓凝剂的复配来达到调整适应性目的。根据经验,减水剂用量低于饱和掺量的70%,即使用多种缓凝剂同时调整适应性,也无法得到满意的结果。 水泥净浆试验可以用纯水泥做,也可把300克胶凝材总量按照混凝土配合比中的胶凝材料比例分配。先用前个方案再用后个方案作,往往更容易找出正确结果。 

第四步是试着调整水泥中的碱硫酸盐化程度亦即熟料塑化度到合适的范 围。熟料塑化度SD值计算式为: SD=SO3/(1.292Na2O+0.85K2O)  各个成分含量值正是在熟料分析中列出的。SD值范围是40%~200%,偏低也就是三氧化硫少了,要在外加剂中加少量含硫的盐如硫酸钠,偏高即是分子大了也就是三氧化硫多了,应当把外加剂PH值略微用碱调高例如用碳酸钠。 

第五步则要试配复合外加剂并通过净浆试验找出适合的调凝剂品种及恰当的掺量。要参考第二步考察的结果,选择可能最有效的调凝剂。硅酸三钙矿物多的水泥宜使用葡萄糖酸钠和其它羟基羧酸盐,使用聚磷酸盐特别是六偏磷酸钠及三聚磷酸钠等、但葡钠与六偏之间易产生交互作用,建议不同时使用。铝酸盐矿物多的水泥除了选择葡萄糖酸钠之外,还必须复配恰当的助剂-伴侣,如三聚磷酸钠、改性淀粉及糊精等,单糖对葡钠有增效作用故气温高时可选用。因此质量好的液体葡钠有时更好用就是这个缘故。不过当缓凝剂总量超过胶凝材料量的0.07%后缓凝就成主要作用了。有一种观点是此时应改用聚羧酸减水剂,因为铝酸盐矿物严重吸附萘磺酸盐等磺酸基高效减水剂但却不吸附聚羧酸基高效减水剂。

第六步是混凝土试验。最少不宜少于10升。由于砂、石、水等多种材料的加入、胶凝材料量也比净浆试验大10余倍、又有试验人员操作手法不同等因素影响,净浆与混凝土试验结果常常相违。虽然可能要做较大调整,但不必推倒重来,前面试验所用的大部分外加剂成分可继续采用,但是用量会不同,有些组分要增删,增加高效减水剂的用量有时也是必要的。总之净浆调好了可能在混凝土中仍然不行,净浆都没有调好则混凝土更不行。




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