混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决办法

在施工过程中,外加剂与水泥的适应性非常关键。 如果外加剂与水泥不相容,造成混凝土凝固过快或坍落度损失过大等问题,外加剂总是会受到指责。 如果混凝土不能满足施工要求,将会导致严重的工程质量甚至安全隐患。 将其归咎于外加剂是比较片面的。 从具体实践来看,通过分析外加剂和水泥不适合混凝土不达标的原因,可以看出,原因是多方面的,包括外加剂质量的影响和水泥化学成分的影响,因为水泥本身是由各种矿物质组成的,所用石膏的种类、外加剂、含碱量等也会直接影响混凝土的质量。

1 水泥矿物成分对外加剂的影响分析

从结构上看,水泥矿物主要由铝酸三钙(C3A)、硅酸二钙(C2S)、硅酸三钙(C3S)、铁铝酸四钙(C4AF)等组成,其中,C3A的水转化速度最快,其次是C3S,然后是C2S和C4AF。 以回转窑生产的水泥熟料为例,其矿物成分通常为C3S:45%~65%。 C4AF:10%~18%。 C2S:15%~32%。 C3A:4%~11%。 但从实际情况来看,就与外加剂的匹配而言,C3A水化最快,其对外加剂的吸附也最快,其次是C3S。 可见C3A和C3S对水泥和外加剂的适应性影响较大。 根据多年的经验教训,只要C3A和C3S能够满足以下两个条件,一般就可以满足施工要求:C3A不大于8%或C3A+C3S不大于65%,即只要能保证C3A不大于8%,C3S就在50%~55%范围内,同时采用二水石膏进行配制。 这样的水泥强度通常对外加剂具有良好的适应性。 当与萘系高效复合减水剂、通用木质素系减水剂、泵送剂等配制时,混凝土的坍落度损失会比较小,能更好地满足施工要求。标准。 但如果C3A大于8%或C3A+C3S大于65%,就会出现水泥与外加剂不相容的问题,混凝土的坍落度损失也会比较大。 在水泥的各种矿物质中,C3A是影响外加剂的主要因素。 因此,为了提高水泥的早期强度,水泥厂会增加C3A的含量,但这也给外加剂的应用带来了很大的困难。

在施工实践中,当出现水泥与外加剂不相容问题时,通常可采用以下解决方案:

(1)进行试验比较,使用同一种外加剂,配置几种不同牌号、型号的水泥,根据砂浆流动性试验结果评价判断外加剂对水泥的适应性;

(2)以与外加剂适应性良好的常用水泥为试件,与其配置其他外加剂,通过砂浆流动性测试结果判断外加剂的质量。

通过对比试验可以看出,不相容的原因在于水泥或外加剂。 如果结果表明是水泥造成的,则需要进一步分析水泥的矿物成分。 同时,还必须分析水泥石膏的种类、外加剂的种类、碱含量等,看看它们对外加剂的影响如何。 如果结果表明问题是由添加剂引起的,则需要立即联系厂家进行排查,看看厂家的添加剂配方是否发生了变化。 考察基质质量是否稳定等。

从近年来的情况来看,木质素添加剂的原料发生了较大变化。 主要原因是针叶原料紧缺,优质木质素主要供应出口。 这使得很多复合木质素添加剂,不仅质量波动较大,而且还存在空气含量过高、减水率降低等明显问题,导致预拌混凝土表面经常出现大气泡。 检查结果还显示混凝土强度下降。 萘系减水剂方面,国内主要厂家均采用全自动生产控制,产品质量相对稳定。 然而,许多生产合成萘磺酸钠的厂家仍然依赖手工操作。 受人为因素影响,关键生产工序存在磺化、缩合等不稳定现象,导致基体聚合度较低,存在减水率波动较大的情况,如果该基体用于复合各种萘系减水剂,质量自然达不到标准要求。 由此看来,外加剂生产厂家的配方虽然没有改变,但并没有重视产品基体质量变化的影响。 因此,在试验过程中,必须重视原材料质量的调查和检验。 一旦发现添加剂引起的问题,应立即退货。 如果发生第二次回归,必须停止使用此类添加剂并更换新的添加剂。 品牌稳定。 目前国内外加剂生产企业大多采用复合生产,必须加强基体的质量控制。

2水泥熟料中石膏种类对外加剂的影响

这里的石膏主要指的是硬石膏。 如果水泥使用硬石膏作为缓凝剂,不仅会与糖蜜、钙木质素外加剂不相容,还会引起假凝问题。 同时,硬石膏也会影响萘系减水剂的减水率。

笔者对硬石膏和二水石膏进行了试验,将其与水泥按比例混合,然后进行了萘系减水剂的适应性试验。 结果发现,100%硬石膏的水泥,其流动度仅为105~110mm。 ,适应性很差; 用100%二水石膏配制的水泥,其流动度为240~245mm。 如果硬石膏和二水石膏以1:1的比例配置,它们仍然与木质素钙和糖蜜外加剂不相容。 洁净浆料流动度为200-210mm,表明与萘系减水剂基本相容; 如果按照2:8的比例配置,净浆的流动度为230mm左右,对萘系减水剂影响不大。 虽然会对木质钙、糖蜜系减水剂产生影响,但不会出现假凝问题。 因此,在使用外加剂时,首先要考察水泥中石膏的种类和含量,防止出现不相容问题,影响混凝土的质量和施工进度。

3、水泥碱含量对外加剂应用效果的影响

从文献研究结果可以发现,不少研究针对水泥碱含量越大,外加剂适应性越差的问题进行了相关研究。 但在施工实践中,这个问题往往没有得到重视。 但水泥矿物成分和石膏类型的影响大于碱含量。 因此,采用优质、高强、低碱水泥配制的混凝土可以更好地适应外加剂,并能减少坍落度损失和碱骨料反应问题。

4、水泥矿物掺合料对掺合料适应性的影响

4.1 影响分析

矿渣水泥通常对外加剂具有良好的适应性。 使用纯矿渣作为外加剂,可以改善混凝土的泵送性和和易性,有利于提高后期强度,降低水化热,提高外加剂的适应性,非常适合大体积混凝土。

使用粉煤灰作为外加剂时,由于碳对外加剂的吸附作用较强,因此必须加强粉煤灰的质量控制,特别是碳含量,否则会影响外加剂的使用效果。 一级粉煤灰含碳量最低,一般不影响外加剂的适应性。 二级粉煤灰也影响不大,但如果接近三级粉煤灰,就会影响外加剂的使用。 二次粉煤灰颜色较深,可根据其颜色来判断。 以工业废渣、煤矸石等为外加剂的水泥,成分复杂、不稳定,难以很好地适应外加剂。 由于外加剂与水泥不相容,导致混凝土到达工地却无法卸货等一系列问题。 解决的办法通常是进行二次添加,即实验室人员将高效减水剂按比例均匀添加。 将其加入搅拌罐中,高速搅拌1分钟,然后卸料,然后用泵车压紧进行浇注。

4.2 国外实例

日本处理外加剂与水泥相容性问题的做法是:日本大型水泥生产企业和外加剂公司只有十几家,而且都是日本水泥协会和外加剂协会的会员。 如果出现水泥与外加剂不相容的问题,两协会将联合邀请专家、教授等分析原因,并需要追究责任方的责任。 20世纪70年代,二次混凝土添加法在日本也盛行。 即首先使用木质素基减水剂制备混凝土。 坍落度保持在8cm左右。 搅拌车运至施工现场后,将混凝土加入搅拌罐中。 采用萘系高效减水剂,经高速搅拌后出料。 但由于二次添加需要人工成本,并造成较大的噪音污染,20世纪80年代,日本逐渐采用聚羧酸盐等高效引气减水剂,有效解决混凝土坍落度损失问题。

4.3 实践建议

为了提高预拌混凝土的质量,避免工程事故的发生。 只有坚持使用优质原材料,科学控制配合比,对生产设备实行全自动控制,才能确保混凝土符合施工标准要求。

(一)通过比较,选择资质齐全、产品性能和质量可靠稳定的大型水泥生产企业、外加剂生产企业、砂石生产企业,与其建立定期的原料供应合作。

(2)严格按照国家标准,对进厂的各种原材料进行重新检验。

(3)根据砂浆的流动性判断水泥与外加剂的适应性。 如果发现不相容,则需要进一步分析以确定是由水泥还是外加剂引起的。 查明原因后即可解决,联系厂家解决。

我们选择通过分析砂浆的流动性来判断适应性问题,而不是用净浆的流动性来判断。 主要原因是在实践中发现有些改性聚合物外加剂不适合以洁净浆料的流动性来判断,如某些聚羧酸盐外加剂。 如果分子量较大、粘度较大,仍采用浆料流动性方法进行判断,结果将无法真实反映其膨胀性能。 由于浆料的流动性不大,而砂浆的流动性较大,在这种情况下,如果仅凭浆料的流动性进行判断,很容易出现误判。 砂浆的流动性与混凝土的流动性比较接近。 同时,由于砂子的加入,使其分散性得到充分发挥,有效克服了其粘度问题,因此判断结果更加准确。

(4)如果天气温度较高,混凝土的坍落度损失往往会比较大,施工现场卸料困难。 这时可以采用二次添加的方法。 严禁随意向搅拌罐内加水。

(5)如果混凝土配制要求较高,或配制高强混凝土,不仅要添加外加剂,而且对砂石级配、破碎值、含泥量、形状等也必须严格控制。 夏季天气炎热,气温高。 当砂石受到阳光照射时,温度也会升高,从而导致坍落度损失增加。 因此,应控制碎石温度,通过不断洒水合理降温。

(6)外加剂必须严格区分类型,并标有显着标志。 向储罐添加外加剂时,需要经双方确认,即生产厂家和混凝土生产厂家共同确认无误后,方可放入储罐。 如果出现失误,不仅减水剂用量增加3至4倍,而且混凝土数日不凝,导致严重工程事故。

4.4 不适宜的处理措施

从实际情况来看,项目部往往会一次性采购大量水泥,然后直接放入水泥仓。 因此,对外加剂的要求比较高,外加剂需要与水泥相适应。 如果确实是由于水泥矿物成分或石膏因素导致水泥与外加剂不相容,就会更换水泥生产厂家。

当水泥和外加剂不合适时,一般可采取以下措施来解决问题。

(1)根据实际情况,合理增加外加剂用量。

(2)更换外加剂。 在各种外加剂中,聚羧酸盐对水泥的适应性最好,其次是氨基磺酸盐,然后是萘系列及其复合减水剂、糖蜜、木质素磺酸盐等。但由于单独使用氨基磺酸盐会造成严重的泌水问题,因此必须在水泥中使用。与萘的化合。 国内外添加剂大多为普通、高效、阻燃等复合配置。 混合比例不同,各单体的质量也不同。 当然,效果也不同。 如果出现不相容的情况,应进行砂浆适应性试验并选择额外的添加剂。

(3)如果上述方法仍不能解决不兼容问题,可以考虑使用二次添加方法。

(4)采用掺加水泥浆的方法,在保持原水灰比的基础上,将出厂坍落度提高到20~22cm,单位水泥用量和水用量同时增加。 这样,当坍落度小于12cm时,如果坍落度增加1cm,单位用水量将增加1.2%; 当坍落度大于15cm时,坍落度每增加1cm,单位用水量将增加1.2%。 相应增加1.5%至2.5%。 这里需要注意的是,单位水泥用量和水用量需要同时增加,这样水灰比才不会发生变化,不影响混凝土的强度。 缺点是混凝土成本会增加。 (来源:《建筑技术发展》2018.09)