混凝土可溶性碱对相容性的影响

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可溶性碱对相容性的影响
    许多研究结果证明,水泥中的硫酸盐,即可溶性碱对混凝土外加剂与水泥的相容性有着十分重要的影响。水泥矿物组分中的碱,在火焰光度计法测水泥的含碱量时会被测到,但由于这部分碱不溶于水而不参与对减水剂吸附的影响。因此,对外加剂与水泥相容性至关重要的,只是水泥中可溶性的碱含量。
表1-6为可溶性碱对混凝土和易性的影响。当水泥中的C3A含量不高于8%,且水泥中的可溶性碱量较高时,混凝土拌合物的和易性就好,坝落度的损失较小。当水泥中的可溶性碱量很低时,混凝土拌合物的和易性就差。
表1-6可溶性碱对混凝土和易性的影响
注:混凝土配合比为1:1.68:2.23,水灰比为0.33。
    材料试验结果表明,当可溶性碱的质量分数为0.4%~0.6%时的水泥使用最佳,而可溶性碱含量较少的水泥,混凝土的坝落度损失较快,对每一种水泥掺入高效减水剂后均会存在一个可溶性碱的最佳含量范围。使用硫酸盐残留量较高的高效减水剂,也能改善混凝土圩落度损失。但水泥中的可溶性碱过高时,对混凝土的负面影响更大。
    可溶性碱含量低的水泥使用同样掺量的高效减水剂,而使混凝土拌合物的和易性未得到改善的原因,是由于这种低碱水泥颗粒从孔隙间的溶液中将高效减水剂吸附而消耗掉,使溶液中缺少足够的高效减水剂,不能保证水泥颗粒和其水化产物的良好流动性。
    对于可溶性碱量低的水泥,增大高效减水剂掺量可以得到很大的初始圩落度,但毋落度的损失仍然很快。当在饱和点之上再稍增加一点减水剂的掺量,混凝土就会出现明显的离析和泌水。由此可知,高可溶性碱和高碱性水泥与高效减水剂的适应性较好,可溶性硫酸盐少和低碱性水泥与高效减水剂的适应性较差。

其他因素对相容性的影响
    工程实践和材料试验证明,水泥温度、水泥陈化时间、石膏品种及掺量、填料种类及掺量等因素都会影响混凝土的工作性能。
    水泥越“新鲜”,水泥的温度越高,减水剂对其塑化效果就越差。粒化高炉渣矿粉在水泥中可以起到增大水泥浆体初始流动性、减小流动性损失的良好效果。相反,粉煤灰、沸石粉和其他掺合料替代水泥,则会引起水泥浆体初始流动度降低,流动性损失加快的情形。

混凝土中其他组分的影响
    工程实践证明,混凝土的配合比,混凝土所使用的集料的形状、级配和含泥量,混凝中辅助胶凝材料等都会影响外加剂与水泥的相容性,而这种相容性反过来又会影响混凝土的性能和质量。因此,一种外加剂与水泥的相容性如何,必须根据现场情况统筹设计和考虑,才能最终使用合格的材料生产出合格的混凝土产品。

水泥与外加剂的适应性
    材料试验结果表明,在混凝土材料中水泥对外加剂混凝土性能的影响最大,不同减水剂品种对水泥的分散、减水、增强效应不同。对于同一种减水剂,由于水泥矿物成分、混合料品种及掺量、含碱量、石膏品种及掺量的不同,其分散、减水、增强效果也很不相同。水泥中的矿物组成中以硅酸三钙(C3S)、铝酸三钙(C3A)对水泥水化速度和强度的发挥起决定作用。减水剂掺加到水泥中后,首先被水泥中的铝酸三钙(C3A)吸附,铝酸三钙含量越高的水泥,吸附的减水剂量就越多,必然使得分散到硅酸三钙(C3A)、硅酸二钙(C2S)及其他矿物组分中去的减水剂量显著减少,因此,铝酸三钙(C3A)含量高的水泥减水效果就比较差。
    材料试验结果还表明,水泥熟料中的碱含量过高,能使水泥的凝结时间缩短,水泥的期强度及流动性降低,因此,碱含量过高的水泥减水效果也较差,也就是说水泥与外加剂的适应性不良。
    水泥中作为“调凝剂”的石膏对减水效果影响很大。有的会产生速凝现象,如用无水石膏或工业氟石膏作为“调凝剂”;使用木质素磺酸钙或糖蜜减水剂时会出现异常凝结现象,这是由于上述石膏在木质素磺酸钙或糖蜜溶液中,硫酸钙的溶解量下降,铝酸三钙(C3A很快水化,使水泥发生速凝,水泥中铝酸三钙(C3A)含量越大凝结越快,当铝酸三钙(C3A)的含量大于8%时,混凝土就会发生速凝现象。

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