化學(xué)外加劑對(duì)水泥性能的影響

化學(xué)外加劑對(duì)水泥性能的影響第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)外加劑在水泥中的應(yīng)用減水劑的品種減水劑與水泥的作用機(jī)理研究現(xiàn)狀減水劑對(duì)水泥水化的影響摻減水劑的新拌水泥漿體性能2第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一1、化學(xué)外加劑在水泥中的應(yīng)用化學(xué)外加劑是為改善水泥凈漿、砂漿和混凝土某些性能而摻入的化學(xué)品。主要成分是表面活性劑,這些表面活性劑都屬于陰離子型表面活性劑。常用的有減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑、速凝劑、防凍劑等。3第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一外加劑的family液體減水劑主要應(yīng)用于商品混凝土，粉末減水劑主要應(yīng)用于灌漿料，水泥自流平。4第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一高效減水劑是所有混凝土外加劑產(chǎn)品中最重要，也是應(yīng)用最廣泛的品種?；瘜W(xué)外加劑技術(shù)的進(jìn)步主要依靠不斷進(jìn)步的減水劑新品種。目前，減水劑品種不斷增加，已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)品種齊全的減水劑家族。5第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一品種減水率優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適宜摻量木質(zhì)素系（LGS）一般＜10%不會(huì)超過15%保水性好，成本低緩凝，引氣0.2％～0.3％萘系（FDN）20%~25%不緩凝不引氣。生產(chǎn)工藝成熟在預(yù)拌混凝土中使用時(shí)塌落度損失大，大摻量時(shí)容易泌水。堿性高。0.2％～1.0％2、減水劑的品種6第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一三聚氰胺系（PMS）15%~25%不緩凝不引氣，耐高溫性能比萘系好，適合于蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土制品，且低堿環(huán)保生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)格以外，塌落度損失快，貯存時(shí)間短。0.5％～2.0％氨基磺酸鹽系（AS）20%~35%引氣量很小，配置的混凝土流動(dòng)性好，塌落度損失小混凝土保水性能差，易泌水。原料價(jià)格相對(duì)偏貴，生產(chǎn)成本偏高0.2-%0.6%7第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一脂肪族磺酸系（FAS）15%~25%減水分散效果好，不緩凝，引氣量小，生產(chǎn)工藝簡單，成本低。這種減水劑液體呈明顯的棕紅色，摻入混凝土中后易滲色，經(jīng)常受到用戶的質(zhì)疑。1%-2%聚羧酸系（PCE）25%~45%摻量低，減水率高，塌落度損失小，無堿無氯。儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，有效摻量區(qū)間內(nèi)拌和物流動(dòng)度對(duì)摻量敏感不易控制0.4%~0.25%8第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一3、減水劑的作用機(jī)理研究現(xiàn)狀減水劑與水泥相互作用的基礎(chǔ)是外加劑在水泥顆粒上發(fā)生了吸附現(xiàn)象，吸附改變了水泥顆粒的表面電特征，表面水化膜層和水化速率等一系列表面物理化學(xué)性質(zhì)。a為小分子量的線性分子結(jié)構(gòu)外加劑在水泥顆粒上的吸附b為大分子量的線性分子結(jié)構(gòu)外加劑在水泥顆粒上的吸附9第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一①水泥顆粒吸附外加劑后，使水泥顆粒帶有相同的負(fù)表面電位，表面電位絕對(duì)值增加，因?yàn)樗囝w粒表面產(chǎn)生的靜電斥力使固體顆粒分散。減水劑對(duì)水泥的分散與塑化機(jī)理10第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一②外加劑吸附層產(chǎn)生的立體空間位阻作用使水泥顆粒分散。11第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一③攪拌水的表面張力減小，引起水泥顆粒分散。④在水泥顆粒表面形成一層高分子聚合物潤滑膜?！?.12第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一對(duì)水泥水化速率的影響對(duì)水泥水化熱的影響對(duì)水泥水化產(chǎn)物形貌的影響4、減水劑對(duì)水泥水化的影響13第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一對(duì)水泥水化速率的影響水泥早期水化過程的放熱量與時(shí)間的關(guān)系曲線如下：田娜.不同類型高效減水劑的性能研究碩士學(xué)位論文.北京：北京工業(yè)大學(xué)14第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一水泥早期水化過程的放熱速率與時(shí)間的關(guān)系曲線如下：田娜.不同類型高效減水劑的性能研究碩士學(xué)位論文.北京：北京工業(yè)大學(xué)15第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一在水化最初時(shí)間內(nèi)，水化放熱速率與化學(xué)外加劑的分散性能有密切關(guān)系，由于水泥顆粒的高度分散，最初幾十分鐘的水化速率得到加快。摻加PC高效減水劑的新拌水泥漿體在最初的水化放熱量最大，放熱速率也最高。16第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一摻不同高效減水劑的新拌水泥漿體3天水化放熱速率曲線田娜.不同類型高效減水劑的性能研究碩士學(xué)位論文.北京：北京工業(yè)大學(xué)17第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一摻不同高效減水劑的新拌水泥漿體3天水化放熱速率曲線測(cè)定結(jié)果證實(shí)了高效減水劑對(duì)水化誘導(dǎo)期的延長。與高效減水劑對(duì)快速水化期的促進(jìn)相反，PC對(duì)水化誘導(dǎo)期的延長最為明顯。水化熱和水化放熱速率結(jié)果說明外加劑能夠加速水化初期的水化速率，且延長水泥水化的誘導(dǎo)期。18第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一對(duì)水泥水化熱影響馬保國等.不同減水劑對(duì)水泥水化的作用機(jī)理研究.混凝土與水泥制品.2007（5）：6-8如圖所示是在0.3水灰比下，水泥的水化放熱曲線：19第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一從圖中可以看出，隨著減水劑摻量的增加不僅水泥水化誘導(dǎo)期的延長程度增大，更明顯的是放熱的峰值也隨之下降，因此在水泥中添加外加劑有助于減小溫度開裂的可能性。20第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一對(duì)水泥水化產(chǎn)物形貌的影響水泥顆粒表面吸附的有機(jī)高分子會(huì)改變水泥顆粒表面特性，進(jìn)而改變水泥水化進(jìn)程和水化產(chǎn)物形貌。水灰比為0.29的水泥和水體系水化10分鐘后得形貌觀察：田娜.不同類型高效減水劑的性能研究碩士學(xué)位論文.北京：北京工業(yè)大學(xué)21第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一水灰比為0.29時(shí)，加入占水泥質(zhì)量0.5％的萘系高效減水劑FDN的水泥漿體的針狀水化產(chǎn)物尺寸較大，形狀較完整。田娜.不同類型高效減水劑的性能研究碩士學(xué)位論文.北京：北京工業(yè)大學(xué)22第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一W/C=0.29時(shí)，摻加水泥質(zhì)量0.50％的脂肪族磺酸鹽高效減水劑后，大的絮凝結(jié)構(gòu)被分散，整體上水泥顆粒分布均勻，絮凝顆粒團(tuán)更加細(xì)小。水泥顆粒表面存在一層細(xì)小的毛絨狀水化產(chǎn)物，顆粒邊界變得更模糊。田娜.不同類型高效減水劑的性能研究碩士學(xué)位論文.北京：北京工業(yè)大學(xué)23第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一W/C=0.29時(shí)，摻加水泥質(zhì)量0.30％的聚羧酸鹽高效減水劑,新拌水泥漿體的整體結(jié)構(gòu)非常均勻，水泥顆粒幾乎呈完全分散狀態(tài)。水泥顆粒沒有絮凝狀態(tài)，小顆粒均勻分散在大顆粒的空隙中。田娜.不同類型高效減水劑的性能研究碩士學(xué)位論文.北京：北京工業(yè)大學(xué)24第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一總結(jié)：未摻高效減水劑的水泥漿體中的水泥粒子是以絮凝狀態(tài)存在的，大小顆粒的水泥粒子形成了連續(xù)的絮凝結(jié)構(gòu)。摻加高效減水劑的水泥漿體中水泥粒子呈分散狀態(tài)，水泥顆粒均勻地分散在整個(gè)結(jié)構(gòu)中。含萘系、脂肪族和氨基磺酸鹽高效減水劑的系統(tǒng)仍有微弱的絮凝結(jié)構(gòu)存在，有小顆粒粘附在大顆粒上的現(xiàn)象，而摻聚羧酸高效減水劑的系統(tǒng)中，水泥顆粒幾乎呈完全的分散狀態(tài)，細(xì)小顆粒均勻地分散在大顆粒的孔隙中，顆粒間的孔隙小而均勻。25第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一5、摻減水劑的新拌水泥漿體性能對(duì)水泥漿流動(dòng)性的影響：高效減水劑能夠改善水化產(chǎn)物的粒徑分布，使小粒子增加，平均粒徑減小，提高水泥顆粒的分散性，從而改善新拌水泥漿體的流變性。在混凝土用水量和水泥用量不變的情況下,摻加減水劑可增大混凝土的坍落度。錢亞軍.混凝土外加劑對(duì)混凝土性能的影響分析[J]山西建筑.2008(12):34-3426第26頁，共29頁，2023年，2月20日，星期一對(duì)水泥漿體泌水性的影響：相同用水量，加減水劑的新拌水泥漿，泌水增大。但如果是要求相同塌落度的混凝土，摻加減水劑以后，混凝土的拌合用水量減少，最終的泌水會(huì)減少。化學(xué)外加劑本身對(duì)泌水性的影響。王子明