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机制砂混凝土工作适应性等问题分析

发布日期:2019-01-31 浏览次数:

机制砂混凝土工作适应性等问题分析

 

混凝土生产、运输、施工过程都会遇到适应性问题。适应性的问题成为困扰混凝土工作者的一个难题,影响聚羧酸减水剂的应用效果和推广应用。适应性的问题是一个极其链综复杂的问题:它与当地的原材料有关,与各地的气候条件有关,还涉及到水泥化学、高分子材料学、表面物理化学和电化学等多方面的知识。

掺量与各种材料的适应性敏感

外加剂掺量会随砂石、水泥以及各种混凝土掺合料的波动而产生波动,外加剂掺量在混凝土实际生产过程中不是一成不变的。其中比较常见的影响外加剂掺量的因素有下面几点:

1、机制砂的颗粒级配、石粉含量、含泥量等因素影响外加剂掺量;

2、水泥方面的因素:矿物成分、碱含量、掺合料、细度、 助磨剂等均对水泥与聚羧酸外加剂的相容性产生影响;

3、粉煤灰:粉煤灰的烧失量、细度、需水量等也严重影响外加剂掺量。

外加剂掺量随温度变化敏感

外界温度的高低直接影响水泥水化速度,从而决定了混凝土坍落度经时损失受温度影响。气温偏高会成坍落度损失过快而温度过低又会造成凝结时间延长影响施工进度。同一季节白天、晚上外加剂掺量变化不会超过0.1%的掺量。如果白天与晚上掺量变化太大,主要考虑因素还是原材料变化导致。

机制砂细度、含泥量对外加剂的影响

含泥量严重影响外加剂的掺量,具体影响结果参考问题试验数据。水洗机制砂普遍偏粗颗粒级配不好,造成和易性差,调整过程应为适当提高胶凝材料的情况下降低石子总用量和大石子所占的比例。

机制砂含气量不容易引入

机制砂不容易引入稳定的气泡,这是由于机制砂为多为棱角、片状颗粒造成的。在强制性机械搅拌过程中不容易形成稳定的微小气泡。聚羧酸系减水剂本身具荷一定的引气效果,另外引气剂具有较好的引气效果,通过引入分布均匀,稳定而且封闭的微小气泡,极大改善了混凝土的和易性,显著提高混凝土流动性能,减少混凝土离析泌水现象的发生。

干、湿机制砂的搭配比例对外加剂的影响

水洗的湿机制砂比较干净但普遍偏粗、细颗粒缺失、颗粒级配不好,而干机制砂未经过水洗,石粉含量高,对聚羧酸外加剂产生一定吸附,影响外加剂减水效果的发挥,外加剂掺量会提高,而且当混凝土强度等级较低、胶凝材料不足时,过多的掺加石粉含量高的干石粉砂还容易发混凝土脱模后出现“浮灰”现象。而采用两种砂搭配使用可以在一定程度上取长补短、相互补充,但是至于什么样的搭配比例最合适,需要根据生产和试验的实际情况来调整。

混凝土粘度大

外加剂掺量偏高,用水量偏低,混凝土粘度会增加,并易产生后期坍落度“返大”的现象,不易泵送。所以在保证混凝土合理用水量和外加剂掺量,不要刻意降低用水量或外加剂掺量。

另外应该注意的是胶凝材料或者石粉等其他的细粉颗粒多,也会造成混凝土粘度偏大,影响施工。

提高聚羧酸适应性的方法

提高聚羧酸适应性的方法在于改善其在矿物相和掺合料的有效吸附,削弱粘土等的无效吸附,通过对其进行官能团设计与调整聚合物拓扑结构等方法可以有效改善其硫酸盐适应性与原材料适应性,但受限于单体获取和聚合方法等难以工业化。

基于构象优化的方法对聚羧酸进行结构设计,向主链引入刚性官能团,抑制其在强碱高盐溶液环境中的构象收缩,增加“裸露”吸附基团数量,提高吸附速度,使达到吸附平衡的时间缩短,提高短期分散能力。在大掺量矿物掺和料存在条件下,可以显著缩短混凝土拌合时间,提高复杂组分混凝土的初始流动性。该技术在世界最长的跨海大桥——港珠澳大桥工程中应用,解决了大掺量矿物掺合料(掺量达50%以上)混凝土初始分散慢,易滞后泌水的难题。

流动性损失的原因

混凝土流动性损失的原因在于水化引起自由水消耗和水化产物形成胶结网络,在减水剂存在的条件下,减水剂早期吸附过快、水化包埋和碱环境下的降解会造成减水剂分子失效,引起显著的流动性损失。因此,长时间维持混凝土流动性的关键在于维持施工全过程中胶材表面的有效减水剂吸附量,向聚羧酸主链引入缓释型官能团,人们发展了缓释型聚羧酸外加剂,通过碱水解释放吸附官能团,促进减水剂分子在胶材表面的持续吸附。

总之,要解决好聚羧酸系高性能减水剂使用过程中遇到的各种问题需要原材料供应商、外加剂厂和商品混凝土生产企业共同解决。首先我们必须认识到无论何种外加剂都存在适应性的问题;其次要在多次试验的基础上,针对不同的原材料来复配调整外加剂配方和确定外加剂的掺量,最后还必须在混凝土生产施工过程中进一步跟进优化和调整。总之加强各种原材料进厂控制,是控制好混凝土质量的头等大事。

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中国砂石协会

2019年01月31日

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