商品混凝土應(yīng)用的復(fù)合泵送劑不同于一般的高效減水劑,它在滿足大的初始坍落度要求時(shí),還能控制坍落度損失,減小泌水和離析。因?yàn)樯唐坊炷潦紫缺仨氂泻玫墓ぷ餍裕駝t不能進(jìn)行正常施工。通常復(fù)合泵送劑的主要成分應(yīng)包括高效減水劑、緩凝劑、引氣劑、穩(wěn)定劑等。 復(fù)合泵送劑的組成和摻量取決于膠凝材料的組成和混凝土配合比。在相同原材料構(gòu)成系列(C20~C100)流態(tài)混凝土?xí)r,因?yàn)槟z凝材料用量變化較大,所以復(fù)合泵送劑用量變化范圍也較大。但是對(duì)于一定的混凝土體系所要求的緩凝組分的成分和劑量是相對(duì)固定的。這樣在變化的摻加量與相對(duì)固定的緩凝組分之間產(chǎn)生了矛盾。外加劑生產(chǎn)廠為了滿足工程應(yīng)用的要求需頻繁調(diào)整外加劑配方是為了解決這種矛盾。復(fù)合泵送劑配方設(shè)計(jì)是針對(duì)一定的混凝土體系的,能較好地解決這種'變化與固定'的矛盾,得到適應(yīng)性好的復(fù)合泵送劑配方。 復(fù)合泵送劑配方設(shè)計(jì)參數(shù) 復(fù)合泵送劑配方設(shè)計(jì)參數(shù)是由商品混凝土的原料性質(zhì)、配合比、施工工藝和環(huán)境溫度等確定的。
1.泵送劑減水率的確定 復(fù)合泵送劑的減水率取決于混凝土基礎(chǔ)坍落度、基準(zhǔn)混凝土用水量和初始坍落度值,根據(jù)多年研究我們得出的結(jié)論是在合理的配合比設(shè)計(jì)中,減水劑主要起到增加混凝土拌合物流動(dòng)性的作用,外加劑的減水率正比于混凝土拌合物的坍落度。當(dāng)混凝土要求的坍落度為180mm時(shí)外加劑的減水率應(yīng)該控制在18%;當(dāng)混凝土要求的坍落度為220mm時(shí)外加劑的減水率應(yīng)該控制在22%;當(dāng)混凝土要求的坍落度為250mm時(shí)外加劑的減水率應(yīng)該控制在25%。 2.泵送劑的摻量的確定 經(jīng)過多年研究,我們確定復(fù)合泵送劑的摻量以水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為基準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn),當(dāng)外加劑配方已經(jīng)確定時(shí),外加劑的摻量以水泥凈漿流動(dòng)擴(kuò)展度數(shù)值等于混凝土拌合物坍落度時(shí)的摻量(%)為合理摻量;當(dāng)配制混凝土?xí)r,外加劑的摻量(%)是固定的,其質(zhì)量以檢測(cè)水泥凈漿流動(dòng)擴(kuò)展度數(shù)值等于混凝土拌合物坍落度為準(zhǔn)確的控制指標(biāo)。當(dāng)混凝土要求的坍落度要求為180mm時(shí),檢測(cè)外加劑時(shí)水泥凈漿流動(dòng)擴(kuò)展度也是180mm;當(dāng)混凝土要求的坍落度為220mm時(shí),檢測(cè)外加劑時(shí)水泥凈漿流動(dòng)擴(kuò)展度也是220mm;當(dāng)混凝土要求的坍落度為250mm時(shí),檢測(cè)外加劑時(shí)水泥凈漿流動(dòng)擴(kuò)展度也是250mm。并且水泥凈漿的流動(dòng)擴(kuò)展度損失與混凝土拌合物的坍落度損失一一對(duì)應(yīng)。 3.等效緩凝系數(shù) 為了實(shí)現(xiàn)混凝土在不同氣溫下都能在6h~8h初凝,7h~9h終凝,以20℃為基礎(chǔ),以1℃每噸外加劑添加1千克葡萄糖酸鈉緩凝達(dá)到6h~8h初凝,7h~9h終凝為基準(zhǔn),則葡萄糖酸鈉的等效緩凝系數(shù)是0.001,配制1000千克外加劑混凝土緩凝劑的用量為施工現(xiàn)場(chǎng)溫度乘以等效緩凝系數(shù)和環(huán)境溫度求得。為了實(shí)現(xiàn)通用性,針對(duì)含泥量大的砂石復(fù)配泵送劑時(shí),可以用氨基三甲叉膦酸ATMP或者1,2,4—三羧酸磷丁烷PBTC代替一半的葡萄糖酸鈉,按照0.3千克~0.5千克ATMP或者PBTC代替10千克葡萄糖酸鈉。 4.凝結(jié)時(shí)間差 各種緩凝劑不但緩凝作用不同,而且對(duì)水化速度也不相同。因此除了設(shè)置等效緩凝系數(shù)之外,還需設(shè)置第二個(gè)參數(shù),即凝結(jié)時(shí)間差:
式中: t1-摻一定量緩凝劑時(shí)混凝土的初凝時(shí)間(h); t2-相同條件下的終凝時(shí)間(h); Δt-凝結(jié)時(shí)間差(h)。 在摻量相同時(shí)Δt:三乙醇胺<葡萄糖酸鈉<檸檬酸鈉<糖 根據(jù)這四個(gè)參就可以確定用于混凝土泵送劑的組成及摻量,實(shí)現(xiàn)復(fù)合泵送劑配方設(shè)計(jì)。
1.一元復(fù)配的方法及計(jì)算公式 一元復(fù)配的主體是利用一種高效減水劑和緩凝劑復(fù)配泵送劑,必要時(shí)適量摻加引氣劑,主要考慮減水劑的臨界摻量c10和飽和摻量c11以及推薦摻量c,減水劑的臨界摻量減水率n10和飽和摻量減水率n11以及推薦摻量下的減水率n,檢測(cè)外加劑的水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量W、C3A和SO3。則每噸泵送劑中各種原材料的用量為(單位均為kg): 減水劑的用量 緩凝劑的用量 引氣劑的用量 溶劑水的用量 是否缺硫: 2.一元復(fù)配人工計(jì)算實(shí)例 【例2-1】水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為29,SO3為2,C3A為7,減水劑的臨界摻量c1為0.5%,飽和摻量c2為0.75%),推薦摻量c為2%,緩凝成分使用葡萄糖酸鈉,環(huán)境溫度25℃。 減水劑的用量 緩凝劑的用量 引氣劑的用量 溶劑水的用量 是否缺硫:
3.二元復(fù)配的方法及計(jì)算公式 二元復(fù)配是利用一種高效減水劑、一種普通減水劑和緩凝劑復(fù)配泵送劑,主要考慮高效減水劑和普通減水劑的飽和摻量c21、.c22以及推薦摻量c,檢測(cè)外加劑的水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量W0、C3A和SO3。則每噸泵送劑中各種原材料的用量為(單位均為kg): 高效減水劑的用量 普通減水劑的用量 緩凝劑的用量 引氣劑的用量 溶劑水的用量 是否缺硫: 4.二元復(fù)配人工計(jì)算實(shí)例 【例2-2】水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為27,SO3為2.3,C3A為7,高效減水劑的臨界摻量c11為0.5%,飽和摻量c21為0.75%,普通減水劑的臨界摻量c12為0.2%,飽和摻量c22為0.3%),推薦摻量c為2%,緩凝成分使用葡萄糖酸鈉,環(huán)境溫度25℃。 高效減水劑的用量 普通減水劑的用量 緩凝劑的用量 引氣劑的用量 溶劑水的用量 是否缺硫:
5.三元復(fù)配的方法及計(jì)算公式 三元復(fù)配是利用兩種高效減水劑和一種普通減水劑復(fù)配泵送劑,主要考慮兩種高效減水劑和普通減水劑的飽和摻量c31、c32、c33以及推薦摻量c,檢測(cè)外加劑的水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量W0、C3A和SO3。則每噸泵送劑中各種原材料的用量為(單位均為kg): 高效減水劑1的用量 高效減水劑2的用量 普通減水劑的用量 緩凝劑的用量 引氣劑的用量 容劑水的用量 是否缺硫: 6. 三元復(fù)配人工計(jì)算實(shí)例 【例2-3】水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為30,SO3為3,C3A為7,高效減水劑1的臨界摻量c11為0.5%,飽和摻量c21為0.75%;高效減水劑2的臨界摻量c12為0.4%,飽和摻量c22為0.6%;普通減水劑的臨界摻量c13為0.2%,飽和摻量c23為0.3%),推薦摻量c為2%,緩凝成分使用葡萄糖酸鈉,環(huán)境溫度25℃。 高效減水劑1的用量 高效減水劑2的用量 普通減水劑的用量 緩凝劑的用量 引氣劑的用量 溶劑水的用量 是否缺硫:
高效減水劑對(duì)水泥的適應(yīng)性是通過坍落度損失程度判斷的。高效減水劑在低水膠比的混凝土中一個(gè)突出的問題是不同程度上存在坍落度損失快:而在另一些情況下,水泥和水接觸后,在開始60min~90min內(nèi),大坍落度仍能保持,沒有離析和泌水現(xiàn)象。前者,外加劑和水泥是不適應(yīng)的,后者是適應(yīng)的。適應(yīng)性取決于水泥礦物組成(主要是C3A、C3S)、可溶SO3和堿含量。 (1)適應(yīng)性好(充分兼容):高可溶SO3和高堿量水泥; (2)適應(yīng)性稍差(兼容稍差):中等可溶性硫酸鹽和堿含量的水泥; (3) 不適應(yīng)(不兼容):可溶性硫酸鹽少和低堿水泥。最佳可溶性堿量為0.4%~0.6%。 解決泵送劑對(duì)水泥適應(yīng)性問題必須針對(duì)不同的膠凝材料采用相應(yīng)的復(fù)合泵送劑組成體系,泵送劑配方設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)就在如此。
摻外加劑能控制水泥早期水化過程(預(yù)誘導(dǎo)期和誘導(dǎo)期),使誘導(dǎo)期延長,這樣就能減小坍落度損失。根據(jù)這一觀點(diǎn)能延長水化誘導(dǎo)期的不僅是緩凝劑,而且可以是早強(qiáng)劑和特殊高分子化合物。
在泵送劑中三乙醇胺的作用是早強(qiáng)、降低黏聚性和延長水化誘導(dǎo)期。摻三乙醇胺使初期水化減慢、峰值降低,因此能降低拌合物的流動(dòng)度損失。
由于三乙醇胺促進(jìn)鈣礬石(AFt)的形成使C3A的水化受到阻礙,因此延長水泥水化誘導(dǎo)期,使流動(dòng)度損失減慢。相反、含堿量增加使石膏溶解度減小,生成Aft量減少,使C3A的水化加速、流動(dòng)度損失增加。
坍落度損失與“欠硫化”現(xiàn)象的關(guān)系 某些硅酸鹽水泥配制流態(tài)混凝土?xí)r,用調(diào)整復(fù)合泵送劑中緩凝劑的摻量和品種的方法不能控制坍落度損失,即使緩凝組分超劑量摻用坍落度損失仍然較快,我們將此種情況稱為“欠硫化”現(xiàn)象。產(chǎn)生“欠硫化”現(xiàn)象的原因是由于水泥中可溶性SO3的含量不足,或外部因素使石膏溶解度降低,破壞了SO3與C3A和堿含量的平衡,使水泥凝結(jié)較快,漿體很快失去流動(dòng)性。產(chǎn)生這種“欠硫化”現(xiàn)象的原因是:
(1) 泵送劑降低了石膏的溶解度,使SO3不足; (2)最佳石膏量是在W/C=0.50時(shí)經(jīng)強(qiáng)度和干縮試驗(yàn)確定的,而摻泵送劑配制高性能混凝土?xí)r水膠比一般小于0.50,因此使SO3總量減小; (3) 摻含堿量高的外加劑改變了石膏與C3A的平衡。 采用高濃萘系高效減水劑配制復(fù)合泵送劑,使坍落度損失加快,而改用萘系高效減水劑配制的泵送劑,坍落度損失減小。因?yàn)榈蜐廨料蹈咝p水劑中硫酸鈉含量高(20%左右),補(bǔ)充SO3的不足。另外,泵送劑中含增加石膏溶解度或代替石膏作用的輔助劑,也可以減小坍落度損失。因此為了避免欠硫化現(xiàn)象的產(chǎn)生,泵送劑應(yīng)由高效減水劑、緩凝劑和輔助劑組成。影響泵送劑對(duì)水泥適應(yīng)性的因素比較復(fù)雜,同一配方的泵送劑在不同膠凝材料體系中可以得到相反的結(jié)果。我國水泥的成分和品種變化復(fù)雜,因此必須針對(duì)膠凝材料的變化建立相應(yīng)的泵送劑配方體系才能解決水泥適應(yīng)問題。
作者:朱效榮 信息來源:混凝土第一視頻網(wǎng)
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