水泥与混凝土外加剂的适应性【优制材料】

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1、水泥与混凝土减水剂适应性水泥与混凝土减水剂适应性 影响因素及其改善措施影响因素及其改善措施主讲人主讲人主讲人主讲人: : : : 蒋正武蒋正武蒋正武蒋正武 博士博士博士博士电电电电 话话话话: 021-65980527: 021-65980527: 021-65980527: 021-65980527，13501961039 13501961039 13501961039 13501961039 单单单单 位：位：位：位：同济同济同济同济大学大学大学大学材料科学与工程学院材料科学与工程学院材料科学与工程学院材料科学与工程学院 E-mailE-mailE-mailE-mail：日日日日 期期期期

2、: 200: 200: 200: 2009 9 9 9年年年年5 5 5 5月月月月22222222日郑州日郑州日郑州日郑州1知识分析主要内容主要内容n n概述n n水泥基本知识n n减水剂作用机理及其发展概况n n水泥-外加剂适应性的影响因素分析n n评价水泥-减水剂适应性的检测方法n n减水剂应用中常见问题分析2知识分析概述概述n n水水泥泥与与减减水水剂剂的的适适应应性性问问题题已已经经成成为为困困扰扰混混凝凝土土工工作作者者的的一一个难题，影响外加剂应用效果和推广应用个难题，影响外加剂应用效果和推广应用n n出现的问题、现象众多。出现的问题、现象众多。n n影响因素极其错综复杂，涉及到

3、：影响因素极其错综复杂，涉及到：l l水泥和其他矿物掺合料：物理和化学性能水泥和其他矿物掺合料：物理和化学性能l l减水剂：高分子材料学、表面物理化学和电化学减水剂：高分子材料学、表面物理化学和电化学l l骨料性能骨料性能l l混凝土拌合物性能。混凝土拌合物性能。n n适应性概念是什么？适应性概念是什么？3知识分析外加剂与水泥产生不相适应性的后果外加剂与水泥产生不相适应性的后果n n影响混凝土拌合物及硬化后的质量n n影响施工n n造成退货n n造成返工n n影响工期n n影响效率n n引起纠纷水泥厂水泥厂外加剂厂施工单位混凝土供应商4知识分析 按照混凝土外加剂应用技术规范，将经检验符合有关标

4、准的某种外加剂掺加到用按规定可以使用该品种外加剂的水泥所配制的混凝土中，一般产生两种情况 1 1）能够产生应有的效果，就认为该水泥与）能够产生应有的效果，就认为该水泥与这种外加剂是适应的这种外加剂是适应的 2 2）如果不能产生应有的效果，则该水泥与）如果不能产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂之间存在不适应性这种外加剂之间存在不适应性混凝土外加剂与水泥适应性的概念混凝土外加剂与水泥适应性的概念5知识分析适应性的概念适应性的概念水泥与高效减水剂适应性包括三个方面：水泥与高效减水剂适应性包括三个方面：l l 初始工作性（坍落度、扩展度初始工作性（坍落度、扩展度初始工作性（坍落度、扩展度初始工作性（

5、坍落度、扩展度) )l l 是否有明确的饱和点是否有明确的饱和点是否有明确的饱和点是否有明确的饱和点l l 工作性损失情况工作性损失情况工作性损失情况工作性损失情况 6知识分析适应性的概念适应性的概念n n 水泥与减水剂适应时：水泥与减水剂适应时：水泥与减水剂适应时：水泥与减水剂适应时：l l减水剂在常用掺量下能够达到它自身的减水率；减水剂在常用掺量下能够达到它自身的减水率；减水剂在常用掺量下能够达到它自身的减水率；减水剂在常用掺量下能够达到它自身的减水率；l l没有离析和泌水现象；没有离析和泌水现象；没有离析和泌水现象；没有离析和泌水现象；l l坍落度随时间变化损失相应较小；坍落度随时间变化

6、损失相应较小；坍落度随时间变化损失相应较小；坍落度随时间变化损失相应较小；l l对混凝土的强度等性能无负面影响。对混凝土的强度等性能无负面影响。对混凝土的强度等性能无负面影响。对混凝土的强度等性能无负面影响。n n 不适应时：不适应时：不适应时：不适应时：l l初初初初始始始始坍坍坍坍落落落落度度度度小小小小，坍坍坍坍落落落落度度度度损损损损失失失失快快快快，离离离离析析析析，泌泌泌泌水水水水，外外外外加加加加剂剂剂剂用用用用量量量量增加。增加。增加。增加。7知识分析容易出现适应性问题的外加剂容易出现适应性问题的外加剂1) 减水剂(普通减水剂、高效减水剂)2) 缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水

7、剂3) 速凝剂4) 引气剂5) 泵送剂(普通泵送剂、高效泵送剂)6) 控制混凝土坍落度损失的外加剂7) 膨胀剂8知识分析常出现的不适应性现常出现的不适应性现象象n n混凝土拌合料在搅拌机中就变得干硬n n无法卸料n n泵送时堵泵n n减水率低或坍落度损失过快等9知识分析究竟谁的产品出了问题？究竟谁的产品出了问题？ 搅拌站搅拌站水泥厂水泥厂 外加剂厂外加剂厂10知识分析通常的应急措施不增加水泥，而单纯增大用水量W/C增大强度下降、耐久性降低同时增加水泥和用水量浆量增加成本增加、 开裂增加、 耐久性降低施工现场加水局部W/C增大承载力、耐久性下降11知识分析减水剂作用效果减水剂作用效果减水剂水泥掺

8、量掺量掺加方法掺加方法12知识分析影响水泥与外加剂适应性的因素影响水泥与外加剂适应性的因素n n水泥n n外加剂n n外加剂掺量与掺加方法n n其它13知识分析水泥基本知识概述水泥基本知识概述n n水泥生产工艺n n水泥熟料矿物组成及特征n n水泥的水化硬化n n水泥物理化学性能的影响14知识分析一、水泥基本知识概述一、水泥基本知识概述n n 水泥的性能主要取决于水泥的性能主要取决于水泥熟料水泥熟料的质量，的质量，优质的水泥熟料应该具有合适的矿物组成和良优质的水泥熟料应该具有合适的矿物组成和良好的岩相结构。水泥的矿物组成及其比例对减好的岩相结构。水泥的矿物组成及其比例对减水剂适应性关系非常密切

9、。水剂适应性关系非常密切。n n 掺和料掺和料对减水剂适应性有较大影响。对减水剂适应性有较大影响。n n影响适应性的影响适应性的主要因素分析主要因素分析。15知识分析硅酸盐类水泥硅酸盐类水泥n n硅酸盐类水泥是硅酸盐类水泥熟料、05%石灰石或粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，即国外统称的波特兰水泥。硅酸盐类水泥分两种型号：不掺混合材料的称型硅酸盐水泥，在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥重量5%石灰石或矿渣混合材料的称为型硅酸盐水泥。16知识分析n n硅酸盐类水泥的生产n n硅酸盐类水泥的生产过程是“两磨一烧”，即（1）将原料按一定比例配料并磨细成符合成分要求的生料：n n（2

10、）将生料煅烧使之部分熔融形成熟料；（3）将熟料与适量的石膏共同磨细成为硅酸盐类水泥。其主要过程如下图：硅酸盐水泥生产过程17知识分析18知识分析水泥生產流程圖（二磨一燒）水泥生產流程圖（二磨一燒）水泥生產流程圖（二磨一燒）水泥生產流程圖（二磨一燒）水泥生產過程水泥生產過程石灰岩 採 石 （壓碎）其它原料 粘土/頁岩 採石（壓碎）儲料儲料研 磨 及混料研磨及混料儲 存 和最 後 混 料預 熱燒結（窯）石膏完成研磨儲 料銷售至市場原料處理研磨燒結熱料研磨19知识分析(1)(1)濕式法濕式法濕式、乾式、半濕式製程濕式、乾式、半濕式製程 粘土 水 水磨機 粘土泥漿 白堊土 水 水磨機 混合 泥漿槽 旋

11、窯 靜電集塵器 粉塵返回製程 旋窯 冷空氣 燒塊冷卻器 球磨機 粉煤 石膏 水泥 筒倉 包裝工廠 散裝運輸區 貯料斗 燃燒區 20知识分析(2)乾式法乾式法濕式、乾式、半濕式製程濕式、乾式、半濕式製程氣體流線 製程材料流線 旋窯 冷空氣 燒塊冷卻器 球磨機 粉煤 石膏 水泥筒倉 包裝工廠 散裝運輸區 貯料斗 燃燒區 石灰岩 頁岩 球磨機 混合 粗粉料筒倉 粉塵返回製程 靜電集塵器 粗粉料預熱器 旋窯 液態鍛燒爐 熱源 壓碎機 21知识分析水泥製造原料的高溫反應及煆燒生成物粘土分解：粘土分解：粘土分解：粘土分解： 石灰岩分解：（排放石灰岩分解：（排放石灰岩分解：（排放石灰岩分解：（排放 CO C

12、O2 ）HH8008000 0C C-(2-2)-(2-2)HH6006000 0C C-(2-1)-(2-1)22知识分析水泥原料在旋窯中燒結成水泥熟料礦物水泥原料在旋窯中燒結成水泥熟料礦物脫水區煆燒區燒塊區冷卻區燒塊出口冷卻鐵柵 排氣 原料入口 自由水 粘土分解石灰岩分解 初化合物形成熔膠形成氣體溫度進料溫度 450 oC50 oC800 oC600 oC 1200 oC1000 oC1350 oC1350 oC1550 oC1450 oC C S 初形成2 C S 初形成 323知识分析（一）水泥熟料矿物组成及特征（一）水泥熟料矿物组成及特征1矿物组成矿矿物分子式物分子式物分子式物分子式

13、矿矿物名称物名称物名称物名称简简写写写写3CaOSiO3CaOSiO2 2硅酸三硅酸三硅酸三硅酸三钙钙C C3 3S S2CaOSiO2CaOSiO2 2硅酸二硅酸二硅酸二硅酸二钙钙C C2 2S S3CaOAl3CaOAl2 2OO3 3铝铝酸三酸三酸三酸三钙钙C C3 3A A4CaOAl4CaOAl2 2OO3 3FlFl2 2OO3 3铁铝铁铝酸四酸四酸四酸四钙钙C C4 4AFAFCaSOCaSO4 42H2H2 2OO二水石膏二水石膏二水石膏二水石膏CSHCSH2 2CaSOCaSO4 4无水石膏无水石膏无水石膏无水石膏CSCS24知识分析2水泥矿物的主要特征水泥矿物的主要特征1）

14、C3S：水泥熟料的主要矿物，其含量一般为水泥熟料的主要矿物，其含量一般为50%50%左左右。水化较快，强度发展比较快，凝结时间右。水化较快，强度发展比较快，凝结时间正常，水化热较高。单矿物胶粒动电性质呈正常，水化热较高。单矿物胶粒动电性质呈“阴性阴性”。2）C2S：水泥熟料中以水泥熟料中以 型存在，其含量一般为型存在，其含量一般为20%20%左右。左右。-C-C2 2S S水化较慢（水化较慢（28d28d仅水化仅水化20%20%左左右），凝结硬化缓慢，早期强度较低，水化右），凝结硬化缓慢，早期强度较低，水化热较低。单矿物胶粒动电性质呈热较低。单矿物胶粒动电性质呈“阴性阴性”。25知识分析3）C

15、3A：含量在含量在7%-15%7%-15%之间。水化迅速，放热量之间。水化迅速，放热量大，凝结时间很快（若不加石膏，易使水大，凝结时间很快（若不加石膏，易使水泥急凝），硬化也很快，其强度在泥急凝），硬化也很快，其强度在3d3d几乎几乎大部分已发挥出来，早期强度高但绝对值大部分已发挥出来，早期强度高但绝对值不高，干缩大，抗硫酸盐性能差。单矿物不高，干缩大，抗硫酸盐性能差。单矿物胶粒动电性质呈胶粒动电性质呈“阳性阳性”（即带正电荷）。（即带正电荷）。4）C4AF：含量为含量为10%-18%10%-18%。水化强度介于。水化强度介于C C3 3A A与与C C3 3S S之间，早期强度发挥较快，但后

16、期还之间，早期强度发挥较快，但后期还能不断增长，抗冲击和抗硫酸盐性能较好。能不断增长，抗冲击和抗硫酸盐性能较好。单矿物胶粒动电性质呈单矿物胶粒动电性质呈“阳性阳性”。水泥矿物的主要特征水泥矿物的主要特征26知识分析5）CSH2（CS）：熟料粉磨成细粉时掺入5%左右的石膏，不仅可调节凝结时间，同时还能提高早期强度，降低干缩变形，改善耐久性、抗渗性等一系列性能。单矿物石膏（尤其是CS）胶粒动电性质呈很强的“阳性”。水泥矿物的主要特征水泥矿物的主要特征27知识分析n n硅酸盐类水泥的凝结硬化n n水泥用适量的水调和后，最初形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠失去可塑性，这一过程称为凝结。然后逐渐产生强

17、度不断提高，最后变成坚硬的石状物水泥石，这一过程称为硬化。水泥的凝结和硬化是人为划分的，实际上是一个连续、复杂的物理化学变化过程，这些变化决定了水泥石的某些性质，对水泥石的应用有着重要意义。28知识分析（二）水泥的水化硬化（二）水泥的水化硬化C3S：2(3CaO.SiO2)+6H2O3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)2(C-S-H)(CH)C2S：2(2CaO.SiO2)+4H2O3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)229知识分析C3A（在石膏存在的条件下）:3CaO.Al2O3+3(CaSO4.2H2O)+26H2O3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O钙矾石（A

18、Ft）C4AF：与C3A水化硬化状况基本相似。30知识分析Calcium Silicate Hydrate (C3S2H8)2C3S + 11H = C3S2H8 + 3CH2C2S + 9H = C3S2H8 + CHCalcium Hydroxide (CH) 31知识分析钙矾石钙矾石32知识分析总之，水泥的水化产物主要为:（C-S-H）约占70%左右;（CH）约占20%左右;（AFt）约占7%左右。33知识分析水泥水化放热曲线水泥水化放热曲线C C3 3A and CA and C4 4AFAFC C3 3S SC C2 2S S34知识分析l水泥标号和水灰比是影响混凝土抗压强度的主要因

19、素: fcc28=AK0fcb（C/ W - B）（而减水剂能起到显著降低混凝土水灰比的作用）35知识分析混凝土强度与水灰比之间的关系混凝土强度与水灰比之间的关系混凝土强度与水灰比之间的关系混凝土强度与水灰比之间的关系不完全密实的混凝土不完全密实的混凝土振动振动人工捣实人工捣实完全密实的混凝土完全密实的混凝土抗抗压压强强度度水水灰灰比比36知识分析（三）水泥物理化学性能的影响水泥物理化学性能的影响37知识分析水泥物理化学性能的影响水泥物理化学性能的影响n n水泥的矿物组成水泥的矿物组成水泥的矿物组成水泥的矿物组成 吸吸吸吸附附附附顺顺顺顺序序序序C C3 3ACAC4 4AFCAFC3 3SC

20、SC2 2S S，在在在在高高高高效效效效减减减减水水水水剂剂剂剂掺掺掺掺量量量量相相相相同同同同的的的的情情情情况况况况，C C3 3A A和和和和C C4 4AFAF含含含含量量量量较较较较高高高高的的的的水水水水泥泥泥泥浆体中，减水剂的分散效果较差。浆体中，减水剂的分散效果较差。浆体中，减水剂的分散效果较差。浆体中，减水剂的分散效果较差。C C3 3A A活性（取决于其形态和熟料硫化程度）活性（取决于其形态和熟料硫化程度）活性（取决于其形态和熟料硫化程度）活性（取决于其形态和熟料硫化程度）n n混合材品种混合材品种混合材品种混合材品种高高高高效效效效减减减减水水水水剂剂剂剂对对对对矿矿矿

21、矿渣渣渣渣水水水水泥泥泥泥和和和和粉粉粉粉煤煤煤煤灰灰灰灰水水水水泥泥泥泥的的的的适适适适应应应应性性性性较较较较好好好好；而而而而对对对对火火火火山山山山灰灰灰灰、焙焙焙焙烧烧烧烧煤煤煤煤矸矸矸矸石石石石及及及及窑窑窑窑皮皮皮皮为为为为混混混混合合合合材材材材的的的的水水水水泥泥泥泥的的的的适适适适应应应应性性性性较较较较差差差差，这这这这时时时时要要要要达达达达到到到到预预预预期期期期的的的的效效效效果果果果，就需要适当增加高效减水剂的掺量。就需要适当增加高效减水剂的掺量。就需要适当增加高效减水剂的掺量。就需要适当增加高效减水剂的掺量。38知识分析水泥物理化学性能的影响水泥物理化学性能的影

22、响n n 水泥的细度水泥的细度水泥的细度水泥的细度 水泥的比表面积越大，对减水剂的吸附量就越多。水泥的比表面积越大，对减水剂的吸附量就越多。水泥的比表面积越大，对减水剂的吸附量就越多。水泥的比表面积越大，对减水剂的吸附量就越多。 n n 水泥的陈化时间水泥的陈化时间水泥的陈化时间水泥的陈化时间 使使使使用用用用刚刚刚刚出出出出磨磨磨磨的的的的水水水水泥泥泥泥和和和和出出出出磨磨磨磨温温温温度度度度还还还还较较较较高高高高的的的的水水水水泥泥泥泥，就就就就会会会会出出出出现现现现减减减减水水水水率率率率低低低低、坍坍坍坍落落落落度度度度损损损损失失失失快快快快的的的的现现现现象象象象。使使使使用

23、用用用陈陈陈陈放放放放时时时时间稍长的水泥，就可以避免出现上述现象。间稍长的水泥，就可以避免出现上述现象。间稍长的水泥，就可以避免出现上述现象。间稍长的水泥，就可以避免出现上述现象。n n 水泥的碱含量水泥的碱含量水泥的碱含量水泥的碱含量 AARAARAARAAR 碱碱碱碱含含含含量量量量过过过过大大大大会会会会导导导导致致致致混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的凝凝凝凝结结结结时时时时间间间间缩缩缩缩短短短短和和和和坍坍坍坍落落落落度经时损失变大度经时损失变大度经时损失变大度经时损失变大。 39知识分析水泥物化学性能的影响水泥物化学性能的影响n n可可可可溶溶溶溶性性性性碱碱碱碱类类类类的的的的

24、重重重重要要要要性性性性（控控控控制制制制流流流流动动动动性性性性和和和和流流流流动动动动性性性性损损损损失失失失的的的的主主主主要要要要参参参参数数数数之之之之一一一一）：碱碱碱碱性性性性硫硫硫硫酸酸酸酸盐盐盐盐少少少少的的的的水水水水泥泥泥泥，由由由由于于于于减减减减水水水水剂剂剂剂强强强强烈烈烈烈的的的的吸吸吸吸附附附附，导导导导致致致致混混混混凝凝凝凝土土土土坍坍坍坍落落落落度度度度损损损损失失失失特特特特别别别别快快快快；可可可可溶溶溶溶性性性性碱碱碱碱含含含含量量量量增增增增加加加加时时时时，吸吸吸吸附附附附减减减减水水水水剂剂剂剂量量量量线线线线性性性性下下下下降降降降。可可可可

25、溶溶溶溶性性性性碱碱碱碱的的的的最最最最佳佳佳佳值值值值为为为为0.40.5%Na0.40.5%Na2 2OO当当当当量量量量，低低低低于于于于最最最最佳佳佳佳值值值值时加入时加入时加入时加入NaNa2 2SOSO4 4，水泥流动性会显著增加。，水泥流动性会显著增加。，水泥流动性会显著增加。，水泥流动性会显著增加。40知识分析水泥物理化学性能的影响水泥物理化学性能的影响n n石石石石膏膏膏膏的的的的形形形形态态态态：水水水水泥泥泥泥中中中中SOSO4 42-2-离离离离子子子子的的的的溶溶溶溶解解解解速速速速度度度度必必必必须须须须和和和和C C3 3A A的活性平衡的活性平衡的活性平衡的活性

26、平衡 不同形态石膏的溶解度不同形态石膏的溶解度(25(25，以无水，以无水CaSOCaSO4 4计计) ) 石膏形态石膏形态石膏形态石膏形态 溶解度溶解度溶解度溶解度(g/L)(g/L)二水石膏二水石膏 2.082.08 半水石膏半水石膏 6.206.20 半水石膏半水石膏 8.158.15可溶性无水石膏可溶性无水石膏 6.306.30天然无水石膏天然无水石膏 2.702.7041知识分析 （四） 实施ISO标准对高效减水剂和水泥适应性的影响42知识分析2001年年4月开始实施新的水泥强度检验标准月开始实施新的水泥强度检验标准n n与原标准的差别：与原标准的差别：水胶比水胶比0.50.5；原；

27、原0.440.44；胶砂比胶砂比1 1：3 3；原；原1 1：2.52.5；砂的级配砂的级配0.082.0mm0.082.0mm，三级配；，三级配； 原原0.250.65mm0.250.65mm，单，单级配。级配。n n造成的影响：造成的影响：水泥胶砂强度大幅度下降，平均约下降水泥胶砂强度大幅度下降，平均约下降10MPa10MPa43知识分析n n提高提高C C3 3A A含量：含量：外加剂被吸附，塑化效果变差n n提高水泥比面积：提高水泥比面积：不利于高效减水剂的塑化效果，掺量需要增加2030。水泥磨细使减水剂的饱和掺量增大，并加剧了水泥浆体的流动性损失。n n助磨剂：助磨剂：提高粉磨效率，

28、助磨剂和高效减水剂之间也可能存在适应性的问题，对此应加以深入研究。水泥厂应对措施水泥厂应对措施44知识分析控制水泥合理的颗粒级配控制水泥合理的颗粒级配n n初始流动度：初始流动度： X2X2大于大于X1X1；n n1hr1hr后的流动度：后的流动度： X2X2小于小于X1X1。45知识分析n n提高水泥颗粒球形度提高水泥颗粒球形度水泥颗粒级配和颗粒球形度的变化对减水剂的饱和掺量影响不大，但影响了水泥浆体的初始及1hr后的流动度。水泥T1的初始及1hr后的流动度均大于T2；46知识分析n n优化混合材的种类、细度和掺量优化混合材的种类、细度和掺量矿渣和粉煤灰的掺入可使水泥浆体的流动度矿渣和粉煤灰

29、的掺入可使水泥浆体的流动度增大、流动度损失减小。增大、流动度损失减小。混合材的辅助减水作用主要靠三个作用：混合材的辅助减水作用主要靠三个作用：n n颗粒吸附作用；颗粒吸附作用；n n颗粒堆积作用；颗粒堆积作用；n n颗粒球形作用。颗粒球形作用。提高混合材比面积可提高水泥强度，改善水泥与提高混合材比面积可提高水泥强度，改善水泥与减水剂的适应性，是生产优质水泥的可行技术措减水剂的适应性，是生产优质水泥的可行技术措施之一。施之一。47知识分析48知识分析n n重视控制水泥中硫酸钙的含量和溶解速度n n加强磨机内物料温度的控制n n单独粉磨混合材，提高混合材比面积n n选择适宜的水泥品种n n改变减水

30、剂的品种、掺量、掺加方法改善水泥和减水剂适应性的措施改善水泥和减水剂适应性的措施49知识分析50知识分析二、减水剂的作用机理二、减水剂的作用机理（一）减水剂分子结构模型 减水剂属于表面活性剂并大多属阴离子表面活性剂。表面活性剂分子结构表面活性剂分子结构 亲水基团亲水基团亲油基团亲油基团COOHCOOH或或OHOH或或SOSO3 3NaNa CH CH3 3CHCH2 2 CH CH2 2 CH CH2 251知识分析Major classes of superplasticizer polymerPartially esterified polycarboxylic acidPartially

31、 esterified polycarboxylic acidwith polyoxyethylene side chains (PCE)with polyoxyethylene side chains (PCE)Naphthalene sulfonate Naphthalene sulfonate formaldehyde condensate (PNS)formaldehyde condensate (PNS)-52知识分析阴离子表面活性阴离子表面活性剂剂离子型表面活性剂离子型表面活性剂阳离阳离子表面活性剂子表面活性剂两性表面活性剂两性表面活性剂表面活性剂非离子型表面活性剂非离子型表面活性

32、剂减水剂分子结构模型减水剂分子结构模型53知识分析（二）水泥产生絮凝状结构体的原因（二）水泥产生絮凝状结构体的原因1水泥胶粒水化过程中产生异性电荷作用。2水泥胶粒的热运动，边棱角处相互碰撞结合。3水化反应生成新的水化产物。 絮凝状结构体内部包裹着很多自由水。54知识分析（三）减水剂作用机理（三）减水剂作用机理1、吸附分散作用机理 1）同性电荷的相斥作用 2）浆体间的润滑作用pp 氢键缔合（半刚性水膜）pp 极性微气泡（泡沫珠）55知识分析水泥颗粒水泥颗粒水泥絮凝状结构示意水泥絮凝状结构示意减水剂作用示意图减水剂作用示意图56知识分析O OO OH HR ROeOeS SH HOeOeH HH

33、HOeOeH HOeOeH H表示氢键表示氢键减水剂极性亲水基团以氢键的形式与水分子缔合的作用减水剂极性亲水基团以氢键的形式与水分子缔合的作用57知识分析极性微气泡所起润滑作用示意图极性微气泡所起润滑作用示意图58知识分析n n 聚羧酸盐减水剂有良好的分散性主要得益于以下两种机理： 1空间位阻效应 2由于本身所带电荷所引起的静电排斥作用2、空间位阻效应、空间位阻效应 主链、支链、侧链形成梳型状吸附网络。主链、支链、侧链形成梳型状吸附网络。59知识分析聚羧酸盐（聚羧酸盐（聚羧酸盐（聚羧酸盐（PCEPCEPCEPCE）超塑剂和其空间位阻示意图超塑剂和其空间位阻示意图超塑剂和其空间位阻示意图超塑剂和

34、其空间位阻示意图 水泥颗粒水泥颗粒水泥颗粒水泥颗粒 侧侧侧侧链链链链羧羧羧羧酸酸酸酸基基基基（负负负负电电电电荷荷荷荷）对对对对水水水水泥泥泥泥颗颗颗颗粒粒粒粒起吸附作用起吸附作用起吸附作用起吸附作用 聚合物主链聚合物主链聚合物主链聚合物主链 侧侧侧侧链链链链羧羧羧羧酸酸酸酸基基基基（负负负负电电电电荷荷荷荷）对对对对水水水水泥泥泥泥颗颗颗颗粒起吸附作用粒起吸附作用粒起吸附作用粒起吸附作用 接枝链接枝链接枝链接枝链 空间位阻空间位阻空间位阻空间位阻 60知识分析Poly naphthalene Poly naphthalene sulfonate(PNS)sulfonate(PNS)Poly

35、carboxylate(pc)Poly carboxylate(pc)DispersionDispersionMechanismMechanismLong SlumpLong SlumpRetention onRetention onHydrationHydration61知识分析（四）减水剂在混凝土中所起的作用 混凝土外加剂品种较多，功能各异。可以说混凝土外加剂已成为改善混凝土性能方面几乎无所不能的重要措施。其作用为： 1改善混凝土或砂浆拌和物施工时的和易性和可泵性； 2改善混凝土或砂浆的强度及其它物理力学性能；62知识分析3节约水泥用量或代替特种水泥；4加速混凝土或砂浆的早期强度发展；5调

36、节混凝土或砂浆的凝结硬化速度；6调节混凝土或砂浆的含气量；7降低水泥水化热或延缓水化放热速度；8改善拌合物的泌水性能；减水剂所起的作用减水剂所起的作用63知识分析9提高混凝土或砂浆耐各种侵蚀盐类的腐蚀性；10减弱碱-集料反应；11改善毛细孔结构；12减少混凝土的收缩；13提高钢筋的抗锈蚀能力；14提高钢筋与混凝土的握裹力；15提高新老混凝土界面的粘结力；减水剂所起的作用减水剂所起的作用64知识分析简单归纳为：n增大混凝土的流动性，改善施工性（在保持水泥用量和水灰比相同的情况下）；n 由于水灰比的降低，从而提高了混凝土的强 度和耐久性等一系列性能（在保持流动性相同的情况下）；n可以减少水泥用量，

37、降低成本（在水灰比、流动性不便情况下）n 更多情况是几种功能兼而得之。减水剂所起的作用减水剂所起的作用65知识分析（五）减水剂发展概况（五）减水剂发展概况66知识分析1木质素系减水剂第一代减水剂 木质素系减水剂按其带阳离子的不同，有木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸钠（木钠）和木质素磺酸镁（木镁）等区别。它是生产纸浆或纤维浆的废液，经生物发酵提取酒精后的残渣（酒槽），采用石灰乳中和、过滤、喷雾干燥而制得木钙。若采用氢氧化钠中和制得的木钠，一般掺量为水泥重量的(0.200.25)%。其改性措施有分子量分级改性、降糖改性等。 减水剂的发展减水剂的发展67知识分析2高效减水剂高效减水剂第二代减水剂第二

38、代减水剂1）萘磺酸盐系（1962年问世） 萘系减水剂为芳香族磺酸盐醛类缩合物，属阴离子表面活性剂，全称为-萘磺酸甲醛缩合物钠盐。其主要工艺为磺化、水解、缩聚、中和。萘系减水剂有低浓和高浓之别，低浓产品硫酸钠含量约在18%左右，而高浓产品硫酸钠含量小于5%。一般掺量为水泥重量的(0.500.75)%。减水剂的发展减水剂的发展68知识分析2）密胺树脂系减水剂（1964年问世） 是一种水溶性的聚合物树脂，全称为磺化三聚氰胺甲醛缩合物，也属阴离子表面活性剂。生产密胺树脂减水剂的主要原料为三聚氰胺、甲醛、氢氧化钠、焦亚硫酸钠和硫酸等。其主要生产工艺为羟甲基化、单体磺化、缩聚和中和反应。一般掺量与萘系减水

39、剂大致相同。减水剂的发展减水剂的发展69知识分析3）脂肪族系减水剂（90年代开发） 生产脂肪族减水剂的主要原料为丙酮、焦亚硫酸钠、氢氧化钠等。由于丙酮可广泛用作油脂、树脂、赛璐璐等的溶剂，化学性质活泼，能发生卤化、加成、缩合等反应。因此，将此类产品称为脂肪族系减水剂，全称应该为：羰（tang）基焦醛高效减水剂。羰基又称碳氧基。减水剂的发展减水剂的发展70知识分析 其掺量较低，对水泥的适应性比萘系和其掺量较低，对水泥的适应性比萘系和密胺系好，密胺系好，但由于产品呈红色但由于产品呈红色，往往受到质疑。，往往受到质疑。减水剂的发展减水剂的发展CHCH3 3C CSOSO3 3NaNaCHCH3 3O

40、 OCHCH2 2CHCH2 2O OC CCHCH2 2CHCH2 2O On nC CCHCH3 3SOSO3 3NaNaCHCH3 371知识分析4）氨基磺酸盐系（90年代开发） 生产的主要原料为苯酚、氨基苯磺酸、碱和甲醛等。生产工艺较简单，不用高温、高压反应。其掺量要比萘系减水剂低，对水泥的适应性较好，控制混凝土坍落度损失情况较好。由于苯酚原料价格昂贵，生产成本较高。 第二代减水剂还有改性三聚氰胺和氨基羧酸盐系等高效减水剂。减水剂的发展减水剂的发展72知识分析3聚羧酸盐系高效减水剂聚羧酸盐系高效减水剂第三代减水剂第三代减水剂 聚羧酸盐系高效减水剂是高分子合成产品，生产合成原料有甲基丙烯

41、酸、环氧乙烷、甲基丙烯酸甲脂、马来酸酐、聚乙二醇、甲基烯丙基磺酸盐等。在引发剂过硫酸铵、过硫酸钠等作用下聚合而成。其中有60%以上是以环氧乙烷（Eo）为基材的聚合物。因此，Eo价格对该类减水剂成本至关重大，也是影响该类高性能减水剂的最大障碍。减水剂的发展减水剂的发展73知识分析 掺聚羧酸盐系高效减水剂混凝土掺聚羧酸盐系高效减水剂混凝土的性能特点为：的性能特点为：的性能特点为：的性能特点为：1）掺量低、减水率高、混凝土增强效果大；2）混凝土拌和物流动保持性好，坍落度损失低；3）对水泥的适应性较好；4）硬化混凝土收缩低；5）总碱含量低；6）环境友好。 适合配制高强高性能混凝土，大掺量矿物掺合料的混

42、凝土。减水剂的发展减水剂的发展74知识分析三代减水剂对混凝土性能的不同影响（三代减水剂对混凝土性能的不同影响（1）品种品种品种品种性能性能性能性能第一代减水第一代减水第一代减水第一代减水剂剂第二代减水第二代减水第二代减水第二代减水剂剂第三代减水第三代减水第三代减水第三代减水剂剂木木木木钙钙、木、木、木、木钠钠、木、木、木、木镁镁等等等等萘萘系、密胺系、氨基磺系、密胺系、氨基磺系、密胺系、氨基磺系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等酸系、脂肪系等酸系、脂肪系等酸系、脂肪系等各各各各类类聚聚聚聚羧羧酸系高性能减酸系高性能减酸系高性能减酸系高性能减水水水水剂剂减水率减水率减水率减水率一般一般一般一般掺掺量

43、：量：量：量：5%-8%5%-8%饱饱和和和和掺掺量：量：量：量：12%12%左右左右左右左右一般一般一般一般掺掺量：量：量：量：15%-20%15%-20%饱饱和和和和掺掺量：量：量：量：30%30%左右左右左右左右一般一般一般一般掺掺量：量：量：量：25%-30%25%-30%饱饱和和和和掺掺量：大于量：大于量：大于量：大于45%45%对对混凝土拌合混凝土拌合混凝土拌合混凝土拌合物物物物综综合性能的合性能的合性能的合性能的影响影响影响影响超超超超掺时掺时，缓缓凝凝凝凝严严重，引重，引重，引重，引气量大，气量大，气量大，气量大，强强强强度下降度下降度下降度下降严严重，重，重，重，单单用用用用

44、时时易引起混凝土易引起混凝土易引起混凝土易引起混凝土质质量事故量事故量事故量事故掺萘掺萘系混凝土拌合物坍系混凝土拌合物坍系混凝土拌合物坍系混凝土拌合物坍落度落度落度落度损损失大、易泌水；失大、易泌水；失大、易泌水；失大、易泌水；掺掺密胺系混凝土拌合物密胺系混凝土拌合物密胺系混凝土拌合物密胺系混凝土拌合物坍落度坍落度坍落度坍落度损损失大、粘度大失大、粘度大失大、粘度大失大、粘度大混凝土拌合物流混凝土拌合物流混凝土拌合物流混凝土拌合物流动动性和性和性和性和流流流流动动保持性好，很少保持性好，很少保持性好，很少保持性好，很少发发生泌水、分生泌水、分生泌水、分生泌水、分层层、缓缓凝等凝等凝等凝等现现象

45、象象象强强强强度增度增度增度增长长28d28d强强强强度比一般在度比一般在度比一般在度比一般在115%115%左右左右左右左右28d28d强强强强度比一般在度比一般在度比一般在度比一般在120%135%120%135%左右左右左右左右28d28d强强强强度比一般在度比一般在度比一般在度比一般在140%140%以上以上以上以上75知识分析 品种品种品种品种性能性能性能性能第一代减水第一代减水第一代减水第一代减水剂剂第二代减水第二代减水第二代减水第二代减水剂剂第三代减水第三代减水第三代减水第三代减水剂剂木木木木钙钙、木、木、木、木钠钠、木、木、木、木镁镁等等等等萘萘系、密胺系、氨基磺系、密胺系、氨

46、基磺系、密胺系、氨基磺系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等酸系、脂肪系等酸系、脂肪系等酸系、脂肪系等各各各各类类聚聚聚聚羧羧酸系高性能减水酸系高性能减水酸系高性能减水酸系高性能减水剂剂对对混凝土体混凝土体混凝土体混凝土体积积稳稳定性的影响定性的影响定性的影响定性的影响对对混凝土的体混凝土的体混凝土的体混凝土的体积稳积稳定定定定性影响不大性影响不大性影响不大性影响不大萘萘系增加混凝土塑性收系增加混凝土塑性收系增加混凝土塑性收系增加混凝土塑性收缩缩，一般也增加混凝土，一般也增加混凝土，一般也增加混凝土，一般也增加混凝土28d28d的收的收的收的收缩缩率。密胺系可率。密胺系可率。密胺系可率。密胺系可降低

47、混凝土降低混凝土降低混凝土降低混凝土28d28d的收的收的收的收缩缩率率率率与与与与萘萘系相比，系相比，系相比，系相比，对对混凝土塑混凝土塑混凝土塑混凝土塑性收性收性收性收缩缩的影响大大减少，的影响大大减少，的影响大大减少，的影响大大减少，一般不增加混凝土的一般不增加混凝土的一般不增加混凝土的一般不增加混凝土的28d28d收收收收缩缩率率率率对对混凝土含气混凝土含气混凝土含气混凝土含气量的影响量的影响量的影响量的影响增加混凝土的含气量增加混凝土的含气量增加混凝土的含气量增加混凝土的含气量一般情况下，混凝土含一般情况下，混凝土含一般情况下，混凝土含一般情况下，混凝土含气量增加很少气量增加很少气量

48、增加很少气量增加很少一般情况下，会增加混凝一般情况下，会增加混凝一般情况下，会增加混凝一般情况下，会增加混凝土的含气量，但可控制土的含气量，但可控制土的含气量，但可控制土的含气量，但可控制三代减水剂对混凝土性能的不同影响（2）76知识分析 品种品种品种品种性能性能性能性能第一代减水第一代减水第一代减水第一代减水剂剂第二代减水第二代减水第二代减水第二代减水剂剂第三代减水第三代减水第三代减水第三代减水剂剂木木木木钙钙、木、木、木、木钠钠、木、木、木、木镁镁等等等等萘萘系、密胺系、氨基磺酸系、密胺系、氨基磺酸系、密胺系、氨基磺酸系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等系、脂肪系等系、脂肪系等系、脂肪系等各各

49、各各类类聚聚聚聚羧羧酸系高性能减酸系高性能减酸系高性能减酸系高性能减水水水水剂剂钾钾、钠钠离子含离子含离子含离子含量量量量不大不大不大不大一般在一般在一般在一般在5%-15%5%-15%之之之之间间一般在一般在一般在一般在0.2%-1.5%0.2%-1.5%之之之之间间环环保性能及其保性能及其保性能及其保性能及其他有害物他有害物他有害物他有害物质质含含含含量量量量环环保性能好，一般不保性能好，一般不保性能好，一般不保性能好，一般不含有害物含有害物含有害物含有害物质质环环保性能差，生保性能差，生保性能差，生保性能差，生产过产过程使程使程使程使用大量甲用大量甲用大量甲用大量甲醛醛、萘萘、苯酚等、苯

50、酚等、苯酚等、苯酚等有害物有害物有害物有害物质质，成品中也含有，成品中也含有，成品中也含有，成品中也含有一定量的有害物一定量的有害物一定量的有害物一定量的有害物质质生生生生产产和使用和使用和使用和使用过过程中均不程中均不程中均不程中均不含任何有害物含任何有害物含任何有害物含任何有害物质质，环环保保保保性能性能性能性能优优异异异异三代减水剂对混凝土性能的不同影响（3）77知识分析减水剂与水泥的适应性减水剂与水泥的适应性n n外加剂方面 原料纯度；磺化程度；聚合度等。 粉状减水剂的减水率低于原液状（等当量）。 78知识分析水泥与高效减水剂水泥与高效减水剂水泥与高效减水剂水泥与高效减水剂FDNFDN

51、FDNFDN的适应性的试验结果的适应性的试验结果的适应性的试验结果的适应性的试验结果 79知识分析高效减水剂影响因素高效减水剂影响因素n n分子链的长度分子链的长度n n磺酸盐基团在链中的位置磺酸盐基团在链中的位置n n有无硫酸盐存留有无硫酸盐存留80知识分析萘系高效减水剂性能的影响萘系高效减水剂性能的影响n n萘的磺化程度和磺化产物萘的磺化程度和磺化产物萘的磺化程度和磺化产物萘的磺化程度和磺化产物 多萘磺酸和多萘磺酸和多萘磺酸和多萘磺酸和 萘磺酸会影响到适应性。萘磺酸会影响到适应性。萘磺酸会影响到适应性。萘磺酸会影响到适应性。n n萘系减水剂分子量的大小萘系减水剂分子量的大小萘系减水剂分子量

52、的大小萘系减水剂分子量的大小 分子的最佳核体数为分子的最佳核体数为分子的最佳核体数为分子的最佳核体数为7 71313。 n n平衡离子平衡离子平衡离子平衡离子NaNa+ +、CaCa2+2+、MgMg2+2+、NHNH4 4+ +等对分散效果和等对分散效果和等对分散效果和等对分散效果和适应性影响有所差异。适应性影响有所差异。适应性影响有所差异。适应性影响有所差异。 n n减水剂的状态减水剂的状态减水剂的状态减水剂的状态 液体外加剂减水效果稍好。液体外加剂减水效果稍好。液体外加剂减水效果稍好。液体外加剂减水效果稍好。81知识分析82知识分析检测方法：检测方法：n n水水泥泥净净浆浆试试验验：包包

53、括括净净浆浆流流动动度度或或损损失失试试验验、水水泥泥稠稠度度试试验验（检检验验油油井井水水泥泥在在掺掺有有各各种种外外加剂条件下稠化速度的试验）；加剂条件下稠化速度的试验）；n n砂砂浆浆试试验验：采采用用跳跳桌桌流流动动度度，观观测测扩扩展展度度或或损失；损失；n n混混凝凝土土试试验验：包包括括坍坍落落度度或或损损失失、扩扩展展度度或或损失。损失。83知识分析检测结果评价检测结果评价n n对对于于第第一一和和第第二二代代减减水水剂剂：这这些些试试验验方方法法所所得得到到的的饱饱和和点点掺掺量量、流流动动度度损损失失速速度度与与程度的规律基本上是一致的。程度的规律基本上是一致的。n n对对

54、于于第第三三代代减减水水剂剂：净净浆浆流流动动度度和和混混凝凝土土坍落度结果很多情况下不一致。坍落度结果很多情况下不一致。84知识分析高效减水剂性能及与水泥的适应性是混凝土工作高效减水剂性能及与水泥的适应性是混凝土工作性设计中的核心问题，传统上通过水泥浆或混凝性设计中的核心问题，传统上通过水泥浆或混凝土坍落流动度来评价，但水泥浆试验不能表征混土坍落流动度来评价，但水泥浆试验不能表征混凝土的稳定性，且由于理论上的缺陷，其结果经凝土的稳定性，且由于理论上的缺陷，其结果经常与混凝土试验结果缺乏对应性，而混凝土坍落常与混凝土试验结果缺乏对应性，而混凝土坍落度试验费时、费料、复演性差，对用水量极为敏度试

55、验费时、费料、复演性差，对用水量极为敏感，这些情况在应用聚羧酸高效减水剂时表现得感，这些情况在应用聚羧酸高效减水剂时表现得更为明显。更为明显。对于对于PCEPCE，砂浆扩展度试验可以简便可靠地比较，砂浆扩展度试验可以简便可靠地比较不同减水剂的饱和掺量、极限扩展度、泌水性和不同减水剂的饱和掺量、极限扩展度、泌水性和扩展度的经时变化情况，从而为混凝土工作性设扩展度的经时变化情况，从而为混凝土工作性设计提供依据。计提供依据。最准确的是采用混凝土试验评定。最准确的是采用混凝土试验评定。85知识分析86知识分析(一一)、水泥的适应性、水泥的适应性87知识分析水泥适应性水泥适应性n n水泥中水泥中C3AC

56、3A、C3SC3S的含量的含量 吸附活性顺序：吸附活性顺序：C3AC4AFC3SC2SC3AC4AFC3SC2S。C3AC3A含量高时，减水作用减小含量高时，减水作用减小。C3AC3AC4AFC4AFC3SC3S、C2SC2S88知识分析水泥适应性水泥适应性n n水泥中石膏的影响水泥中石膏的影响1.1.铝铝酸酸盐盐和和水水直直接接反反应应会会产产生生闪闪凝凝。水水泥泥中中掺掺加加二二水水石石膏膏调调节节水水泥泥的的凝凝结结时时间间。水水泥泥浆浆溶溶液液中中的的硫硫酸酸钙钙必必须须充充分分溶溶解解并并有有足够硫酸盐离子和钙离子供给生成硫铝酸钙。足够硫酸盐离子和钙离子供给生成硫铝酸钙。2.2.熟熟

57、料料太太热热时时与与石石膏膏共共同同磨磨细细会会使使石石膏膏脱脱水水产产生生半半水水石石膏膏和和无无水水石石膏膏，半半水水和和无无水水石石膏膏水水化化会会使使水水泥泥产产生生假假凝凝。假假凝凝可可以以通通过过进进一一步步拌拌和和，破破坏坏生生成成物物结结构构而而恢恢复复流流动动性性。闪闪凝凝则则不不同，如果不加水，它不可能通过进一步拌和消除它的刚构。同，如果不加水，它不可能通过进一步拌和消除它的刚构。3.3.部部分分水水泥泥厂厂采采用用硬硬石石膏膏作作调调凝凝剂剂，这这种种水水泥泥会会产产生生与与外外加加剂剂不不适适应应的的问问题题。木木钙钙对对某某些些用用硬硬石石膏膏的的水水泥泥有有速速凝凝

58、作作用用。不不掺掺时时，用用石石膏膏和和用用硬硬石石膏膏的的水水泥泥的的初初、终终凝凝时时间间相相同同，掺掺加加0.2%0.2%的的木木钙钙后后，用用石石膏膏的的水水泥泥的的初初凝凝时时间间延延长长4h4h左左右右，用用硬硬石石膏膏的的水水泥泥则则快快速速凝凝结结。水水泥泥中中石石膏膏与与硬硬石石膏膏的的比比例例小小于于2 2时时，掺掺加加外外加加剂剂将将产产生生速速凝凝，硬硬石石膏膏溶溶解解速速度度比比石石膏膏小小，当当掺掺加加木钙后，硬石膏在饱和石灰溶液中的溶解性进一步减小。木钙后，硬石膏在饱和石灰溶液中的溶解性进一步减小。89知识分析水泥适应性水泥适应性外加剂对使用外加剂对使用不同石膏的

59、水泥的凝结时间的影响的水泥的凝结时间的影响外加剂种类外加剂种类二水石膏二水石膏硬石膏硬石膏初凝初凝终凝终凝初凝初凝终凝终凝木质素类木质素类4 4：11117 7：5555速硬速硬6 6：0505糖蜜类糖蜜类5 5：25251010：0202速硬速硬1 1：1919萘磺酸盐类萘磺酸盐类2 2：47475 5：25253 3：42425 5：202090知识分析水泥适应性水泥适应性n n水泥碱含量的影响水泥碱含量的影响n n水泥中碱含量高，减水剂的作用降低。水泥中碱含量高，减水剂的作用降低。n n水泥中碱含量高，凝结时间缩短早期强度提高。水泥中碱含量高，凝结时间缩短早期强度提高。水水 泥泥NaNa

60、2 2O+0.658kO+0.658k2 2O O（% %）减水剂品种及掺量（减水剂品种及掺量（% %）流动度流动度（mmmm）萘系减水剂萘系减水剂木木 钙钙42.542.5普通普通水泥水泥0.520.520.500.50 2852851.301.302602602.002.001051050.520.52 0.250.252052051.301.301901902.002.0011511591知识分析水泥适应性水泥适应性pp水泥可溶碱（事实上，可溶水泥可溶碱（事实上，可溶SO42-SO42-来自碱）、细度、来自碱）、细度、C3AC3A含量和石膏类型、掺和料种类，是控制掺萘系减水含量和石膏类型

61、、掺和料种类，是控制掺萘系减水剂水泥浆与混凝土流变性的关键因素。最佳可溶碱含量剂水泥浆与混凝土流变性的关键因素。最佳可溶碱含量在在0.40.40.6%0.6%当量当量Na2ONa2O。萘系减水剂在水泥颗粒上的吸。萘系减水剂在水泥颗粒上的吸附率和水泥水化速率受这些参数影响，它们控制混凝土附率和水泥水化速率受这些参数影响，它们控制混凝土流动度损失率。流动度损失率。pp使用可溶碱含量低的水泥时，不仅当减水剂掺量不足时使用可溶碱含量低的水泥时，不仅当减水剂掺量不足时会较快损失坍落度，而当剂量稍高于饱和点时，又会出会较快损失坍落度，而当剂量稍高于饱和点时，又会出现严重的离析与泌水。现严重的离析与泌水。p

62、p使用含木质素类外加剂，为保险起见，使用任何外加剂使用含木质素类外加剂，为保险起见，使用任何外加剂前，都应该进行试验，验证外加剂的性能是否满足要求，前，都应该进行试验，验证外加剂的性能是否满足要求，是否与水泥等原材料之间存在适应性问题。并通过试验是否与水泥等原材料之间存在适应性问题。并通过试验确定合适的外加剂品种以及相应的掺量。确定合适的外加剂品种以及相应的掺量。92知识分析(二二)、混凝土坍落度损失、混凝土坍落度损失93知识分析保持分散机理保持分散机理uu引入缓凝基团，引入缓凝基团，延迟水泥水化延迟水泥水化反应。反应。uu立体排斥力。立体排斥力。uu溶于碱而不溶溶于碱而不溶于水的高分子于水的

63、高分子化合物。化合物。坍落度损失保持机理94知识分析坍落度损失的机理u水泥中所含石膏的溶解度取决其存在形态、水灰水泥中所含石膏的溶解度取决其存在形态、水灰比、温度等因素。水泥含碱量过高或过低，对高比、温度等因素。水泥含碱量过高或过低，对高效减水剂效减水剂水泥相容性都带来不利影响。这可能水泥相容性都带来不利影响。这可能是因为它改变石膏的溶解度，从而影响是因为它改变石膏的溶解度，从而影响C C3 3A A的水化的水化所造成。所造成。u含磺酸基团高效减水剂可以迅速和水泥中含磺酸基团高效减水剂可以迅速和水泥中C C3 3A A反应，反应，因此被消耗，使液相里游离的减水剂浓度降低，因此被消耗，使液相里游

64、离的减水剂浓度降低，混凝土由于减水剂存在使坍落度增大的效果减小，混凝土由于减水剂存在使坍落度增大的效果减小，甚至消失，因此表现为坍落度损失甚至消失，因此表现为坍落度损失。95知识分析混凝土坍落度损失及控制混凝土坍落度损失及控制混凝土坍落度混凝土坍落度混凝土坍落度混凝土坍落度损损失的原因失的原因失的原因失的原因对对 策策策策1 1水泥水泥水泥水泥矿矿物物物物对对减水减水减水减水剂剂的的的的选择选择性吸附，液性吸附，液性吸附，液性吸附，液相中减水相中减水相中减水相中减水剂浓剂浓度度度度显显著下降。著下降。著下降。著下降。1 1采用后采用后采用后采用后掺掺法；法；法；法；2 2增大增大增大增大掺掺量

65、；量；量；量；3 3选选用高档的减水用高档的减水用高档的减水用高档的减水剂剂（如（如（如（如带带有反有反有反有反应应性高分性高分性高分性高分子的减水子的减水子的减水子的减水剂剂和聚和聚和聚和聚羧羧酸系酸系酸系酸系产产品）。品）。品）。品）。2 2气泡外溢及水份蒸气泡外溢及水份蒸气泡外溢及水份蒸气泡外溢及水份蒸发发。1 1适当复配含有适当复配含有适当复配含有适当复配含有稳稳定极性气泡的定极性气泡的定极性气泡的定极性气泡的组组份；份；份；份；2 2适当复配保水、保塑适当复配保水、保塑适当复配保水、保塑适当复配保水、保塑剂剂；3 3合成工合成工合成工合成工艺艺革新。革新。革新。革新。3 3胶凝材料水

66、化反胶凝材料水化反胶凝材料水化反胶凝材料水化反应应，AFtAFt、C-S-HC-S-H以以以以及及及及CHCH等含水等含水等含水等含水结结晶晶晶晶矿矿物的增加。物的增加。物的增加。物的增加。1 1针对针对性地性地性地性地选择缓选择缓凝凝凝凝剂剂；2 2选选用聚用聚用聚用聚羧羧酸系或氨基磺酸酸系或氨基磺酸酸系或氨基磺酸酸系或氨基磺酸盐盐系系系系产产品。品。品。品。96知识分析坍落度损失坍落度损失n非常规的坍落度损失解决办法：1.1.外加剂中复合适当的硫酸钠；外加剂中复合适当的硫酸钠；2.2.外加剂中复合适当的碳酸钾；外加剂中复合适当的碳酸钾；3.3.适当调整配合比。适当调整配合比。97知识分析

67、坍落度损失坍落度损失n n使用使用NaNa2 2SOSO4 4控制坍损的原理：控制坍损的原理：n nSOSO3 3加量随水泥中加量随水泥中C C3 3A A和碱含量的增加而增加和碱含量的增加而增加。即。即SOSO3 3加量加量与水泥中与水泥中C C3 3A A和碱含量成正比。和碱含量成正比。n n石膏含量充足时石膏含量充足时，能不断提供硫酸根离子，液相中钙离，能不断提供硫酸根离子，液相中钙离子浓度保持较高。此时，通过调整缓凝成分及含量就能子浓度保持较高。此时，通过调整缓凝成分及含量就能控制坍损。控制坍损。n n当石膏加量不足时当石膏加量不足时，C C3 3A A和石膏反应生成的钙矾石较少，和石

68、膏反应生成的钙矾石较少，不能有效控制不能有效控制C C3 3A A的水化，使凝结加快，流动性很快损的水化，使凝结加快，流动性很快损失。此时，仅用缓凝组分很难控制坍损。必须另外掺加失。此时，仅用缓凝组分很难控制坍损。必须另外掺加一部分能提供硫酸根离子的外加剂成分。一部分能提供硫酸根离子的外加剂成分。98知识分析坍落度损失坍落度损失n造成“欠硫化”现象的原因:1.1.石膏加量不足，或熟料粉磨过程中温度变化改变了石石膏加量不足，或熟料粉磨过程中温度变化改变了石膏的形态，二水石膏部分改变成半水石膏、无水石膏，膏的形态，二水石膏部分改变成半水石膏、无水石膏，比例发生了较大改变。比例发生了较大改变。2.2

69、.混凝土配合比变化，如水灰比（水胶比）、用水量变混凝土配合比变化，如水灰比（水胶比）、用水量变小，使可溶性小，使可溶性SOSO3 3总量减少。总量减少。3.3.掺加外加剂后，使碱含量提高，因此石膏溶解度减小。掺加外加剂后，使碱含量提高，因此石膏溶解度减小。4.4.环境温度变化，影响石膏的溶解度。环境温度变化，影响石膏的溶解度。5.5.以上因素的综合作用。以上因素的综合作用。99知识分析坍落度损失坍落度损失适当调整配合比，保持坍落度适当调整配合比，保持坍落度n n有时在配合比与外加剂匹配方面存在问题，因为外加剂有时在配合比与外加剂匹配方面存在问题，因为外加剂不仅受配合比中各种原材料的影响还受材料

70、用量的影响。不仅受配合比中各种原材料的影响还受材料用量的影响。n n用水量用水量的影响最大，在保证混凝土性能的前提下，适当的影响最大，在保证混凝土性能的前提下，适当提高用水量可保证坍落度损失较小。提高用水量可保证坍落度损失较小。n n细砂同样会增大坍落度损失，尤其是砂子吸水率高时更细砂同样会增大坍落度损失，尤其是砂子吸水率高时更为明显。适当为明显。适当降低砂率降低砂率，有助于解决坍落度问题。，有助于解决坍落度问题。n n外加剂掺量过小，坍落度损失快。使用外加剂时，有一外加剂掺量过小，坍落度损失快。使用外加剂时，有一个个合适的掺量合适的掺量，如低于某一掺量，外加剂的作用不能持，如低于某一掺量，外

71、加剂的作用不能持续发挥，必然导致坍落度损失过快。续发挥，必然导致坍落度损失过快。n n掺和料用量调整。在强度等有保证的前提下，适当掺和料用量调整。在强度等有保证的前提下，适当增加增加掺和料比例掺和料比例，不但可降低混凝土成本，对混凝土的工作，不但可降低混凝土成本，对混凝土的工作性也有很大好处。性也有很大好处。100知识分析坍落度静态和动态损失坍落度静态和动态损失n n在静态和动态的情况下，坍落度的损失是不一样的。在静态和动态的情况下，坍落度的损失是不一样的。n n正常情况下，静态损失比动态损失要大正常情况下，静态损失比动态损失要大1020mm1020mm。因初。因初始坍落度不同，其差别也不同。

72、始坍落度不同，其差别也不同。n n有时，在试验室进行坍落度损失试验，发现坍落度损失有时，在试验室进行坍落度损失试验，发现坍落度损失很快，而工程应用中损失很小，这种现象不是经常发生。很快，而工程应用中损失很小，这种现象不是经常发生。n n发生这种现象的原因很可能与水泥有关。水泥中石膏的发生这种现象的原因很可能与水泥有关。水泥中石膏的形态在磨细过程中发生了轻度改变，部分石膏由二水状形态在磨细过程中发生了轻度改变，部分石膏由二水状态变为半水或无水状态。与水接触后半水或无水石膏又态变为半水或无水状态。与水接触后半水或无水石膏又转变为二水石膏，即发生轻度假凝，在静态时，坍落度转变为二水石膏，即发生轻度假

73、凝，在静态时，坍落度表现为损失快，而在动态时，石膏无法形成固态结构，表现为损失快，而在动态时，石膏无法形成固态结构，因此混凝土的坍落度和流动性并无太大变化。因此混凝土的坍落度和流动性并无太大变化。101知识分析(三三)、混凝土离析和泌水、混凝土离析和泌水102知识分析骨骨料料水水可可见见泌泌水水内内泌泌水水103知识分析混凝土的离析和泌水混凝土的离析和泌水n n配制流态混凝土时，流动性和粘聚性失去平衡，当粘聚性低时混凝土在自身重力或其它外力作用下产生相分离，破坏了材料组成的均匀性和稳定性，导致分离。n n通常，泌水是离析的前奏，离析必然导致分层，增加堵泵的可能。n n少量泌水在工程中是允许的，

74、而且对防止产生混凝土表面裂缝有利。104知识分析混凝土的离析和泌水混凝土的离析和泌水n n产生混凝土离析和泌水的主要原因：1.1.砂率偏低或砂子中细颗粒含量少使混凝土保水砂率偏低或砂子中细颗粒含量少使混凝土保水性低，砂子含泥量大易产生浆体沉降，即性低，砂子含泥量大易产生浆体沉降，即“ “抓抓底底” ”；2.2.胶凝材料总量少，浆体体积小于胶凝材料总量少，浆体体积小于300L /m300L /m3 3；3.3.石子级配差，或单一粒径的石子；石子级配差，或单一粒径的石子；4.4.用水量大，使混凝土拌合物粘性低；用水量大，使混凝土拌合物粘性低；5.5.外加剂掺量过大，且外加剂中含有易泌水的成外加剂掺

75、量过大，且外加剂中含有易泌水的成分；分；6.6.水泥中熟料部分已水化，使得水泥保水变差；水泥中熟料部分已水化，使得水泥保水变差；7.7.使用矿渣或矿渣水泥，本身保水性不好，易泌使用矿渣或矿渣水泥，本身保水性不好，易泌水、离析；水、离析；105知识分析混凝土的离析和泌水混凝土的离析和泌水n n浆体体积(Ve)、砂浆体积(Ves)和抗离析性的关系：1.1.Ve330L, Ves430LVe330L, Ves430L时，混凝土具有良好的工作性；时，混凝土具有良好的工作性；2.2.Ve430LVe430L时，混凝土泌水的可能性不大，但时，混凝土泌水的可能性不大，但混凝土粘聚性、和易性差；混凝土粘聚性、

76、和易性差；3.3.Ve330L, Ves330L, Ves430L时，混凝土保水性差，易泌水、离时，混凝土保水性差，易泌水、离析、分层等。析、分层等。n n除了原材料的因素，在做混凝土配合比设计时，应重点考虑石子体积、浆体体积的比例。用正确的思路指导混凝土配合比的设计是最重要的。106知识分析混凝土的离析和泌水混凝土的离析和泌水n n泌水、离析的解决办法：离析、泌水离析、泌水提高砂率提高砂率Ve330LVe330LVes430LVes430L减少外加剂减少外加剂减少用水量减少用水量掺加掺加CMCCMC增加水泥用量增加水泥用量增加粉煤灰量增加粉煤灰量增加含气量增加含气量增加砂浆含量。增加砂浆含量

77、。提高保水性提高保水性提高粘聚性提高粘聚性增加水泥浆体含量，增加水泥浆体含量，改善和易性改善和易性107知识分析混凝土的离析和泌水混凝土的离析和泌水n n防止离析、泌水的具体措施：防止离析、泌水的具体措施：1.1.石子级配合理，单一粒径的石子应提高砂率；石子级配合理，单一粒径的石子应提高砂率；2.2.引气可减小泌水，特别是用卵石配制低强度等级的大引气可减小泌水，特别是用卵石配制低强度等级的大流动性混凝土时；流动性混凝土时；3.3.产生泌水的主要原因是砂率偏低，合理的砂率能保证产生泌水的主要原因是砂率偏低，合理的砂率能保证混凝土的工作性和强度；混凝土的工作性和强度；4.4.掺加粉煤灰，特别是配制

78、低强度等级的大流动性混凝掺加粉煤灰，特别是配制低强度等级的大流动性混凝土，粉煤灰掺量应适当提高，从而提高其保水性；土，粉煤灰掺量应适当提高，从而提高其保水性；5.5.掺加增稠剂提高混凝土的粘聚性和保水性，防止泌水掺加增稠剂提高混凝土的粘聚性和保水性，防止泌水和离析；和离析；6.6.减少用水量或外加剂的掺量，使得游离水的比例减少，减少用水量或外加剂的掺量，使得游离水的比例减少，提高混凝土的粘聚性等。提高混凝土的粘聚性等。 以上措施应有针对性的应用，采取一种或综合方法。以上措施应有针对性的应用，采取一种或综合方法。108知识分析混凝土的滞后泌水混凝土的滞后泌水n n滞后泌水：是指混凝土初始时工作性

79、符合要求，滞后泌水：是指混凝土初始时工作性符合要求，但经过一段时间后（比如但经过一段时间后（比如1h1h）才产生大量泌水的）才产生大量泌水的现象。这种现象并不常见，因此研究较少。现象。这种现象并不常见，因此研究较少。n n可能的原因为：砂率偏低、掺和料等的吸水和放可能的原因为：砂率偏低、掺和料等的吸水和放水平衡、外加剂缓凝组分较多有关。水平衡、外加剂缓凝组分较多有关。n n如前所述，混凝土中的水是以结合水、吸附水和如前所述，混凝土中的水是以结合水、吸附水和游离水三种形态存在，混凝土是固相、液相和气游离水三种形态存在，混凝土是固相、液相和气相的混合体。水的形态受到各种材料，尤其是外相的混合体。水

80、的形态受到各种材料，尤其是外加剂的影响，这种影响在某种情况下会产生一些加剂的影响，这种影响在某种情况下会产生一些变化，使得水的吸附发生改变，当吸附平衡被打变化，使得水的吸附发生改变，当吸附平衡被打破，向着解吸附方向发展时，水就有可能析出，破，向着解吸附方向发展时，水就有可能析出，造成泌水。造成泌水。109知识分析混凝土的滞后泌水混凝土的滞后泌水n n产生滞后泌水的原因及对策：原因原因对策对策真实砂率低、砂含石过高真实砂率低、砂含石过高提高砂率提高砂率砂子中细颗粒含量少砂子中细颗粒含量少提高掺和料用量，做必要补充提高掺和料用量，做必要补充石子级配不合理、单一粒径石子级配不合理、单一粒径提高砂率提

81、高砂率25%25%水泥、掺和料泌水率大水泥、掺和料泌水率大更换水泥、掺和料；增加增稠组分更换水泥、掺和料；增加增稠组分粉煤灰颗粒粗、含碳量高粉煤灰颗粒粗、含碳量高更换粉煤灰更换粉煤灰低强度等级或贫混凝土低强度等级或贫混凝土采用引气剂或提高胶凝材用量采用引气剂或提高胶凝材用量不明原因不明原因改变外加剂配方或以上综合措施改变外加剂配方或以上综合措施110知识分析(四四)、混凝土异常凝结、混凝土异常凝结111知识分析 水泥矿物组成，水泥细度，石膏的品位，环境温湿度，水泥的温度，混凝土中的水灰比以及外加剂等情况决定着混凝土凝结时间的长短。而产生异常凝结（急凝、快凝及长时间不凝）的主要原因有以下5条：1

82、12知识分析 水泥中水泥中C C3 3A A含量偏高；含量偏高； 球磨时掺加的不是二水石膏；球磨时掺加的不是二水石膏； 选用木质素系普通减水剂；选用木质素系普通减水剂； 高效减水剂误当作普通减水剂使用；高效减水剂误当作普通减水剂使用； 水泥中水泥中C C2 2S S含量偏多，选用超量的普通减水剂等。含量偏多，选用超量的普通减水剂等。 以上情况可能会产生混凝土的异常凝结，造成不少工程质量事故，经济损失惨重。113知识分析混凝土的异常凝结混凝土的异常凝结n n急凝：混凝土搅拌后迅速凝结。日常工作中很少遇到。急凝：混凝土搅拌后迅速凝结。日常工作中很少遇到。其原因不外乎：水泥过热、水泥中石膏严重不足、

83、外加其原因不外乎：水泥过热、水泥中石膏严重不足、外加剂与水泥严重不适应，冬季时使用热水温度过高同时投剂与水泥严重不适应，冬季时使用热水温度过高同时投料顺序不正确，热水与水泥直接接触等。料顺序不正确，热水与水泥直接接触等。n n凝结时间过长：经常遇到。分为两种情况，一、整体混凝结时间过长：经常遇到。分为两种情况，一、整体混凝土严重缓凝；二、混凝土局部严重缓凝。凝土严重缓凝；二、混凝土局部严重缓凝。n n第一种情况，多半是由外加剂造成，由于掺加了不合适第一种情况，多半是由外加剂造成，由于掺加了不合适的缓凝组分，或外加剂掺量超出了正常掺量，造成混凝的缓凝组分，或外加剂掺量超出了正常掺量，造成混凝土的

84、过度缓凝。前面已经提到有很多缓凝组分受温度等土的过度缓凝。前面已经提到有很多缓凝组分受温度等影响，缓凝效果有很大差异。另外还有一种情况，在使影响，缓凝效果有很大差异。另外还有一种情况，在使用某种掺和料时，不加外加剂，混凝土的凝结时间正常，用某种掺和料时，不加外加剂，混凝土的凝结时间正常，只要掺加外加剂，混凝土的凝结时间就变的异常。只要掺加外加剂，混凝土的凝结时间就变的异常。114知识分析混凝土的异常凝结混凝土的异常凝结n n第二种情况：局部不凝也时有发生。如楼板或墙体第二种情况：局部不凝也时有发生。如楼板或墙体混凝土的绝大部分凝结正常，在局部面积不大的区混凝土的绝大部分凝结正常，在局部面积不大

85、的区域，混凝土不凝，很难理解。域，混凝土不凝，很难理解。n n造成局部不凝的原因确实不好解释，但其原因不外造成局部不凝的原因确实不好解释，但其原因不外乎以下几点：乎以下几点：1.1.后加外加剂，搅拌不均匀，造成外加剂局部富集；后加外加剂，搅拌不均匀，造成外加剂局部富集；2.2.现场加水，混凝土粘聚性降低，混凝土离析，浇筑时振捣使局部浆体集现场加水，混凝土粘聚性降低，混凝土离析，浇筑时振捣使局部浆体集中，水灰比变大且外加剂相对过量；中，水灰比变大且外加剂相对过量；3.3.使用粉状外加剂时有结块，混凝土浇筑后外加剂逐渐溶解，使得混凝土使用粉状外加剂时有结块，混凝土浇筑后外加剂逐渐溶解，使得混凝土局

86、部外加剂严重过量；局部外加剂严重过量；4.4.使用液体外加剂时，长时间不清理沉淀物，此沉淀物粘稠不易搅碎，其使用液体外加剂时，长时间不清理沉淀物，此沉淀物粘稠不易搅碎，其成分基本为不易溶解的缓凝组分，从而造成混凝土的局部过度缓凝。成分基本为不易溶解的缓凝组分，从而造成混凝土的局部过度缓凝。115知识分析（五）助磨剂与水泥（五）助磨剂与水泥外加剂外加剂相容问题相容问题116知识分析n n随着国家水泥新标准的实施和能源成本的提高，随着国家水泥新标准的实施和能源成本的提高，助磨剂用量迅速增加助磨剂用量迅速增加；n n我国目前助磨剂行业总体而言存在着产品我国目前助磨剂行业总体而言存在着产品混乱，混乱，

87、性能差别大，使用效果不佳、粉磨水泥产品性能差别大，使用效果不佳、粉磨水泥产品不稳定不稳定等问题；等问题；n n水泥助磨剂在物料粉磨过程中的水泥助磨剂在物料粉磨过程中的作用机理复杂作用机理复杂，助磨剂对磨系统工艺参数和产品性能的影响助磨剂对磨系统工艺参数和产品性能的影响等等研究还不够透彻研究还不够透彻 ；n n掺助磨剂的水泥与超塑化剂掺助磨剂的水泥与超塑化剂适应性问题适应性问题 引起引起了混凝土应用工作者的了混凝土应用工作者的高度关注高度关注。117知识分析n n助磨剂一般都是表面活性物质，其组成基团助磨剂一般都是表面活性物质，其组成基团的类型和分子量影响着其吸附、分散效能，的类型和分子量影响着

88、其吸附、分散效能，从而影响着助磨效果。助磨剂按所含官能团从而影响着助磨效果。助磨剂按所含官能团不同可分为离子型和非离子型助磨剂。不同可分为离子型和非离子型助磨剂。n n助磨剂按使用时的状态可分为固体、液体和助磨剂按使用时的状态可分为固体、液体和气体助磨剂气体助磨剂,以液体助磨剂的应用更为广泛。以液体助磨剂的应用更为广泛。118知识分析 助磨剂助磨剂 的分类的分类n n用于生产固体助磨剂的物质有：硬脂酸盐类、混用于生产固体助磨剂的物质有：硬脂酸盐类、混用于生产固体助磨剂的物质有：硬脂酸盐类、混用于生产固体助磨剂的物质有：硬脂酸盐类、混凝土减水剂类（木质素磺酸盐、羧酸盐类等）；凝土减水剂类（木质素

89、磺酸盐、羧酸盐类等）；凝土减水剂类（木质素磺酸盐、羧酸盐类等）；凝土减水剂类（木质素磺酸盐、羧酸盐类等）；n n混凝土早强剂类物质（硫酸钠、氯化钠等）、胶混凝土早强剂类物质（硫酸钠、氯化钠等）、胶混凝土早强剂类物质（硫酸钠、氯化钠等）、胶混凝土早强剂类物质（硫酸钠、氯化钠等）、胶体二氧化硅、胶体石墨、石膏等；液体助磨剂成体二氧化硅、胶体石墨、石膏等；液体助磨剂成体二氧化硅、胶体石墨、石膏等；液体助磨剂成体二氧化硅、胶体石墨、石膏等；液体助磨剂成分包括：分包括：分包括：分包括：有机硅、三乙醇胺、三异丙醇按乙有机硅、三乙醇胺、三异丙醇按乙二醇、丙二醇、聚丙烯酸脂、聚羧酸盐等二醇、丙二醇、聚丙烯酸脂

90、、聚羧酸盐等。n n蒸气状的极性物质蒸气状的极性物质蒸气状的极性物质蒸气状的极性物质( (丙酮、甲醇、水蒸气丙酮、甲醇、水蒸气丙酮、甲醇、水蒸气丙酮、甲醇、水蒸气) )，以及非，以及非，以及非，以及非极性物质极性物质极性物质极性物质( (四氯化碳四氯化碳四氯化碳四氯化碳) )等。等。等。等。119知识分析n n助磨剂的作用效果还取决于被粉磨物料的性质。助磨剂的作用效果还取决于被粉磨物料的性质。助磨剂的作用效果还取决于被粉磨物料的性质。助磨剂的作用效果还取决于被粉磨物料的性质。n n如水泥熟料细磨时要求解聚，而矿渣则要求软化；n n同是水泥熟料，矿物C3S要求解聚，而矿物C2S要求进行裂纹应力腐

91、蚀。助磨剂本身的适应性120知识分析助磨剂对水泥与超塑化剂相容性的影响助磨剂对水泥与超塑化剂相容性的影响n n水泥与超塑化剂适应性或称为相容性是预拌混凝水泥与超塑化剂适应性或称为相容性是预拌混凝水泥与超塑化剂适应性或称为相容性是预拌混凝水泥与超塑化剂适应性或称为相容性是预拌混凝土经常遇到的问题。影响水泥与超塑化剂适应性土经常遇到的问题。影响水泥与超塑化剂适应性土经常遇到的问题。影响水泥与超塑化剂适应性土经常遇到的问题。影响水泥与超塑化剂适应性的因素很多，如水泥熟料的矿物组成、冷却制度、的因素很多，如水泥熟料的矿物组成、冷却制度、的因素很多，如水泥熟料的矿物组成、冷却制度、的因素很多，如水泥熟料

92、的矿物组成、冷却制度、碱含量、水泥中石膏的种类与掺量、水泥中混合碱含量、水泥中石膏的种类与掺量、水泥中混合碱含量、水泥中石膏的种类与掺量、水泥中混合碱含量、水泥中石膏的种类与掺量、水泥中混合材的种类与掺量等。材的种类与掺量等。材的种类与掺量等。材的种类与掺量等。121知识分析n n试验试验1：水泥粉磨过程中加入不同的助磨剂：水泥粉磨过程中加入不同的助磨剂对水泥与超塑化剂的适应性影响程度不同。对水泥与超塑化剂的适应性影响程度不同。在选择试验的三种超塑化剂中，在选择试验的三种超塑化剂中，聚羧酸系聚羧酸系超塑化剂与掺助磨剂的水泥的适应性比萘超塑化剂与掺助磨剂的水泥的适应性比萘磺酸盐系和氨基磺酸盐系超

93、塑化剂要好，磺酸盐系和氨基磺酸盐系超塑化剂要好，经时损失较小。经时损失较小。122知识分析n n试验试验试验试验2 2：外掺助磨剂：外掺助磨剂：外掺助磨剂：外掺助磨剂A A、B B、C C、I I的水泥与超塑化的水泥与超塑化的水泥与超塑化的水泥与超塑化剂剂剂剂ASAS和和和和PCAPCA之间适应性良好，与试验之间适应性良好，与试验之间适应性良好，与试验之间适应性良好，与试验1 1结果比较，结果比较，结果比较，结果比较，说明说明说明说明掺助磨剂水泥与超塑化剂适应性不良是由于掺助磨剂水泥与超塑化剂适应性不良是由于掺助磨剂水泥与超塑化剂适应性不良是由于掺助磨剂水泥与超塑化剂适应性不良是由于粉磨过程中

94、助磨剂的加入，改变了水泥粉体的某粉磨过程中助磨剂的加入，改变了水泥粉体的某粉磨过程中助磨剂的加入，改变了水泥粉体的某粉磨过程中助磨剂的加入，改变了水泥粉体的某些性能引起的些性能引起的些性能引起的些性能引起的。123知识分析石膏微粉粘附在熟料石膏微粉粘附在熟料石膏微粉粘附在熟料石膏微粉粘附在熟料 颗粒表面示意图颗粒表面示意图颗粒表面示意图颗粒表面示意图粉磨时加入的助磨剂粉磨时加入的助磨剂粉磨时加入的助磨剂粉磨时加入的助磨剂吸附在熟料与石膏粉吸附在熟料与石膏粉吸附在熟料与石膏粉吸附在熟料与石膏粉体的表面，阻碍了石体的表面，阻碍了石体的表面，阻碍了石体的表面，阻碍了石膏微粉吸附在熟料颗膏微粉吸附在熟

95、料颗膏微粉吸附在熟料颗膏微粉吸附在熟料颗粒的表面，这对实现粒的表面，这对实现粒的表面，这对实现粒的表面，这对实现C C C C3 3 3 3A A A A与石膏最佳匹配产与石膏最佳匹配产与石膏最佳匹配产与石膏最佳匹配产生了不良影响。生了不良影响。生了不良影响。生了不良影响。124知识分析n n通过对掺助磨剂水泥的标准稠度需水量、凝结时通过对掺助磨剂水泥的标准稠度需水量、凝结时通过对掺助磨剂水泥的标准稠度需水量、凝结时通过对掺助磨剂水泥的标准稠度需水量、凝结时间、间、间、间、3d3d强度和强度和强度和强度和28d28d强度、与超塑化剂的适应性的强度、与超塑化剂的适应性的强度、与超塑化剂的适应性的

96、强度、与超塑化剂的适应性的研究得出如下结论：研究得出如下结论：研究得出如下结论：研究得出如下结论：n n（1 1）掺助磨剂水泥的）掺助磨剂水泥的）掺助磨剂水泥的）掺助磨剂水泥的标准稠度需水量增大标准稠度需水量增大标准稠度需水量增大标准稠度需水量增大，主要，主要，主要，主要是由于助磨剂的加入使水泥颗粒分布变窄引起；是由于助磨剂的加入使水泥颗粒分布变窄引起；是由于助磨剂的加入使水泥颗粒分布变窄引起；是由于助磨剂的加入使水泥颗粒分布变窄引起；n n（2 2）粉磨时加入的助磨剂吸附在熟料与石膏粉体）粉磨时加入的助磨剂吸附在熟料与石膏粉体）粉磨时加入的助磨剂吸附在熟料与石膏粉体）粉磨时加入的助磨剂吸附在

97、熟料与石膏粉体表面，阻碍了石膏微粉吸附在熟料颗粒的表面，表面，阻碍了石膏微粉吸附在熟料颗粒的表面，表面，阻碍了石膏微粉吸附在熟料颗粒的表面，表面，阻碍了石膏微粉吸附在熟料颗粒的表面，这对这对这对这对C C3 3A A与石膏最佳匹配产生了不良影响与石膏最佳匹配产生了不良影响与石膏最佳匹配产生了不良影响与石膏最佳匹配产生了不良影响。125知识分析n n(4)(4)粉磨过程中加入助磨剂对水泥与超塑化剂之间的粉磨过程中加入助磨剂对水泥与超塑化剂之间的粉磨过程中加入助磨剂对水泥与超塑化剂之间的粉磨过程中加入助磨剂对水泥与超塑化剂之间的适应性有一定的影响。适应性有一定的影响。适应性有一定的影响。适应性有一

98、定的影响。主要原因是助磨剂的加入，主要原因是助磨剂的加入，主要原因是助磨剂的加入，主要原因是助磨剂的加入，阻碍了阻碍了阻碍了阻碍了C C3 3A A和石膏的和石膏的和石膏的和石膏的 有效接触有效接触有效接触有效接触 ，同时增加了，同时增加了，同时增加了，同时增加了C C3 3A A的水化活性，使的水化活性，使的水化活性，使的水化活性，使C C3 3A A和石膏没能实现最佳匹配和石膏没能实现最佳匹配和石膏没能实现最佳匹配和石膏没能实现最佳匹配造成的。造成的。造成的。造成的。n n(3)(3)掺助磨剂水泥对超塑化剂掺助磨剂水泥对超塑化剂掺助磨剂水泥对超塑化剂掺助磨剂水泥对超塑化剂UNFUNF 5

99、5的吸附量要比不的吸附量要比不的吸附量要比不的吸附量要比不掺助磨剂水泥超塑化剂掺助磨剂水泥超塑化剂掺助磨剂水泥超塑化剂掺助磨剂水泥超塑化剂UNFUNF 5 5的吸附量大；的吸附量大；的吸附量大；的吸附量大；126知识分析n n（5 5）助磨剂对水泥与超塑化剂适应性的影响还与）助磨剂对水泥与超塑化剂适应性的影响还与）助磨剂对水泥与超塑化剂适应性的影响还与）助磨剂对水泥与超塑化剂适应性的影响还与水泥粒径分布的变化、水泥粒径分布的变化、水泥粒径分布的变化、水泥粒径分布的变化、助磨剂本身的性质助磨剂本身的性质助磨剂本身的性质助磨剂本身的性质和超塑和超塑和超塑和超塑化剂的分子结构有关系。化剂的分子结构有

100、关系。化剂的分子结构有关系。化剂的分子结构有关系。127知识分析(六六) 聚羧酸系高性能聚羧酸系高性能外加剂的缺点和适应性问题外加剂的缺点和适应性问题128知识分析n n1 1、与其他外加剂的相容性差。、与其他外加剂的相容性差。 n n2 2、 气温高时，聚羧酸外加剂影响混凝土缓凝，常气温高时，聚羧酸外加剂影响混凝土缓凝，常会影响混凝土的早期强度和氯离子渗透系数，产生会影响混凝土的早期强度和氯离子渗透系数，产生泌水、离析等现象。泌水、离析等现象。n n3 3、与其它掺和料的作用也不能忽视，聚羧酸外加、与其它掺和料的作用也不能忽视，聚羧酸外加剂的性能直接影响掺和料掺加数量和性能的发挥。剂的性能直

101、接影响掺和料掺加数量和性能的发挥。n n4 4、混凝土粘聚性强，造成气泡不易排除。、混凝土粘聚性强，造成气泡不易排除。n n5 5、性能不稳定，不同批次减水剂性能相差较大。、性能不稳定，不同批次减水剂性能相差较大。129知识分析n n6 6、聚羧酸盐高效减水剂在高掺量范围时，存在泌、聚羧酸盐高效减水剂在高掺量范围时，存在泌浆、沉底、和易性变差等问题。浆、沉底、和易性变差等问题。n n7 7、聚羧酸盐高效减水剂不是万能的，受水泥和掺、聚羧酸盐高效减水剂不是万能的，受水泥和掺合料质量稳定性或施工配料准确性的影响，施工合料质量稳定性或施工配料准确性的影响，施工现场的混凝土仍会出现严重泌水和坍落度损失

102、大，现场的混凝土仍会出现严重泌水和坍落度损失大，甚至出现硬化混凝土结构开裂等问题。甚至出现硬化混凝土结构开裂等问题。n n8 8、对用水量非常敏感。、对用水量非常敏感。n n9 9、与水泥的相容性问题。、与水泥的相容性问题。130知识分析(七七) 应用实例应用实例131知识分析水泥与外加剂不适应性常见问题的解决措施水泥与外加剂不适应性常见问题的解决措施 不适应现象可能的原因相应的解决措施采取措施的单位 推荐掺量下，萘系高效减水剂塑化效果不佳高效减水剂磺化不完全提高磺化度减水剂生产厂高效减水剂聚合度不理想调整聚合度水泥C3A含量较高石膏/C3A比例太小适当提高减水剂掺量混凝土制备单位采用减水剂后

103、掺法适当在混凝土中补充SO42-采用新型高效减水剂，如多羧酸系减水剂水泥含碱量过高适当提高减水剂掺量混凝土制备单位适当在混凝土中补充SO42-尽量降低水泥碱含量水泥生产厂掺加了品质不佳的粉煤灰提高减水剂掺量或采用新型高效减水剂混凝土制备单位掺加了沸石粉、硅灰等水泥比表面积较大提高减水剂掺量混凝土制备单位 掺加木钙或糖钙出现了不正常凝结水泥中有硬石膏存在适当补充SO42-混凝土制备单位将木钙、糖钙与高效减水剂复合掺加混凝土制备单位与减水剂厂共同协作采用后掺法采用高效减水剂 掺加某种泵送剂后不能有效控制坍落度损失水泥调凝剂石膏部分为硬石膏，而泵送剂中含有木钙或糖钙成分适当补充SO42-混凝土制备单

104、位采用后掺法用其它缓凝组分替代木钙或糖钙组分外加剂生产厂彻底更换泵送剂品种混凝土制备单位避免用硬石膏作调凝剂水泥生产厂水泥碱含量过高适当补充SO42-混凝土制备单位增加泵送剂掺量泵送剂后掺法掺加如矿渣粉一类的掺合料增加泵送剂中缓凝组分的比例外加剂生产厂水泥中C3A含量过高，或石膏/C3A比例不恰当增加泵送剂掺量混凝土制备单位适当补充SO42-适当增加缓凝组分的比例外加剂生产厂选择合适的缓凝组分水泥比较新鲜增加泵送剂掺量混凝土制备单位用活性掺合料替代部分水泥水泥温度过高避免使用过高温度水泥混凝土制备单位适当增大泵送剂掺量增加缓凝组分的比例外加剂生产厂使用了低品位的粉煤灰或沸石粉增加泵送剂的掺量混

105、凝土制备单位减少这些掺合料的掺量使用了高碱性的膨胀剂适当增加缓凝组分的比例外加剂生产厂增加泵送剂的掺量混凝土制备单位132知识分析水泥与外加剂不适应性常见问题的解决措施水泥与外加剂不适应性常见问题的解决措施 不适应现象可能的原因相应的解决措施采取措施的单位 掺加某种泵送剂后不能有效控制坍落度损失水泥调凝剂石膏部分为硬石膏，而泵送剂中含有木钙或糖钙成分适当补充SO42-混凝土制备单位采用后掺法用其它缓凝组分替代木钙或糖钙组分外加剂生产厂彻底更换泵送剂品种混凝土制备单位避免用硬石膏作调凝剂水泥生产厂水泥碱含量过高适当补充SO42-混凝土制备单位增加泵送剂掺量泵送剂后掺法掺加如矿渣粉一类的掺合料增加

106、泵送剂中缓凝组分的比例外加剂生产厂水泥中C3A含量过高，或石膏/C3A比例不恰当增加泵送剂掺量混凝土制备单位适当补充SO42-适当增加缓凝组分的比例外加剂生产厂选择合适的缓凝组分水泥比较新鲜增加泵送剂掺量混凝土制备单位用活性掺合料替代部分水泥水泥温度过高避免使用过高温度水泥混凝土制备单位适当增大泵送剂掺量增加缓凝组分的比例外加剂生产厂使用了低品位的粉煤灰或沸石粉增加泵送剂的掺量混凝土制备单位减少这些掺合料的掺量使用了高碱性的膨胀剂适当增加缓凝组分的比例外加剂生产厂增加泵送剂的掺量混凝土制备单位133知识分析上海浦东某重点工程上海浦东某重点工程n n混凝土强度等级、坍落度保持性要求、配合比及原材

107、料混凝土强度等级、坍落度保持性要求、配合比及原材料混凝土强度等级、坍落度保持性要求、配合比及原材料混凝土强度等级、坍落度保持性要求、配合比及原材料n n混凝土强度等级为混凝土强度等级为C40C40，要求初始坍落度为，要求初始坍落度为2020+ +2cm2cm，1 1小时小时后坍落度不得低于后坍落度不得低于16cm16cm。n n混凝土配合比下表，原材料如下：混凝土配合比下表，原材料如下：n n1)1)水泥为江西某厂水泥为江西某厂52.552.5级普通硅酸盐水泥；级普通硅酸盐水泥；n n2)II2)II级粉煤灰；级粉煤灰；n n3)3)上海产上海产S95S95矿渣粉；矿渣粉；n n4)4)长江河

108、砂，细度模数长江河砂，细度模数2.62.6；n n5)5-25mm5)5-25mm连续级配碎石；连续级配碎石；n n6)6)上海申立建材厂上海申立建材厂SP406SP406高效泵送剂。高效泵送剂。134知识分析不适应性的表现不适应性的表现材料水泥粉煤灰矿渣粉砂石子泵送剂水用量(Kg/m3)2628211068010236.81180 该工程所浇注的混凝土由上海市构件公司搅拌站供应，该搅拌站采用上海申立建材厂SP406高效泵送剂制备混凝土，过去所使用的水泥为京阳嘉新牌52.5P.O和安徽海螺牌52.5P.O，按上述配比所配制的混凝土的初始坍落度和坍落度保持性均满足工程要求。但是当时由于上海市预拌

109、混凝土需求量非常大，水泥供不应求，临时改换了江西某厂生产的52.5P.O。搅拌站对该水泥的性能特点不很了解，拟定仍按原来的配比进行，却遇到了所配制混凝土的坍落度严重损失的异常情况。具体情况是：初始坍落度较小，只有16cm，而且即使通过增加用水量使初始坍落度达到20cm，但只停放了30min后坍落度就减小到6.5cm，根本无法满足运输和泵送要求。135知识分析原因分析原因分析n n 根据笔者的分析，一方面，可能是因为该水泥矿物成分与其它水泥有根据笔者的分析，一方面，可能是因为该水泥矿物成分与其它水泥有差别，或者石膏与铝酸盐比例较小，另一方面，当时正处于水泥旧标差别，或者石膏与铝酸盐比例较小，另一

110、方面，当时正处于水泥旧标准向新标准转换的阶段，为满足早期强度的要求，可能该水泥的粉磨准向新标准转换的阶段，为满足早期强度的要求，可能该水泥的粉磨细度较大，再者，也有可能是申立厂的泵送剂出现了质量波动。因此细度较大，再者，也有可能是申立厂的泵送剂出现了质量波动。因此进行了一系列试验进行对比，查找原因并提出了相应对策。试验结果进行了一系列试验进行对比，查找原因并提出了相应对策。试验结果如下：如下：n n1)1)采用标准检验方法对外加剂进行检测，当掺量为采用标准检验方法对外加剂进行检测，当掺量为1.5%C1.5%C时，当时，当时供应的一批时供应的一批SP406SP406高效泵送剂和前几批泵送剂的留存

111、样品均符合泵高效泵送剂和前几批泵送剂的留存样品均符合泵送剂一等品标准送剂一等品标准1313，且质量稳定。所以可以排除外加剂的质量波动，且质量稳定。所以可以排除外加剂的质量波动因素。因素。n n2)2)通过对江西某厂的水泥进行质量检测，其性能符合通过对江西某厂的水泥进行质量检测，其性能符合GB175-GB175-19991999硅酸盐、普通硅酸盐水泥标准硅酸盐、普通硅酸盐水泥标准，可以排除水泥的质量因素。，可以排除水泥的质量因素。n n3)3)在不掺加掺合料的情况下，对比了海螺水泥、京阳水泥和江西某厂在不掺加掺合料的情况下，对比了海螺水泥、京阳水泥和江西某厂水泥与水泥与SP406SP406的适应

112、性，结果如表的适应性，结果如表3 3。136知识分析三种同强度等级的水泥与三种同强度等级的水泥与SP406高效泵高效泵送剂的适应性送剂的适应性序号混凝土配合比C:S:G:SP406:W水泥品种坍落度(cm)0min30min60minNo.1454:680:1023:6.81:180海螺52.5P.O2118.517.0No.2京阳52.5P.O20.519.017.0No.3江西某厂52.5P.O17.58.04.5No.4454:680:1023:9.08:180江西某厂52.5P.O24.019.218.4137知识分析试验分析试验分析n n 可见，同一种可见，同一种SP406SP406

113、高效泵送剂，掺量也相同，只是水泥高效泵送剂，掺量也相同，只是水泥品牌不同，所配制混凝土的坍落度损失情况不同，江西某品牌不同，所配制混凝土的坍落度损失情况不同，江西某厂的水泥所配制的混凝土坍落度损失较大。通过对混凝土厂的水泥所配制的混凝土坍落度损失较大。通过对混凝土拌合物的观察，拌合物的观察，NO.3NO.3混凝土拌合物在混凝土拌合物在0-20min0-20min内的稠化现内的稠化现象非常严重，可以基本将出现不适应性的原因归结在该水象非常严重，可以基本将出现不适应性的原因归结在该水泥的特性上。泥的特性上。n n 为此将为此将SP406SP406的掺量增加到的掺量增加到2.0%C2.0%C，便发现

114、混凝土的坍，便发现混凝土的坍落度损失减小了落度损失减小了( (表表3 3中中No.4)No.4)。 n n另外，在对混凝土原材料的进一步了解中发现，当时所使另外，在对混凝土原材料的进一步了解中发现，当时所使用的粉煤灰尽管符合用的粉煤灰尽管符合IIII级粉煤灰标准，但其含碳量相对较级粉煤灰标准，但其含碳量相对较高，对于本高，对于本C40C40配合比，显然粉煤灰的用量较大，也会出配合比，显然粉煤灰的用量较大，也会出现粉煤灰大量吸附减水剂的现象，导致混凝土坍落度损失现粉煤灰大量吸附减水剂的现象，导致混凝土坍落度损失过大。过大。138知识分析解决措施解决措施n n笔者提出，可以采取以下措施来满足采用江

115、西某厂水泥所配制混凝土的拌合物性能的要求：n n 1)在原配合比不变的情况下，适当增加SP406的掺量；n n 2)在原配合比不变的情况下，适当调整SP406的复合方案；n n 3)适当改变混凝土的配合比，比如减小粉煤灰的用量，而相应增加矿渣粉的用量。139知识分析采取措施后用江西某厂水泥所配制采取措施后用江西某厂水泥所配制C40混凝土拌合物的性能试验结果混凝土拌合物的性能试验结果序号混凝土配合比坍落度(cm)C:FA:Slag:S:G:W外加剂及其掺量(%(B)0min30min60minNo.5262:82:110:680:1023:180SP406，2.020.018.016.5No.6

116、262:82:110:680:1023:180申改8，1.521.019.517.5No.7262:45:147:680:1023:180SP406，1.819.518.517.5140知识分析水泥与外加剂适应性的改善水泥与外加剂适应性的改善n n涉及人员混凝土外加剂供应方水泥供应方混凝土制备者施工人员141知识分析水泥与外加剂适应性的改善水泥与外加剂适应性的改善n n工程界大力宣传，达成共识n n大量试验，掌握材料特性，配合使用适应性好的水泥和外加剂n n混凝土制备者对外加剂掺量应重新认识n n敢于面对适应性问题n n积极寻求不相适应性产生的原因和解决措施142知识分析外加剂生产厂面临的问题外加剂生产厂面临的问题n n针对不同品牌的水泥，调针对不同品牌的水泥，调整配方，进行优化试验整配方，进行优化试验n n建立整套数据库建立整套数据库n n及时为不同用户提供有效及时为不同用户提供有效可靠的产品可靠的产品n n水泥厂和预拌厂应积极配水泥厂和预拌厂应积极配合试验，共同解决问题合试验，共同解决问题n n施工单位给予理解和支持施工单位给予理解和支持143知识分析谢谢大家谢谢大家 ！144知识分析