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高R2O高C3A硅酸盐水泥专用高效缓凝减水剂的研制

放大字体  缩小字体 发布日期:2010-09-15  来源:中国混凝土网  作者:中国混凝土网
核心提示:高R2O高C3A硅酸盐水泥专用高效缓凝减水剂的研制
  高效缓凝减水剂是既具有减水功能又具有缓凝功能的复合型外加剂.目前已成为混凝土工程中不可缺少的外加剂之一。因水泥品种的不同,外加剂的加入量不尽一 致。对于高R20、高C3A的水泥,通用的高效缓凝减水剂须多加10%~20%.无疑增加了混凝土的成本。本研究针对这种水泥,配制了一种专用高效缓凝减 水剂,试用表明具有良好经济效益。

  1  高R2O高C3A水泥的缓凝减水特性
     
  所谓高R2O、高C3A水泥.即为水泥中的碱质量分数在0.6%以上及熟料中铝酸三钙质量分数在8%以上,这种水泥特点是凝结快,早期强度高。含R2O及C3A高的熟料对生产R型水泥非常有利。但是,由于在早期水化阶段C3A的快速反应特性以及碱对反应的加速效果。这种水泥的缓凝和减水作业难度大,缓凝减水剂的用量也随之增高。

  2  抑制R2O及C3A影响的技术途径
     
  碱和C3A对水泥早期水化的主要影响表现在使水泥中SO42-减少。从而引起缓凝剂加入量增大。同时SO42-的减少,C3A不能与SO42-作用生成钙矾石膜,引起了减水剂的加入量大。研究的技术途径是补加SO42-。即在配制高效缓凝减水剂时在高效减水剂中加入既有缓凝作用同时又能在生成SO42-的物质.以补充上述水泥组分影响使水泥中减少的SO42-。

  2.1高效减水剂的选用
     
  高效减水剂的品种繁多。根据生产原料不同分为萘系减水剂、蒽系减水剂、甲基萘系减水剂、古马隆系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、磺化煤 焦油系减水剂、脂肪酸系减水剂及丙烯酸接枝共聚物减水剂。在如此众多种类的高效减水剂中应选择市场供应量大、价格低的高效减水剂。目前。高效减水剂不论在 国内还是国外应用得最多的仍是萘系高效减水剂。据有关统计资料介绍.全国年产量约20多万t,生产工艺也比较成熟。
     
  本研究选用的是郑州市场供应量最大的普通萘系减水剂,萘横酸甲醛缩合物,简称FDN。它的生产主要是以工业萘为原料,经浓硫酸磺化,然后以甲醛为缩化剂将 横化单体缩合为一定聚合度的大分子,再进行水解多次重复缩合,再加入NaOH将生成的萘磺酸甲醛缩合物转化为钠盐,同时中和掉多余的硫酸。其成品的分子式为:
  

  2.2缓凝剂的选用
     
  目前作为缓凝剂的物质比较多,.大体有羟基羧酸类物质、多羟基碳水化合物、木质素磺酸盐类、腐植酸类以及无机化合物。从上述萘磺酸盐甲醛缩合物的分子式可看出,它的钠盐质量分数高达20%~30%。应在这些缓凝剂中选择能与其置换反应生成 CaS04的缓凝剂用以解决水泥中CaS04不足的问题,这当中只有木质磺酸钙和糖钙具备条件,它可以使Ca2+与FDN中的钠盐置换生成易发生沉淀的CaS04,因而还需解决沉淀问题。

  2.3防止沉淀措施
     
  若配置粉剂可不考虑沉淀。若配置液体高效缓凝水剂应再加入胶体物质如水溶性胶或者蛋白质等,使CaS04在液体中呈悬浮状态,防止沉淀聚集。本研究选用的是蛋白质类物质.因为此类物质不但以胶体形式存在而且减水性能也很好。

  2.4防腐物质
     
  当液体高效缓凝减水剂配入蛋白质后,存放时间长时会发生霉变,因而还应加入少量甲醛防腐。

  2.5缓凝时间长短问题的处理
     
  木质磺酸钙既是缓凝剂又是减水剂.还是引气剂。但其缓凝效果是有限度的,对于要求缓凝超过3 h的混凝土不能依靠增加木质磺酸钙达到目的。一味加大加入量会造成混凝土不凝结或强度大幅度降低的质量事故,因而对于要求缓凝时间较长的高效缓凝减水剂还 应加入高效缓凝剂。高效缓凝剂最好选用专业外加剂生产企业的产品,如M183等,以避免加入量不适时造成意外工程事故。

  2.6高R2O、高C3A水泥专用高效缓凝减水剂配置
      
  利用上述几种材料,根据水泥中彬(R2O)和训(C3A)值大小,参考水泥粉磨时石膏掺量,按照混凝土要求的减水率及缓凝时间选取合适的配比。

  3   应用效果

  3.1混凝土选用水泥
     
  水泥标号42.5级,其中,熟料占87%,混合材占10%,石膏占3%,熟料化学成分见表1。

  3.2专用减水剂对混凝土性能的影响
    
  配制混凝土标号为C50,水泥加入量为525 kg/ m3.水灰比0.31。减水剂对混凝土的影响见表2。

  3.3经济效果
    
  从表2可以看出,达到同样效果时,通用高效缓凝减水剂比专用高效缓凝减水剂每100 k水泥多掺0.3 kg,每千克减水剂约3元,每方c50z混凝土将多掺减水剂1.58 kg,导致每方C50混凝土将增加4.74元的外加剂费用。对于一个年规模10万m3的小商品混凝土搅拌站,一年将多付出近50万元的外加剂费用。因而推广专用高效缓凝减水剂应用价值很大。 

 
 
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