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实验者必须知道的是:减水剂的敏感性

文章出处:未知 人气:发表时间:2021-05-04

  目前市场上使用的减水剂对原材料,的质量和稳定性要求较高,对水泥适应性、砂含泥量、吸水率、石粉含量、砂级配、砂率、粉煤灰烧损和需水量敏感。因此,对于原材料来说,进入现场尤为重要。良好的材料稳定性促进了生产控制的稳定性,并大大降低了质量事故的概率。


  在使用减水剂,技术的过程中,服务的人员和客户经常报告说,减水剂是敏感的,其敏感性主要表现在:


  1.剂量敏感性


  当混凝土减水剂含量略有波动时,混凝土混合料易于离析、泌水或开裂,这对混凝土泵送施工的性能、机械性能和耐久性产生不利影响


  2.温度灵敏度


  当早晚温差较大时,混凝土的流动性波动较大。夏季环境气温高,混凝土混合物流的动力损失大;当环境夏季气温较低时,混凝土混合料的流动性随时间而增加,导致混凝土,分层、石子老化、混凝土封装性差、外观不佳。


  3.对耗水量的敏感性


  与萘和脂肪族减水剂,相比,减水剂具有更高的分散性和30%以上的减水率。随着用量的增加,单方用水量的敏感性更加突出,混凝土混合料可能出现分层、离析、泌水等现象。在搅拌站的实际生产过程中,砂石中的含水量经常波动。如果砂石的含水量估计不正确,混入混凝土的实际水量就会改变。减水剂在应用过程中对耗水量很敏感,不能满足施工的要求


  4.对原始材料的敏感


  对砂、水泥和外加剂的敏感性主要表现为:当砂、砾石的含泥量增加时,减水剂含量增加;当水泥或外加剂更换品种或批次时,混凝土混合料的流动性也会发生明显变化。


  由于减水剂敏感,如何获得良好的混凝土状态,例如,加强外加剂对混凝土原材料,的敏感性,降低生产控制的难度,增加保水性、可塑性和坍落度保持性成为难题。因此,增加外加剂宽度和提高混凝土稳健性的概念已经被越来越多的人提上了工作日程。只有在良好的管理和控制水平下,结合对原材料,特点的深入了解,同时选择合适的母料和小料,才能生产出宽度较高的外加剂。


  不当使用减水剂会引起很多麻烦。在实际的施工,混凝土混合料的性能对减水剂,含量相当敏感,它会随着混合料的增加或减少而变化。一旦过量,容易造成离析、出血甚至分层。此外,关于的第二个补充是减水剂对混凝土,表现的影响,几乎没有进行过研究工作。因此,在实际施工,中关于是否是减水剂的第二个加法,第二个加法的个数等等。应遵从专家意见,并进行严格测试,以充分验证其可行性,然后再继续。


  1.对水泥的适应性存在问题,个别水泥,会出现减水率低、坍落度损失大的现象。因此,当水泥的适应性不好时,混凝土应尽量匹配和调整减水剂成分以达到效果。此外,水泥的细度和储存时间也会影响效果在减水剂的使用


  减水剂对骨料的含泥量特别敏感,这会降低减水剂的性能,因此,使用减水剂时应严格控制骨料的质量,当骨料的含泥量增加时,应增加减水剂的含量。


  2.当砂、石材料以及粉煤灰、矿粉等外加剂的质量发生较大变化时,会对掺有减水剂的混凝土的性能产生影响,需要对变更后的原材料进行重新试验,以调整效果的掺量


  3.由于减水率高,其混凝土坍落度对用水量特别敏感。因此,在使用过程中应严格控制减水剂的用量和混凝土的用水量。一旦过量,混凝土就会出现离析、泌水、硬化、空气含量过高等不良现象。


  4.它对骨料的含泥量特别敏感。如果含泥量过高,会降低减水剂的性能,因此,使用减水剂时应严格控制骨料质量,当骨料含泥量增加时,应增加减水剂含量。


  5.减水剂不应与萘混合减水剂使用减水剂,时,使用过萘的混合器和搅拌车减水剂应冲洗干净,否则减水剂可能失去其减水效果


  6.避免长期接触铁材料由于减水剂产品常呈酸性,长期接触铁制品会导致反应缓慢,甚至使其颜色变暗变黑,导致产品性能下降。建议使用poly-乙烯塑料桶或不锈钢桶储存,以保证其性能稳定。


  7.当胶凝材料用量减少时,生产过程中水胶比应更严格,坍落度损失大时,只能通过增加外加剂含量和加入外加剂两次来解决,不能加水,否则强度会明显下降。


  使用减水剂,时,我们应注意以下问题:


  (1)保证与水泥的相互适应这是减水剂使用的基础,一定要注意它对水泥的适应性如果两者不适应,就达不到减水和效果,但会降低工程的质量,增加施工的成本。


  正确选择减水剂。为了充分发挥减水剂作用,的作用,必须结合实际情况正确选择减水剂。不同的减水剂不能混用,以免对混凝土的品质产生不利影响


  注意减水剂的质量减水剂,有很多种,减水剂的质量直接影响混凝土的质量,所以在减水剂选择的时候,要防止一些质量差的减水剂在施工使用


  减水剂剂量的控制。减水剂的用量对混凝土的质量有直接影响,减水剂的用量太少或太多都不能达到效果在减水剂,的最大使用量,这可能会严重导致工程事故。因此,使用时应严格控制减水剂的用量。


  混凝土经济滑坡的影响因素很多,混凝土经济滑坡的损失直接影响到混凝土,的施工,给施工,带来困难,可能引发施工事故,并产生严重影响

化混凝土的质量。减水剂作用丧失造成混凝土坍落度丧失主要表现为:


    1、增大了混凝土干燥收缩值导致早期裂缝产生


    常用萘系减水剂可以降低混凝土用水量,但是通常并不能降低混凝土的干燥收缩,存在于混凝土之中的水分在混凝土养护结束之后依然会蒸发,混凝土依然会发生干燥现象,而且水灰比越小,干燥收缩值增加的幅度越大。


    混凝土坍落度损失影响因素-矿物掺合料


    为了提高混凝土的性能和降低混凝土的成本,在混凝土配制过程中,往往将矿物掺合料掺加到混凝土中。矿物掺合料改善了水泥的颗粒级配,从而减少了需水量,有利于改善混凝土的流动性。同时,矿物掺合料的反应为潜在的水化反应和火山灰效应,其降低了水化初期水泥对水的消耗,也有利于改善混凝土的流动性。但是,当粉煤灰的含碳量超过5%时,由于碳对水和外加剂的吸附,导致混凝土坍落度降低,也增加了混凝土坍落度损失。


    2、萘系减水剂与所使用的水泥不适应加速混凝土早期裂缝产生


    当减水剂与所使用的水泥适应性不好时,就会造成混凝土流动性变差,泵送混凝土坍落度损失快,影响混凝土的硬化程度。原因可能是水泥本身成分与减水剂不相融合,致使两者调和出现问题。工地施工人员在混凝土中往往会随意加水,致使混凝土拌和物粘聚性降低,使浆体与骨料产生离析,从而加速混凝土早期裂缝产生。


    3、减水剂作用丧失造成混凝土坍落度丧失


    萘系减水剂的使用可以有效增大混凝土坍落度,维持混凝土强度,但它的作用一旦减弱或丧失,混凝土坍落度也将随之丧失,使施工困难,从而造成混凝土产生裂缝。


    4、萘系减水剂比例调配不合适,破坏混凝土原有的稳定与均匀


    减水剂固含量会影响混凝土拌和物粘聚性,减水剂中缓凝组分则影响混凝土拌和物流动性。配置泵送混凝土时,当混凝土拌和物流动性与粘聚性失去平衡,粘聚性低时,混凝土在自身重力或其它外力作用下粗细骨料与净浆产生分离,破坏了材料组成的匀质性和稳定性,造成混凝土的离析现象,可能会引起裂缝产生。


    研究表明,酸醚比影响减水剂分子的结构密度、分子质量及其分布,进而对减水剂性能产生较大的影响。在合成类减水剂时,常用丙烯酸等小单体与醚类大单体进行自由基聚合,聚合物分子结构中包含主链上―COO-等吸附基团及由醚键组成的长侧链。吸附基团主要起锚固及静电斥力作用,长侧链醚键可与水分子形成氢键,生成立体水化膜,进而产生空间位阻作用,减水剂吸附在水泥颗粒表面,通过静电斥力与空间位阻作用分散水泥颗粒。


    混凝土技术的发展催生了混凝土外加剂技术,外加剂技术的发展又反过来促进了混凝土技术的进步和生产效率的提高。2005年以后我国高铁建设逐渐进入高潮,高铁建设对高性能减水剂―减水剂的推广应用起了至关重要的作用.由于铁路项目大部分为野外暴露工程,对混凝土耐久性要求很高,而使用减水剂是保障混凝土耐久性的有效技术手段。在这种情况下,铁路建设率先推广使用了减水剂,催生了我国减水剂整个行业。


    固定其它比例不变,改变聚醚和羧酸的摩尔比。聚醚和羧酸是减水剂的主要组成部分,共同接枝到减水剂主链上,聚醚起到空间位阻效应,延长水泥粒子水化的时间,而羧酸起到吸附水泥粒子的作用,使减水剂包裹水泥粒子,从而延长水化时间。


    随着酸醚比的增加,减水剂分散性能及引气性能显著增加,其中当丙烯酸与TPEG单体摩尔比例达到4:1时,减水剂分散性能及引气性能均达到较大值,随着酸醚比的进一步增加,减水剂分散性能与引气性能呈下降趋势。随着酸醚比的增加,减水剂在水泥颗粒表面的吸附能力增加,使得水泥颗粒表面的分子浓度增加,降低“水泥颗粒-水”之间固-液界面能。减水剂能够显著改善硬化砂浆孔径分布,在引入大量中小气泡的同时降低大孔径气泡的占比,使得气泡孔径分布更加细小化。同时,随着减水剂主链中酸醚比的增加,引入的小孔占比呈下降趋势,大孔占比呈上升趋势。


    分析认为这是由于酸醚比较小时,羧酸基团在减水剂分子主链上的比例较小,吸附水泥粒子的效果很差,使减水剂不能及时地包裹水泥粒子,导致砂浆流动度小,而当酸醚比较大时,聚醚基团在主链上的比例较小,而不能很好地起到减水的作用(即防止水泥粒子水化),所以砂浆流动度也较差,所以当酸醚摩尔比为4.5时,减水剂应用性能佳。


    上述就是酸醚比对减水剂应用性能的影响,希望对你有所帮助。


    凡是试验使用过减水剂的人都有这样一个感触,减水剂对原材料的变化较为敏感,当砂、石材料以及掺合料如粉煤灰、矿粉等原材料的质量发生较大变化时,将对掺减水剂的混凝土性能产生一定影响,此时应重新以变化后的原材料进行混凝土试配调整减水剂掺量,以达到最佳效果。在实际的施工当中,建筑人员应根据混凝土工程的类型特点,混凝土强度等级、耐久性能以及其他性能要求,混凝土施工方法和施工条件,施工时的气候环境等因素确定混凝土性能要求;其次,要根据生产所使用的具体原材料以及所用的配合比选择合适减水剂;


    系有机材料目前受到广泛关注,它主要用于混凝土减水剂、洗涤添加剂、涂料及油墨中的颜料分散剂等领域。该类表面活性剂具有优良的洗涤、渗透、分散、乳化、破乳等性能,特别是具有低温洗涤效果好、耐硬水、生物降解性能好、配位性能强等优点。因此,应用范围很广,将型高分子用作混凝土减水剂的历史不长,日本是其首要研究开发国和使用国。近年来,减水剂在混凝土业中被广泛接受,并受到国内外混凝土外加剂研究者及使用者的日益关注。究其原因,与传统的减水剂萘磺酸和磺化三聚氰胺缩合物相比,他们能在低掺量下赋予混凝土高分散性、流动性及高分散体系稳定性防止坍落度损失。同时,工业萘价格上涨、萘系减水剂生产周期长、环境污染严重等问题日益突出也使减水剂的应用势在必行。目前,日本常用引气减水剂的主要成分正从萘磺酸盐加反应性高


    分子向系过渡,欧美各国亦紧追其后。


    有关减水剂研究进展特别是对该类减水剂制备原理、作用机理、发展前景等方面综述报道较少。笔者拟对该类减水剂的制备原理、作用机理、发展前景等方面研究进展做一综述。


    1制备原理


    减水剂是由带有磺酸基、羧基、氨基以及含有聚氧乙烯侧链等的大分子化合物,在水溶液中,通过自由基共聚原理合成的具有梳型结构的高分子表面活性剂。合成减水剂所需的主要原料有:甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、烯丙基醚等,在聚合过程中可采用的引发剂为:过硫酸盐水性引发剂、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰;链转移剂有:3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇以及异丙醇等。


    2作用机理


    减水剂是一种新型减水剂,具有许多突出的优点,但其作用机理目前尚未##清楚,以下是其中的一些观点:


    (1)类聚合物对水泥有较为显著的缓凝作用,主要由于羧基充当了缓凝成分,R-COO~与Ca2+离子作用形成络合物,降低溶液中的Ca2+离子浓度,延缓Ca(OH)2形成结晶,减少C-H-S凝胶的形成,延缓了水泥水化。


    (2)羧基(-COOH),羟基(-OH),胺基(-NH2),聚氧烷基(-O-R)n等与水亲和力强的极性集团主要通过吸附、分散、湿润、润滑等表面活性作用,对水泥颗粒提供分散和流动性能,并通过减少水泥颗粒间摩擦阻力,降低水泥颗粒与水界面的自由能来增加新拌混凝土的和易性。同时类物质吸附在水泥颗粒表面,羧酸根离子使水泥颗粒带上负电荷,从而使水泥颗粒之间产生静电排斥作用并使水泥颗粒分散,导致抑制水泥浆体的凝聚倾向(DLVO理论),增大水泥颗粒与水的接触面积,使水泥充分水化。在扩散水泥颗粒的过程中,放出凝聚体锁包围的游离水,改善了和易性,减少了拌水量。


    以上就是关于减水剂的合成原理以及方法,希望对你有所帮助。


    不少从事建筑行业较短的人来说,减水剂可以减水、增加强度、提高流动性以及节约水泥(胶凝材料),还要求减水剂能够解决新拌混凝土不离析、不泌水、不分散等等一系列的工作性能,甚至还要求减水剂能解决坍落度损失的问题。这其实是对减水剂性能的误解,减水剂在实际施工应用中还存在较多的认识误区,影响了外加剂在商品混凝土施工中的应用效果,


    (1)萘系减水剂高浓性产品好于低浓性产品,这是很不正确的。两种产品的区别只是产品中硫酸钠含量,一般高浓产品硫酸钠含量为3%~5%,而低浓型产品硫酸钠含量为18%~20%,表面看,高浓产品,萘磺酸甲醛缩合物有效含量高于低浓产品,


    但是由于水泥中C3A对减水剂的吸附量较大,高浓产品中被C3A吸附量也大,余下部份才能对水泥中含量大矿化成份C3S等起分散作用,而低浓产品中的硫酸盐会被C3A优先大量吸附,余下的有效成份对水泥中其它矿化成份的分散作用仍可与高浓产品相近。


    (2)一些减水剂存在泌水或色观问题,认为不适合在商品混凝土中使用。这主要指脂肪族类减水剂,由于该产品减水率高且缺少保水成份,可能影响混凝土的保水性,使混凝土产生泌水离析,但通过同掺的引气剂或一些具有保水功能的成份可以避免。


    该产品由于在碱性条件下合成,产品多显红色或深红色,加入混凝土中如产生泌水,混凝土表面会出现一层黄色水液,这更不存在问题,一次浇水养护后,就会没有黄色水液渗出,不会影响到混凝土的外观。


    (3)减水剂减水率低,不宜作减水剂在商品混凝土中使用


    减水剂是一种在混凝土搅拌前或搅拌过程中加入,能减少或大幅度减少混凝土拌合用水的外加剂。混凝土中掺入减水剂后可有效改善混凝土和易性、流动性,混凝土结构改善,强度提高,在保持混凝土强度不变时也可节约大量水泥。因此,减水剂也成为配制商品混凝土不可缺少的外加剂。


    看到减水剂能提高强度,并大量节约水泥的重大作用,施工人员误认为配制商品混凝土使用减水剂时,减水率越高越好,甚至在配制低标号混凝土时也要求较高的减水率。通常情况下,随着减水率的提高,混凝土强度也会越来越高。对于水胶比较高的混凝土,用水量的减少混凝土的干燥收缩也会降低,对提高混凝土强度,减少混凝土收缩开裂当然十分有利。但目前混凝土施工普遍设计水胶比都比较低,由于自收缩已不容忽视,如果再大幅度减少用水量,会加大混凝土内部干燥收缩,从而加大了混凝土自收缩,加之商品混凝土配制一般都同掺缓凝剂,由于水化较慢,混凝土较长时间不凝,混凝土表面失水严重,更加大了混凝土收缩开裂的风险。当然,有些人会说,我们可通过浇水养护来防止混凝土干燥收缩,但极低的水胶比混凝土都较密实,所浇水很少能渗透到混凝土内部,也很难达到补充缺水的目的。


    减水剂的掺量规范要求


    1、减水剂掺量应以胶凝材料总量的百分比表示,或以ml/kg胶凝材料表示。


    2、减水剂的掺量应按供货单位推荐掺量、使用要求、施工条件、混凝土原材料等因素通过试验确定。


    3、对含有氯离子、硫酸根等离子的外加剂应符合本规范及有关标准的规定。


    4、处于与水相接触或潮湿环境中的混凝土,当使用碱活性骨料时,由外加剂带入的碱含量不宜超过1kg/m3混凝土,混凝土总碱含量尚应符合有关标准的规定。


    商品混凝土搅拌站制备掺加系减水剂的混凝土拌合物时,对于原材料砂石骨料中所含的水分,必须准确测量,并从总用水量中扣除,以杜绝因对砂石骨料中含水分检测部准而导致不良后果的现象发生。应严格按照试验室确定的最佳减水率用量和用水量计量,切忌随意增加减水剂用量或用水量,以免所拌制的混凝土出现离析、泌水、板结、含气量增加等不良现象,影响混凝土正常泵送施工和浇筑质量。


    减水剂掺量是多少


    系高性能减水剂的掺量为胶凝材料总重量的0.4%~2.5%,常用掺量为0.8%~1.5%。使用前应进行混凝土试配试验,以求最佳掺量。


    可以直接以原液形式掺加,也可以配制成一定浓度的溶液使用,并扣除系高性能减水剂自身所带入的水量;因此坍落度对用水量的敏感性较高,使用时必须严格控制用水量。


    具体掺量确定


    根据混凝土设计的水灰比,满足混凝土强度和施工性能,确定单方混凝土用水量(需除掉减水剂减去的水),经试配,掺入减水剂能满足混凝土性能,不泌水,和易性好,就可确定减水剂掺量。




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