水泥与外加剂适应性的影响因素
适应性也称为相容性(Compatibility)。可以这样来定性地理解适应性的概念:按照温凝土外加剂应用技术规范,将经检验符合有关标准的外加剂参加到符合国家标准的水泥所配制的混凝土中,若能产生预期的效果,就说该水泥与这种外加剂是适应的;相反,如果不能产生应有的效果,就说该水泥与这种外加剂之间不适应。
关于外加剂和水泥之间适应与否,目前还不能定量地表示,大多以水泥系统中,播入某种功能外加剂,能否达到预期的效果来表示适应与否。就减水剂而言,经过按其标准检验合格的产品,可以在保持相同用水量的情况下,增加混凝土的流动性;或者在保持混凝土相同流动性的情况下,降低混凝土单方用水量。然而在实际应用中,同一减水剂在有的水泥系统中,在常用掺量下,即可达到通常的减水率;而在另一些水泥系统中,要达到此减水率,则减水剂的量要增加很多,有时甚至在其掺量增加50%以上时,仍不能达到其应有的减水率。同一减水剂在有的水泥系统中,在水泥和水接触后的60~90min内大圩落度仍能保持,并且没有离析和泌水现象;而在另一些情况下,则不同程度地存在圩落度损失快的问题。这时就说:前者,减水剂和水泥是适应的,后者则是不适应的。另外,同一种水泥,当使用不同生产厂家生产的同一类型的减水剂时,即使水灰比和减水剂掺量相同,也会出现明显不同的使用效果。这都说明了水泥与减水剂之间存在着适应性问题。
根据加拿大学者Aitcin等人的工作,认为水泥与高效减水剂适应性可以用初始流动性、是否有明确的饱和点以及流动性损失等三个方面来衡量。固定水灰比,测定在不同高效减水剂掺量条件下水泥浆体的流动性指标,所得到的适应性特征曲线有四种类型,如图5-8所示。
图5-8所示的曲线是在水灰比为0.32,试验室温度为22℃的条件下,不同品种的水泥浆体随着高效减水剂渗量的增加,其流动性指标(流下时间)的变化曲线,这里的流下时间是反映浆体流动性的指标,与浆体的黏性密切相关,流下时间值越大,表明浆体的流动性越差。
图5-8(a)适应性优良,曲线饱和点明显,减水剂的饱和掺量不大,约为0.8%~1.0%,水泥浆体的初始流动性较好,且静停1h后浆体的流动性损失很小,表明该水泥与高效减水剂的适应性优良。
图5-8(b)适应性最差,减水剂的饱和参量较大,在1.5%左右,且水泥浆体的初始流动性不好,静停1h后浆体的流动性损失大,表明该水泥与高效减水剂的适应性差。
图5-8(c)初始适应性较好,但浆体流动性损失明显,适应性介于图5-8(a)和图5-8(b)之间。
图5-8(d)初始适应性不良,减水剂的饱和参量较大,但浆体流动性损失不大,适应性介于图5-8(a)和图5-8(b)之间
对同一高效减水剂,饱和点因水泥而异;对同一水泥,也会因高效减水剂而异。饱和点的流动度与掺量受水灰比、水泥细度、C3A含量、硫酸盐含量及其溶解速率、高效减水剂的质量、搅拌机类型及其参数(旋转速度、叶片的剪切作用)等多种因素的影响。对于大多数高效减水剂-水泥体系,其饱和点参量可能在0.8%~1.2%。
适应性从广义上讲是水泥浆体流动性、凝结时间、强度的变化以及泌水现象;从狭义上讲是指水泥浆体流动性能的变化,一般可以定义为:使用相同减水剂或水泥时,由于水泥或减水剂的质量而引起水泥浆体流动性、经时损失的变化程度以及获得相同的流动性减水剂用量的变化程度。