水泥中石膏形态对外加剂滞后现象的影响

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时间:2022-08-07 22:02:40 作者:bob体育推荐 来源:bob体育棋牌登录

  目前就成都及其周边商混市场而言,一到夏季气温升高混凝土就会不同程度地出现工作性能问题。其中主要是混凝土坍落度经时损失大的问题,这与气温升高水泥水化速度加快和水分蒸发量加大关联较大。但是有15%的商混站出现的问题与坍落度损失加大刚好相反,即混凝土拌合物拌制时外加剂掺量与平常相比高出0.2%~0.5%,出混凝土搅拌机时性能差,坍落度小,难以扩展,但1h后混凝土出现坍落度和扩展度反增长,甚至个别站出现离析现象,表现为外加剂作用滞后。基于这一反常现象,本文从水泥入手,利用XRD技术检测水泥中石膏形态的变化,根据混凝土性能实验对照,找出石膏形态变化对外加剂滞后反应的影响趋势,做出解决方案,指导水泥售后。

  水泥:源于四川某厂P·O42.5R水泥,取该样品12kg,均分为2份,1份作为1#样。将另外1份样薄摊于托盘中,置于120℃的烘箱中烘干2h,取出冷却作为3#样。取1#样和3#样各2kg混合均匀作为2#样。

  骨料:产自大渡河,碎石5~31.5mm连续级配,机制砂细度模数3.3,河砂细度模数2.2。

  对1#、2#、3#水泥样品分别进行XRD矿物成分检测,石膏形态变化见表1。

  试验混凝土强度C30,配合比m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(碎石)∶m(机制砂)∶m(河砂)∶m(水)=250∶100∶1000∶531∶354∶160(kg/m³),用3个厂家外加剂对3个水泥样品分别进行混凝土性能试验,各个外加剂的掺量以1#样为基准。

  按照GB/T50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》,将碎石、机制砂、河砂、粉煤灰、水泥按照配合比称量,依次倒入搅拌机,先搅拌60s,然后30s内缓慢加入水和外加剂,再搅拌120s,倒出拌合物进行坍落度试验。试验完后将拌合物全部留存1h,再次搅拌均匀进行坍落度试验,试验数据见表2。

  从表1XRD检测结果可以看出,1#水泥中的石膏90%是二水石膏,2#水泥二水石膏和半水石膏比例接近1∶1,经120℃烘干2h的3#样石膏85%为脱水的半水石膏。

  结合表1和表2可以看出,随着水泥中二水石膏脱水程度的加大,相同掺量下混凝土拌合物的初始坍落度呈递减趋势,反之如果混凝土拌合物初始坍落度相同的情况下,半水石膏含量的增加会造成外加剂掺量越来越高。引起此现象的原因在于,120℃烘干过程中二水石膏脱去结晶水转变成半水石膏,在混凝土加水拌合时,半水石膏遇水后溶解、扩散、析晶产生二水石膏,二水石膏再与熟料中的C3A反应生成钙钒石,这一过程需要的水比二水石膏多,并且半水石膏对外加剂离子具有一定的吸附作用,使外加剂效果减弱,引起混凝土拌合物需水量加大,用水量和外加剂不变的情况下混凝土初始性能难以满足要求。因此水泥中半水石膏的含量增加直接造成混凝土初始工作性能变差,外加剂掺量增加。

  从表2中可以看出,1#水泥拌制的混凝土1h后出现明显的坍落度损失,2#水泥和3#水泥拌制的混凝土1h后坍落度不但没有损失,而且反而有所增长,3#水泥增长程度更大。此增长趋势与表1中石膏的脱水程度完全对应。说明石膏脱水程度的加深直接造成了混凝土坍落度经时反增长的加大。

  站在商混站的角度,单从表2看就表现出1#水泥外加剂适应性良好,混凝土初始性能优异,1h坍落度损失正常。2#水泥和3#水泥,初始外加剂作用没有达到发挥,要进一步改善混凝土性能只能加大外加剂掺量,1h后外加剂作用达到完全释放,混凝土坍落度大幅增长,甚至离析,表现出外加剂反应滞后的现象。

  造成上述现象的原因在于,2#、3#水泥水化的最初1h内,半水石膏转变成二水石膏与C3A及Ca(OH)2反应生成钙钒石,钙矾石的生成使得水化得到抑制,同时减少了对外加剂离子的吸附,外加剂作用延迟释放,混凝土浆体塑性增大,坍落度由小变大。因此半水石膏是外加剂作用滞后的主要因素,随含量的递增滞后程度加大。

  (1)水泥中的二水石膏在120℃下脱水程度较重,几乎全部转变成半水石膏。

  (2)半水石膏含量高的水泥在混凝土拌制时需要较高的外加剂掺量初始性能才能达到理想状态。

  (3)水泥中的半水石膏,会导致外加剂作用滞后,并且随含量的增加滞后反应越来越严重,不利于混凝土生产和成本控制,对工程质量造成隐患。为了让水泥获得较好的外加剂适应性,水泥生产中需严格控制磨内温度,避免半水石膏的产生。

  (4)在商混客户遇混凝土外加剂滞后问题时,水泥厂家应自查水泥中石膏形态变化,严控半水石膏含量,调整粉磨工艺做好水泥磨降温措施,或者选用结晶水少的石膏。返回搜狐,查看更多