化學(xué)外加劑對高C3A水泥水化調(diào)控機(jī)理研究.pdf

1、本論文依托國家973項(xiàng)目(2009CB623201)子課題“現(xiàn)代混凝土膠凝漿體微觀結(jié)構(gòu)形成機(jī)理”，主要針對高C3A水泥體系水化速率過快、放熱量大等問題，通過測定膠凝材料對減水劑分子的吸附量、漿體顆粒表面ζ-電位、漿體水化放熱速率、流動度、表觀粘度以及化學(xué)收縮等參數(shù)的變化，系統(tǒng)研究聚羧酸(PC)和萘系(FDN)兩種高效減水劑的添加時間對水泥漿體水化早期性能的影響以及PC和FDN兩種減水組分和三聚磷酸鈉(STPP)、硼酸(BS)、硫酸鈉(N

2、a2SO4)、硝酸鋅(Zn(NO3)2)四種調(diào)凝組分協(xié)同效應(yīng)對高C3A水泥體系水化歷程的影響情況及作用機(jī)理，具體內(nèi)容如下:
　　 1.研究了減水組分添加時間對水泥漿體吸附、分散性能的影響規(guī)律
　　 對比分析了減水劑添加時間對水泥漿體吸附、分散性能的影響規(guī)律，揭示了萘系減水劑與聚羧酸減水劑吸附特性及分散機(jī)理的本質(zhì)區(qū)別，提出了調(diào)整添加時間獲得最佳分散性的方法。研究表明PC減水劑與水同摻時效果最佳，而FDN減水劑的最佳時間為水

3、泥加水后的10min左右，該最佳時間相當(dāng)于水泥水化過程潛伏期的初始階段。
　　 2.研究了減水組分對C3A-水泥體系水化調(diào)控規(guī)律，并闡述其調(diào)控機(jī)理
　　 PC減水劑添加到C3A-水泥體系后，體系水化放熱第二、第三溫峰分別推遲15h和7h，此外加入PC減水劑后可以提高膠凝體系的流動度并降低經(jīng)時流動度損失，PC摻量0.2％時膠凝體系28d的化學(xué)收縮值較不摻降低6.7％。FDN減水劑添加到C3A-水泥體系后，推遲水化放熱速率第

4、二、第三溫峰出現(xiàn)的時間分別為23h和12h，可以避免體系因放熱過快而導(dǎo)致的溫度應(yīng)力。加入0.8％的FDN減水劑時膠凝體系初始的流動度達(dá)210mm，但經(jīng)時流動度損失較大，2h后的流動度僅剩120mm。膠凝體系的化學(xué)收縮也在一定程度上得到抑制，F(xiàn)DN摻量0.8％時28d的化學(xué)收縮值較不摻降低5.4％。
　　 3.研究了減水組分與調(diào)凝組分協(xié)同作用對C3A-水泥體系水化調(diào)控規(guī)律，提出利用減水劑與調(diào)凝劑協(xié)同調(diào)控C3A-水泥體系水化歷程的方

5、法
　　 減水劑與不同類型調(diào)凝劑協(xié)同作用對高C3A水泥體系的調(diào)控呈現(xiàn)不同的調(diào)控規(guī)律。PC減水劑與Zn(NO3)2、STPP協(xié)同作用時可以有效抑制水化放熱速率，提高流動度及流動度保持性，并且有效抑制了漿體的化學(xué)收縮，可以很好的解決減水劑與高C3A水泥適應(yīng)性不良的問題。PC減水劑與BS協(xié)同作用時也可以提高流動度、抑制化學(xué)收縮，但存在集中放熱的問題，不適用于調(diào)節(jié)高C3A水泥的水化。PC減水劑與Na2SO4協(xié)同作用時SO42-與PC減水

6、劑在C3A顆粒表面形成競爭吸附并與C3A迅速水化，因此漿體的流動性降低，經(jīng)時流動度損失大。
　　 FDN減水劑與STPP、BS、Zn(NO3)2三種緩凝組分復(fù)配，在其協(xié)調(diào)作用下膠凝漿體的水化放熱速率和化學(xué)收縮得到抑制，漿體的流動度提高，經(jīng)時流動度損失減小，表觀粘度減小，說明FDN減水劑與STPP、BS、Zn(NO3)2三種緩凝組分協(xié)同的作用可以有效調(diào)控高C3A含量水泥的水化歷程。而FDN減水劑與Na2SO4協(xié)調(diào)作用于高C3A水泥