[水泥外加劑與混凝土外加劑雙摻對混凝土性能的影響]
發(fā)布日期：[2010/9/29]
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摘 要：目前我國越來越多的水泥廠使用水泥工藝外加劑，商品混凝土的興起與發(fā)展，使現(xiàn)代混凝土技術(shù)越來越依靠混凝土外加劑技術(shù)的應(yīng)用。水泥半成品最終要被用在混凝土之中。水泥工藝外加劑與混凝土外加劑的雙摻，無疑會對新攔混凝土的性能產(chǎn)生影響。本文通過大量試驗，取得了一定的技術(shù)成果，對于指導(dǎo)混凝土外加劑的正確應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。
關(guān)鍵詞：水泥工藝外加劑 混凝土外加劑 混凝土
一、前言
水泥工藝外加劑按摻入的生產(chǎn)順序不同，可分為生料外加劑和水泥外加劑，按用途可分為速燒劑，助磨劑，激發(fā)劑等。國外使用水泥外加劑主要體現(xiàn)在助磨劑及混合材激發(fā)劑上。水泥助磨劑是一種在水泥粉磨過程中加入磨機內(nèi)起助磨作用而又不損害水泥性能的添加劑，一般摻量為1%以下。它可改變磨機內(nèi)部物料之間的分散性及水泥的流速，提高水泥的輸送效率，并有效消除水泥微細(xì)顆粒的靜電吸附和包球糊磨現(xiàn)象，可提高磨機臺時產(chǎn)量達(dá)20%左右，同時有效地減少了過粉磨現(xiàn)象，優(yōu)化水泥顆粒級配，降低水泥篩余。復(fù)合型助磨劑往往還含有對粉煤灰、礦粉起激發(fā)其潛在活性作用的激發(fā)劑。
由于能源緊張，水泥向綠色和高性能方向發(fā)展，ISO標(biāo)準(zhǔn)的實施，越來越多的水泥工廠選擇添加水泥助磨劑、多功能助磨激發(fā)劑來提高粉磨效率，降低能耗，增加臺時產(chǎn)量，提高質(zhì)量。在發(fā)達(dá)國家如美國、歐洲地區(qū)，90%以上的水泥廠都加了助磨劑，而我國目前僅有15%-20%的工廠使用。我國使用的助磨劑主要有 乙二醇、丙三醇、三乙醇胺、二乙醇胺、木質(zhì)素磺酸鈣鹽。美國使用的助磨劑主要有脫糖木質(zhì)素、三乙醇、炭黑、磷酸三鈣、二甲基2-4戊烷二醇，德國使用權(quán)用的助磨劑有醋酸胺、乙二醇、丙三醇等。液態(tài)摻量一般為0.6/萬-8萬，固態(tài)粉劑摻量一般為0.3%-1.0%。由于預(yù)拌混凝土要加入緩凝高效減水劑（泵送劑）。水泥所用助磨劑與混凝土處加劑的雙摻對新拌混凝土的性能會有影響，這正是本文所要討論的問題,這里的水泥工藝外加劑的特指水泥在粉磨過程中加入的助磨劑，混合材助磨激發(fā)復(fù)合劑。
二、原材料與實驗方法
2.1 助磨劑
?。?）北京綠佳偉業(yè)產(chǎn)KPY-99（液體無氣味），參量1.6-5/萬；
?。?）美國希普公司產(chǎn)CGA（液體有碳氨化肥的氣味）摻量2-5/萬；
?。?）多功能助磨激發(fā)劑SQ，粉劑；SQ助磨激發(fā)劑為沈陽星光建材集團研究生產(chǎn)，摻量為膠結(jié)材的1%-2%，其主要組分為SO42-鹽及醇胺類助磨劑。
（4）JH型粉煤灰、礦渣激發(fā)劑，粉劑。吉林天一建材有限公司生產(chǎn)，推薦摻量0.6%-1.0%.該外加劑以硅酸鹽類、煅燒石膏等為主要組分，通過物理化學(xué)雙重作用，以及特殊的工藝加工生產(chǎn)而成的一種復(fù)合粉末材料。
選擇有代表性的三家不同地區(qū)的水泥廠加入助磨劑KPY-99及CGA制得P.O42.5。SQ及JH激發(fā)劑在拌制混凝土?xí)r摻加，拌制混凝土?xí)r再加入混凝土泵送劑。了解水泥工藝外加劑對新拌混凝土泌水，坍損，強度增長情況等影響具有很重要的現(xiàn)實意義?；炷镣饧觿╇m然種類很多，但我國商品混凝土使用的多是多功能的復(fù)合泵送劑。
本文所指混凝土外加劑就是指高效緩凝泵送劑,它集高效減水、緩凝、適當(dāng)引氣、保水增笛等作用于一體,萘系、氨基磺酸系、聚羧酸系列減水劑是它的主要成分。
2.2 試驗原材料
（1）海螺P.O425及加助磨劑后的海螺P.O425
?。?）巨龍P.O425及加助磨劑后的巨龍P.O425
?。?）京陽P.O425及加助磨劑后的京陽P.O425
?。?）江砂、中砂、細(xì)度模數(shù)2.6;
?。?）玄武巖碎石，5-20mm連續(xù)級配；
（6）JM-8萘系緩凝高效減水劑；
（7）SBT-8,氨基系緩凝高效減水劑；
?。?）PCA聚羧系緩凝高效減水劑；
?。?）南京華能電廠I級粉煤灰；
?。?0）江南水泥廠s95級礦渣打粉；
三、混凝土試驗結(jié)果與討論
采用商品混凝土公司常規(guī)混凝土配比：配比如下：W=165-185，C=320，F(xiàn)A=100，S=752，G小=200，G大=882（單位均為kg/m3）（以下沒有特殊說明時均以此配比為準(zhǔn)）。
3.1外加劑為JM-8萘系緩凝高效減水劑，其組成為FDN0.5%+緩凝劑0.06%。試驗料計10L。結(jié)果見表1。
表1 SQ與JM雙摻對混凝土性能的影響
水泥品種 W
（ml) 坍落度（mm) 擴展度（mm) 泌水 抗壓強度（MPa) JM-8 SQ
初始 lh 7d 28d 60d 90d （%）
海螺 1650 220 130 550×550 - 34.8 52.1 58.0 63.6 摻 -
1760 218 65 410×430 - 38.8 55.4 64.5 67.8 摻 2
京陽 1780 235 190 510×480 - 35.0 52.9 57.8 60.8 摻 -
1840 215 154 450×480 - 36.0 56.9 61.8 65.8 摻 2
巨龍 1780 225 195 480×500 - 38.3 54.7 60.6 63.6 摻 -
1800 215 90 400×410 - 38.7 58.0 66.3 69.2 摻 2
以上可明顯看出：
（1）萘系混凝土外加劑與助磨激發(fā)劑SQ雙摻時，混凝土出料流動性（擴展度）降低，混凝土粘聚性更好了，沒有泌水現(xiàn)象，同時坍損增大。
?。?）相同的坍落度條件下加激發(fā)劑2%，單方用水量加略微增加（5-11kg/m3)（此3為上標(biāo)），混凝土同期強度仍然可增加3-5Mpa.
?。?）摻加SQ后，混凝土外加劑的減水效果降低了。
3.2 外加劑為sbT-8氨基磺酸鹽系高效減水劑，基組成為氨基磺酸鹽減水劑0.45%+緩凝劑0.04%助磨激發(fā)劑SQ摻量為2%，CGA、KPY-99摻均為5/萬。試驗結(jié)果見表2。
表2 SBT-8與不同水泥外加劑雙摻對混凝土性能的影響
序號 W
（ml) 坍落度（mm) 擴展度（mm) 泌水 抗壓強度（MPa) JM-8 助磨激發(fā)劑
初始 lh 7d 28d 60d 90d
1 1800 220 215 530×530 50 36.7 46.1 56.7 60.2 摻 -
2 1850 215 210 500×480 - 40.4 53.7 65.6 68.9` 摻 CGA
3 1850 225 225 550×570 200 42.2 54.5 64.8 66.7 摻 CGA
4 1820 220 220 530×550 200 36.2 46.0 57.4 60.5 摻 KPY-99
5 1810 220 220 550×570 120 37.1 47.0 58.9 62.5 摻 -
6 1860 220 210 500×530 - 37.1 49.8 59.7 65.4 摻 SQ
7 1830 220 220 550×570 100 34.5 49.0 61.7 63.2 摻 CGA
8 1820 215 215 500×500 120 33.6 44.9 54.7 58.5 摻 KPY
注：1-4海螺水泥，5-8巨龍水泥。
由表2可知：
（1）不同的水泥，對于像SQ類激發(fā)劑在摻量2%的條件下，保坍型氨基系減水劑仍然有很好的保坍能力。（2）助磨劑CGA.KPY不能改善混凝土的和易性性，對于泌水不能起減少作用?；旧蠈姸扔绊懖淮蟆?
3.3 JH激發(fā)劑在摻不同系別外加劑混凝土中的應(yīng)用，試驗結(jié)果見表3。
表3 jH混凝土摻合料激發(fā)劑在不同系別外加劑的應(yīng)用
序號 W
（ml) 坍落度（mm) 擴展度（mm) 泌水 抗壓強度（MPa) AD 激發(fā)劑（%）
初始 lh 7d 28d 60d 90d
1 1890 220 220 550×550 50 35.2 45.3 58.0 58.6 JM-8 -
2 1890 210 210 520×510 - 39.9 50.0 59.9 64.7 JM-8 jH 0.8
3 1800 210 215 480×500 - 36.8 48.8 58.5 58.6 SBT-8 jH 0.8
4 1870 220 215 550×570 - 26.2 38.6 48.6 52.4 JM-8 -
5 1890 215 205 550×550 - 29.4 40.9 51.6 52.2 JM-8 jH 0.8
6 1790 210 210 500×530 - 35.3 49.6 57.1 57.8 SBT-8 jH 0.8
7 1740 225 180 550×550 - 34.2 49.5 53.3 61.8 JM-8 -
8 1740 220 185 550×570 - 39.2 54.9 57.0 61.9 JM-8 jH 1
9 1740 230 230 600×580 - 32.0 45.5 51.4 58.1 SBT-8 -
10 1740 215 205 500×500 - 34.6 52.9 70.4 77.3 SBT-8 SQ2
11 1740 230 230 580×580 - 38.4 53.6 60.7 63.8 SBT-8 jH 1
備注：1-3海螺水泥；4-6巨龍水泥；7-11京陽水泥；其混凝土配合比： W=174，C=200，S=836，G=1060。（單位：kg/m3）
關(guān)鍵詞：水泥工藝外加劑 混凝土外加劑 混凝土
一、前言
水泥工藝外加劑按摻入的生產(chǎn)順序不同，可分為生料外加劑和水泥外加劑，按用途可分為速燒劑，助磨劑，激發(fā)劑等。國外使用水泥外加劑主要體現(xiàn)在助磨劑及混合材激發(fā)劑上。水泥助磨劑是一種在水泥粉磨過程中加入磨機內(nèi)起助磨作用而又不損害水泥性能的添加劑，一般摻量為1%以下。它可改變磨機內(nèi)部物料之間的分散性及水泥的流速，提高水泥的輸送效率，并有效消除水泥微細(xì)顆粒的靜電吸附和包球糊磨現(xiàn)象，可提高磨機臺時產(chǎn)量達(dá)20%左右，同時有效地減少了過粉磨現(xiàn)象，優(yōu)化水泥顆粒級配，降低水泥篩余。復(fù)合型助磨劑往往還含有對粉煤灰、礦粉起激發(fā)其潛在活性作用的激發(fā)劑。
由于能源緊張，水泥向綠色和高性能方向發(fā)展，ISO標(biāo)準(zhǔn)的實施，越來越多的水泥工廠選擇添加水泥助磨劑、多功能助磨激發(fā)劑來提高粉磨效率，降低能耗，增加臺時產(chǎn)量，提高質(zhì)量。在發(fā)達(dá)國家如美國、歐洲地區(qū)，90%以上的水泥廠都加了助磨劑，而我國目前僅有15%-20%的工廠使用。我國使用的助磨劑主要有 乙二醇、丙三醇、三乙醇胺、二乙醇胺、木質(zhì)素磺酸鈣鹽。美國使用的助磨劑主要有脫糖木質(zhì)素、三乙醇、炭黑、磷酸三鈣、二甲基2-4戊烷二醇，德國使用權(quán)用的助磨劑有醋酸胺、乙二醇、丙三醇等。液態(tài)摻量一般為0.6/萬-8萬，固態(tài)粉劑摻量一般為0.3%-1.0%。由于預(yù)拌混凝土要加入緩凝高效減水劑（泵送劑）。水泥所用助磨劑與混凝土處加劑的雙摻對新拌混凝土的性能會有影響，這正是本文所要討論的問題,這里的水泥工藝外加劑的特指水泥在粉磨過程中加入的助磨劑，混合材助磨激發(fā)復(fù)合劑。
二、原材料與實驗方法
2.1 助磨劑
?。?）北京綠佳偉業(yè)產(chǎn)KPY-99（液體無氣味），參量1.6-5/萬；
?。?）美國希普公司產(chǎn)CGA（液體有碳氨化肥的氣味）摻量2-5/萬；
?。?）多功能助磨激發(fā)劑SQ，粉劑；SQ助磨激發(fā)劑為沈陽星光建材集團研究生產(chǎn)，摻量為膠結(jié)材的1%-2%，其主要組分為SO42-鹽及醇胺類助磨劑。
（4）JH型粉煤灰、礦渣激發(fā)劑，粉劑。吉林天一建材有限公司生產(chǎn)，推薦摻量0.6%-1.0%.該外加劑以硅酸鹽類、煅燒石膏等為主要組分，通過物理化學(xué)雙重作用，以及特殊的工藝加工生產(chǎn)而成的一種復(fù)合粉末材料。
選擇有代表性的三家不同地區(qū)的水泥廠加入助磨劑KPY-99及CGA制得P.O42.5。SQ及JH激發(fā)劑在拌制混凝土?xí)r摻加，拌制混凝土?xí)r再加入混凝土泵送劑。了解水泥工藝外加劑對新拌混凝土泌水，坍損，強度增長情況等影響具有很重要的現(xiàn)實意義?；炷镣饧觿╇m然種類很多，但我國商品混凝土使用的多是多功能的復(fù)合泵送劑。
本文所指混凝土外加劑就是指高效緩凝泵送劑,它集高效減水、緩凝、適當(dāng)引氣、保水增笛等作用于一體,萘系、氨基磺酸系、聚羧酸系列減水劑是它的主要成分。
2.2 試驗原材料
（1）海螺P.O425及加助磨劑后的海螺P.O425
?。?）巨龍P.O425及加助磨劑后的巨龍P.O425
?。?）京陽P.O425及加助磨劑后的京陽P.O425
?。?）江砂、中砂、細(xì)度模數(shù)2.6;
?。?）玄武巖碎石，5-20mm連續(xù)級配；
（6）JM-8萘系緩凝高效減水劑；
（7）SBT-8,氨基系緩凝高效減水劑；
?。?）PCA聚羧系緩凝高效減水劑；
?。?）南京華能電廠I級粉煤灰；
?。?0）江南水泥廠s95級礦渣打粉；
三、混凝土試驗結(jié)果與討論
采用商品混凝土公司常規(guī)混凝土配比：配比如下：W=165-185，C=320，F(xiàn)A=100，S=752，G小=200，G大=882（單位均為kg/m3）（以下沒有特殊說明時均以此配比為準(zhǔn)）。
3.1外加劑為JM-8萘系緩凝高效減水劑，其組成為FDN0.5%+緩凝劑0.06%。試驗料計10L。結(jié)果見表1。
表1 SQ與JM雙摻對混凝土性能的影響
水泥品種 W
（ml) 坍落度（mm) 擴展度（mm) 泌水 抗壓強度（MPa) JM-8 SQ
初始 lh 7d 28d 60d 90d （%）
海螺 1650 220 130 550×550 - 34.8 52.1 58.0 63.6 摻 -
1760 218 65 410×430 - 38.8 55.4 64.5 67.8 摻 2
京陽 1780 235 190 510×480 - 35.0 52.9 57.8 60.8 摻 -
1840 215 154 450×480 - 36.0 56.9 61.8 65.8 摻 2
巨龍 1780 225 195 480×500 - 38.3 54.7 60.6 63.6 摻 -
1800 215 90 400×410 - 38.7 58.0 66.3 69.2 摻 2
以上可明顯看出：
（1）萘系混凝土外加劑與助磨激發(fā)劑SQ雙摻時，混凝土出料流動性（擴展度）降低，混凝土粘聚性更好了，沒有泌水現(xiàn)象，同時坍損增大。
?。?）相同的坍落度條件下加激發(fā)劑2%，單方用水量加略微增加（5-11kg/m3)（此3為上標(biāo)），混凝土同期強度仍然可增加3-5Mpa.
?。?）摻加SQ后，混凝土外加劑的減水效果降低了。
3.2 外加劑為sbT-8氨基磺酸鹽系高效減水劑，基組成為氨基磺酸鹽減水劑0.45%+緩凝劑0.04%助磨激發(fā)劑SQ摻量為2%，CGA、KPY-99摻均為5/萬。試驗結(jié)果見表2。
表2 SBT-8與不同水泥外加劑雙摻對混凝土性能的影響
序號 W
（ml) 坍落度（mm) 擴展度（mm) 泌水 抗壓強度（MPa) JM-8 助磨激發(fā)劑
初始 lh 7d 28d 60d 90d
1 1800 220 215 530×530 50 36.7 46.1 56.7 60.2 摻 -
2 1850 215 210 500×480 - 40.4 53.7 65.6 68.9` 摻 CGA
3 1850 225 225 550×570 200 42.2 54.5 64.8 66.7 摻 CGA
4 1820 220 220 530×550 200 36.2 46.0 57.4 60.5 摻 KPY-99
5 1810 220 220 550×570 120 37.1 47.0 58.9 62.5 摻 -
6 1860 220 210 500×530 - 37.1 49.8 59.7 65.4 摻 SQ
7 1830 220 220 550×570 100 34.5 49.0 61.7 63.2 摻 CGA
8 1820 215 215 500×500 120 33.6 44.9 54.7 58.5 摻 KPY
注：1-4海螺水泥，5-8巨龍水泥。
由表2可知：
（1）不同的水泥，對于像SQ類激發(fā)劑在摻量2%的條件下，保坍型氨基系減水劑仍然有很好的保坍能力。（2）助磨劑CGA.KPY不能改善混凝土的和易性性，對于泌水不能起減少作用?；旧蠈姸扔绊懖淮蟆?
3.3 JH激發(fā)劑在摻不同系別外加劑混凝土中的應(yīng)用，試驗結(jié)果見表3。
表3 jH混凝土摻合料激發(fā)劑在不同系別外加劑的應(yīng)用
序號 W
（ml) 坍落度（mm) 擴展度（mm) 泌水 抗壓強度（MPa) AD 激發(fā)劑（%）
初始 lh 7d 28d 60d 90d
1 1890 220 220 550×550 50 35.2 45.3 58.0 58.6 JM-8 -
2 1890 210 210 520×510 - 39.9 50.0 59.9 64.7 JM-8 jH 0.8
3 1800 210 215 480×500 - 36.8 48.8 58.5 58.6 SBT-8 jH 0.8
4 1870 220 215 550×570 - 26.2 38.6 48.6 52.4 JM-8 -
5 1890 215 205 550×550 - 29.4 40.9 51.6 52.2 JM-8 jH 0.8
6 1790 210 210 500×530 - 35.3 49.6 57.1 57.8 SBT-8 jH 0.8
7 1740 225 180 550×550 - 34.2 49.5 53.3 61.8 JM-8 -
8 1740 220 185 550×570 - 39.2 54.9 57.0 61.9 JM-8 jH 1
9 1740 230 230 600×580 - 32.0 45.5 51.4 58.1 SBT-8 -
10 1740 215 205 500×500 - 34.6 52.9 70.4 77.3 SBT-8 SQ2
11 1740 230 230 580×580 - 38.4 53.6 60.7 63.8 SBT-8 jH 1
備注：1-3海螺水泥；4-6巨龍水泥；7-11京陽水泥；其混凝土配合比： W=174，C=200，S=836，G=1060。（單位：kg/m3）
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