混凝土与水泥制品
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  • 文章内容

聚羧酸系减水剂对铝酸三钙水化过程的影响

作者:王 涛1,胡建安2,王丽娜3,张曹宁4,吴 楠4    单位:1.江苏省建筑材料研究设计院有限公司,南京 210008;2.无锡市市政工程质量检测中心,214000; 3.武汉建筑材料工业设计研究院有限公司,43000;4.南京工业大学材料科学与工程学院;210009

关键词:聚羧酸系减水剂;铝酸三钙;水化过程;水泥

摘  要:研究聚羧酸系减水剂(PC)对水泥水化特性的影响对控制和改善混凝土性能具有理论指导价值。本文采用热活性微量热仪研究了C3A单矿和C3A-石膏体系在水和PC溶液中的水化过程,并通过XRD、SEM等方法分析了水化产物的组成和形貌。结果表明:C3A单矿水化时,PC的掺入能使C3A颗粒分散更好,增大C3A与水的接触面从而加速了C3A的水化速率,促进了C3AH6形成。对于C3A-石膏体系,C3A与石膏的摩尔比为1∶3时,PC的掺入抑制AFt晶体的生成和生长。

 0   前言

      聚羧酸系减水剂是继第一代木钙减水剂和第二代萘系减水剂之后出现的第三代高效减水剂,其具有优异的分散性能和分散保持性能,被广泛应用于混凝土中[1-3]。目前普遍认为:聚羧酸系减水剂能高减水并保持混凝土高流动性是由于聚羧酸减水剂吸附在水泥及其水化产物颗粒表面所致[4],减水剂吸附层间的静电斥力和空间位阻作用是导致水泥颗粒分散的主要原因[5]。
      铝酸三钙(C3A)是水泥熟料的主要矿物之一,在波特兰水泥所有的矿物中,C3A的水化活性最大,对水泥和混凝土早期水化和流变性能影响显著。C3A与水接触后迅速反应,首先生成介稳态的水化铝酸钙(C2AH8与C4AH19),C2AH8和C4AH19为六方片状体,在常温下不稳定,易转化成等轴晶系C3AH6[6]。C3A水化速率快,放热量大,凝结快,如不掺入石膏等缓凝物质,易使水泥急凝,对新拌浆体的初始工作性不利。C3A硬化也很快,它的强度3 d内就能大部分发挥出来,对水泥早期强度影响较大[7],所以,常常在水泥熟料中加入石膏从而调节水泥的凝结时间,使C3A的水化产物从主要是C3AH6变成由钙矾石(AFt)、单硫型水化硫铝酸钙(AFm)和水化铝酸钙组成的产物。
      Johann Plank等研究表明[8]:PC(polycarboxylate)主要吸附在C3A及其水化产物表面,对C3A单矿以及C3A-石膏系统的水化过程都有一定的影响,研究PC对C3A单矿以及C3A-石膏系统的水化过程的影响有助于了解PC减水机理,从而协助解决减水剂与水泥相容性问题以及控制和改善混凝土的工作性能。
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