摻減水劑混凝土坍落度損失很快，極大影響了混凝土的應(yīng)用及性能，尤其是近年來(lái)商品混凝土行業(yè)的蓬勃發(fā)展，這個(gè)問(wèn)題就是顯得更加突出了。
為了解決這個(gè)問(wèn)題。很多學(xué)者做了大量的工作，在以下問(wèn)題上取得了共識(shí)：影響混凝土的坍落度損失的原因較多，例如：水泥成分，減水劑種類，環(huán)境溫度、濕度、攪拌方式、水灰比的大小，減水劑摻入時(shí)間，摻合料的種類等，都不同程度地影響混凝土的坍落損失。其中主要的因素是水泥的成分、減水劑和種類、減水劑摻加時(shí)間。
水泥中的礦物成分是影響混凝土坍落度損失的主要原因。許多學(xué)者用水泥中的單礦對(duì)一定濃度的減水劑做了吸附量試驗(yàn)，結(jié)果為：水泥中的C3A、C4AF、C2S、C3S對(duì)減水劑有選擇吸附作用。
當(dāng)減水劑濃度為0.4%時(shí)，在無(wú)石膏的條件下，C3A的吸附量為150mg/g;C4AF為280mg/g;C3S為22mg/g;C2S為1.9mg/g；在有石膏存在的條件下，C3A的吸附量為15mg/g；X4AF為40mg/g。從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，由于大量的減水劑被C3A、C4AF吸附。占水泥成分較多的C3S、C2S就顯得吸附量不足，因此動(dòng)電電位明顯下降，混凝土坍落度損失很大。這是造成摻減水劑混凝土坍落度損失的根本原因。
針對(duì)上述原因，人們進(jìn)行了廣泛深入研究。到目前不止，認(rèn)為以下一些方法對(duì)抑制摻減水劑混凝土坍落度損失是有效的：
1、滯水摻法及后摻法
所謂滯水摻法及后摻法即：砂、石、水泥、水（部分或全部水）拌和之后再摻減水劑，這種方法對(duì)抵制摻減水劑混凝土坍落度損失有明顯效果。
主要原因是，水泥遇水后其中的C3A、C4AF能迅速生成C3AH8和C4AFH10，在有石膏的環(huán)境中主要生成AFm相，C3A、C4AF在體系中顯著減少，這時(shí)加入減水劑被C3A、C4AF消耗量也顯著減少，大量的減水劑能比較充分地被C3S、C2S吸附，水泥顆粒的動(dòng)電電位明顯提高，并在一定時(shí)間內(nèi)維持較穩(wěn)定的動(dòng)電電位，直接表現(xiàn)為混凝土和易性較好，坍落度損失較小。
這種方法簡(jiǎn)單，便于應(yīng)用，目前在混凝土中應(yīng)用比較廣泛。但是這種方法的作用有一定限度，使用上有一定的局限性。
2、摻外加劑法
能抑制摻減水劑混凝土坍落度損失的外加劑較多，可分為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類。無(wú)論是無(wú)機(jī)物還是有機(jī)物，它們都有一個(gè)共同點(diǎn)，能不同程度地延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間。
無(wú)機(jī)類的物質(zhì)有：石膏、磷酸鹽、多聚磷酸及其鹽類、硼酸及其鹽類、聚碳酸及其鹽類等物質(zhì)。其中使用較多的是石膏及多聚磷酸鹽（簡(jiǎn)稱N鹽）。關(guān)于石膏的作用效果，前面已經(jīng)提過(guò)，在此不贅述。筆者對(duì)N鹽做了比較多的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為N鹽對(duì)抑制摻減水劑混凝土坍落度損失，有較好的作用。而且價(jià)格比較便宜，研究認(rèn)為，當(dāng)新拌混凝土中加入N鹽后，可以明顯的降低水化體系的表面張力及臨界膠束狀態(tài)。另外，N鹽對(duì)AL2O3有一定的吸附作用，選擇性地與AL2O3表面吸附的減水劑進(jìn)行交換，被交換下來(lái)的減水劑顯著地提高了溶液中的減水劑溶度，為C3S、C2S吸附提供了充足的減水劑，有效地抑制了坍落度損失。但是在使用N鹽時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制摻量，摻太少抑制坍落度損失效果不明顯，摻太多對(duì)抑制混凝土坍落度損失有良好效果，但是對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度影響較大。筆者曾在混凝土中較合理地使用N鹽，并在其中復(fù)合三乙醇胺或元明粉等早強(qiáng)組份，取得了良好的效果。有機(jī)類的物質(zhì)較多，可以分成兩種類型：一種是直接參與型，一種是反應(yīng)參與型。直接參與型的特質(zhì)主要有：羥基羧酸（例如：酒石酸檸檬酸及其鹽類等），多羥基碳水化合物（例如：糖蜜、多元醇、含氧有機(jī)酸等）。這些物質(zhì)對(duì)混凝土有明顯的緩凝作用。因此，在一般混凝土中多被用做緩凝劑。由于這些物質(zhì)大多有表面活性作用，對(duì)水泥顆粒表面有較強(qiáng)吸附作用，能有效地抑制水泥顆粒凝聚。因此對(duì)抑制坍落度損失有一定效果。
另一類抑制坍落度損失的外加劑屬于反應(yīng)型的。據(jù)報(bào)導(dǎo)由馬來(lái)酸酐和烯烴共聚制成的外加劑，當(dāng)它加入混凝土中，依靠化學(xué)反應(yīng)，不斷地向水--水泥水化體系中緩慢釋放分散劑，使水泥顆粒始終維持一定的動(dòng)電電位，從而達(dá)到抑制坍落度損失的作用。這種方法是今后發(fā)展的趨勢(shì)。
值得著重提出的是，近年來(lái)人們?cè)诒┧峒捌潲}，甲基丙烯酸及其鹽、丙烯酰胺等聚合物上進(jìn)行了深入研究，認(rèn)為它們其中的-CooH、-CoNH2都是極性基團(tuán)，可以形成許多醚鍵衍生物，都有較好的分散作用。由于其溶解速率與減水劑（尤其是萘磺酸鹽甲醛縮合物）不同，可以連續(xù)緩慢地向水--水泥水化體系中提供減水劑，因此在一定時(shí)間內(nèi)維持水泥顆粒動(dòng)電電位變化不大，對(duì)抑制坍落度損失有較好的作用。目前這種方法在國(guó)外應(yīng)用比較廣泛，并取得良好的效果，應(yīng)當(dāng)引起我國(guó)外加劑行業(yè)人士的關(guān)注。
3、造粒法謂造料法
將減水劑及其載體造成不同粒徑、不同溶解速率的顆粒狀物，摻到新拌混凝土中，使其在水--水泥水化體系中形成不同的溶解梯度，隨時(shí)補(bǔ)充由于C3A、C4AF消耗的減水劑，使體系中的減水劑始終維持在臨界膠束或準(zhǔn)臨界膠束狀態(tài)，使坍落度不損失或損失很小。但是筆者見(jiàn)到的一些產(chǎn)品大部分不太理想，有的粒徑過(guò)大，遇水松散。有的粒徑適宜但是溶解速率過(guò)快，或過(guò)慢，影響使用效果。筆者認(rèn)為，在對(duì)減水劑進(jìn)行造粒的同時(shí)，應(yīng)該其"包衣"，這層衣最好是在堿性溶液中能緩慢溶解的外衣，并包成不同的厚度，使其中的減水劑在一定的時(shí)間內(nèi)隨時(shí)釋放，達(dá)到抑制坍落度損失目的。筆者曾造訪過(guò)生產(chǎn)該種設(shè)備廠的兩個(gè)單位，并多次進(jìn)行了交流。一種是由微機(jī)控制的造粒包衣機(jī)，該設(shè)備可以根據(jù)要求造出各種粒徑的球，同時(shí)可以在球體外進(jìn)行不同厚度的包衣，完全由微機(jī)控制。目前該設(shè)備主要用于航天器的燃料造粒，因此價(jià)格比較高一般單位很難接受。另外一種叫做DTP壓力噴霧造粒干燥機(jī)，有系列產(chǎn)品，最大蒸發(fā)量從6~2000kg/h、噴霧壓力2.6~2.5MPa.。熱源可以是煤、電、天然氣、油等，可以進(jìn)行包衣，但是需要人工控制。據(jù)介紹此設(shè)備性能較好，這種設(shè)備比前種便宜，但是仍需要十幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)元。另外制藥行業(yè)造粒、包衣設(shè)備較多，可以做為借鑒，改造成適應(yīng)外加劑行業(yè)需用的設(shè)備。
4、摻木素、糖蜜類減水劑
摻木素、糖蜜類減水劑混凝土比摻萘系減水劑混凝土坍落度損失率要小。
木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鎂、糖化鈣等減水劑，盡管其減水功能不如萘系減水劑，但是坍落度損失率要比萘系減水劑小得多。主要原因是木素類、糖鈣類減水劑其中含有一定量的還原糖（一般木素減水劑含12%左右、糖化鈣減水劑中含糖量會(huì)更高一些），因此，它們對(duì)混凝土都有緩凝作用，對(duì)摻減水劑混凝土坍落度損失抑制極為有利。但是，在中低標(biāo)號(hào)混凝土中使用木素或糖蜜類減水劑尚可以滿足工程需要，在高標(biāo)號(hào)混凝土中，單摻木素、糖蜜類減水劑就滿足不了工程要求了。為此，經(jīng)常復(fù)合使用。
筆者最近用正交法，對(duì)幾種高效減水劑、木鈣、糖鈣，進(jìn)行了正交復(fù)配,有幾種減水劑復(fù)配后幾乎達(dá)到了純高效減水劑的減水率，而且強(qiáng)度也令人滿意。不僅大幅度降低了成本，還緩解了高效減水劑供應(yīng)緊張這個(gè)矛盾，更主要的是對(duì)抑制混凝土坍落度損失也極為有利。究其原因可能主要是復(fù)配后的減水劑在水--水泥水化體系中臨界膠束狀態(tài)降低的原故。也可能是各種減水劑的減水率進(jìn)行復(fù)雜的疊加，或許還有其它原因，有待深一步研究。日本62-167243專利提出了萘系減水劑和木素減水劑共縮合的方法，生產(chǎn)出能抑制混凝土坍落度損失的外加劑。當(dāng)高效減水劑和定量的此種外加劑復(fù)合后，在0.40%摻量時(shí)，初始坍落度達(dá)到200mm，60min時(shí)坍落度損失率僅為5%，90min后僅為10%。俄羅斯在改性木鈣方面也做了大量工作取得較大的進(jìn)展，在工程中得到大量的應(yīng)用。目前我國(guó)在這方面工作剛剛起步，盡管有一些改性木素產(chǎn)品，但是大多數(shù)用于染料分散劑，在耐高溫方面進(jìn)行了改性，在分散方面基本維持了原產(chǎn)品的分散性，仍滿足有了混凝土工程需要，有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。
5、其他
除上述因素能影響混凝土坍落度損失以外，以下因素也影響混凝土坍落度損失。
例如：水泥品種、拌和混凝土溫度、停放時(shí)間的長(zhǎng)短、混凝土存放狀態(tài)，減水劑的品種等都有關(guān)系。水泥礦物成分不同，對(duì)混凝土坍落度影響較大。其中有C3A、C4AF含量較高的對(duì)混凝土坍落度損失較大，反之影響較小。因此如果需要生產(chǎn)大流動(dòng)度的高強(qiáng)混凝土，而且要求坍落度損失較小，應(yīng)優(yōu)先選用C3A、C4AF含量較少的水泥。另外水泥中的調(diào)凝劑如果是氟石膏或磷石膏也會(huì)影響摻減水劑混凝土坍落度損失。
新拌混凝土的溫度，對(duì)混凝土坍落度損失影響也很大，一般講新拌混凝土的溫度越高，坍落度損失越快。溫度越低度坍落度損失越慢。對(duì)幾種不同的減水劑，在不同的溫度下（15℃、25℃、35℃）測(cè)定其坍落度損失率得出的結(jié)果是：一般講，溫度每上升10℃，坍落度損失率增大15~40%（由于減水劑的品種不同，致使混凝土的坍落度損失也不同）。因此，在炎熱夏天如何降低新拌混凝土的溫度，商品混凝土生產(chǎn)廠家應(yīng)引起重視。在廣東省珠海市某混凝土攪拌站看到采用深水井（相對(duì)地表水溫度低得多）拌合混凝土，有效地降低了混凝土的溫度，對(duì)混凝土坍損失十分有利。
另外，如果夏季長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)距離運(yùn)輸混凝土，也應(yīng)當(dāng)在混凝土運(yùn)輸車上復(fù)蓋隔熱材料（當(dāng)?shù)叵募緦?shí)測(cè)日照金屬表面最高溫度達(dá)56℃），能收到滿意的效果。
總結(jié)
1．影響摻減水劑混凝土坍落度損失的因素較多，其中最主要因素是水泥中的C3A、C4AF含量、減水劑的品種、摻入方法等因素。
2．后摻法、造粒法、摻緩凝劑、摻直接參與型或反應(yīng)參與型的外加劑對(duì)抑制混凝土坍落度損失有明顯效果。
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