礦物摻合料對外加劑FDN效果的影響研究

楊子喜 陳洪銀

（濟南中堅建設檢測試驗有限公司，山東 濟南250022）

在混凝土中，減水劑的應用已非常廣泛,尤其是高效減水劑的使用，極大降低了混凝土的水灰比，有效地提高混凝土的性能[1]，而且混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密，耐久性也有所提高[2]。但大量實驗數(shù)據(jù)表明，雖然摻入減水劑能使混凝土的坍落度提高7-15cm，但也伴隨著坍落度的經(jīng)時損失，很大程度上制約了混凝土的高性能化。目前，解決混凝土坍落度損失的控制方法之一就是在混凝土中摻加礦物摻合料，同時礦物摻合料也是改善混凝土流變性能和減少水泥用量的重要方法之一[3]。以工業(yè)固體廢渣為主的摻合料摻入混凝土中，不僅滿足發(fā)展綠色混凝土的[4]等可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，同時也遵循廢棄物再利用的環(huán)保要求。

1 實驗原材料

1.1 水泥

水泥為山水集團有限公司生產(chǎn)的P.O 42.5的普通硅酸鹽水泥，其化學組成和物理性能如表1所示。

表1 水泥的化學分析w/%

1.2 礦物摻合料

本文所用礦物摻合料的化學組成和活性指數(shù)分別見表2所示.

表2 礦物摻合料的化學分析 w/%

2 實驗結(jié)果及分析

2.1 不同外加劑對水泥砂漿流動度的影響

本實驗的實驗測試砂漿的水灰比為0.45，水泥與標準砂的的比例是0.40。

表3 不同外加劑對水泥砂漿流動度的影響

表3中的流動值數(shù)據(jù)表明，四種減水劑摻入砂漿中時，砂漿的初始流動值最低和最高的是摻入 0.9%聚羧酸型高效減水劑和復摻0.1%緩凝劑。與摻0.9%的聚羧酸型高效減水劑的水泥砂漿相比，復摻0.1%緩凝劑和0.01%引氣劑的流動值降低幅度要低。不同外加劑對改善水泥砂漿流變性能的效果影響大小是：聚羧酸型減水劑＞緩凝劑＞引氣劑＞FDN。相對于摻入0.9%聚羧酸型高效減水劑時，摻入1%FDN的水泥砂漿，其初始流動度值率高。這是因為，砂漿中砂子對于減水劑具有較大的吸附作用，使砂漿中的聚羧酸減水劑的初始濃度降低很快，致使吸附N電位不斷降低,最終導致水泥的分散程度降低。

2.2 礦物摻合料對水泥砂漿流動度的影響

由于砂漿中的砂子對外加劑的吸附影響了水泥的分散，并最終影響了砂漿的體系結(jié)構(gòu)，同樣的原理，不同種礦物摻合料必然對外加劑的吸附以及對水泥砂漿性能的影響具有不同的效果。本實驗的實驗測試砂漿的水灰比為0.45，水泥與標準砂的的比例是0.40，外加劑選FDN，摻量為1%，分別用不同摻量的礦物去取代水泥的用量，然后按照砂漿流動度的測定標準來測定不同礦物的水泥漿體的流動度，研究不同的礦物摻合料以及不同細度的礦物摻合料對水泥砂漿流動度的影響效果。

表4 摻不同礦物摻合料水泥砂漿的流動度值

圖1 不同礦物摻合料對砂漿流動值的影響

在礦物摻合料未有的砂漿中，減水劑相對來說有效濃度較高，水泥擴散相對比較充分，水泥的水化速度較快，致使?jié){體的粘度增加，水泥漿體的流動度較小，特別是水泥水化1h后，流動度損失較大。但是在摻入各種礦物摻合料的砂漿中，砂漿的流動值總體上有較大的改善。磷渣和礦渣的漿體流動度是最好的；粉煤灰次之；硅灰損失最大。從圖1中，可以得出對于不同摻量的礦物摻合料，其對砂漿流動值的效果總體上與上述相同。這是因為隨著礦物摻合料的堿性的增加，1%FND的緩凝效果增強，主要表現(xiàn)在三個方面，一是FDN分子在水泥顆粒上的吸附水分散化膜，ξ電位增大使水泥顆粒間的摩擦阻力減小，水泥漿的流動性增強；二是FDN分子促進了水泥漿體的水化，是水泥顆粒表面形成了壁壘，使水泥的早期水化進入擴散期，最終導致了水泥漿體的流動性增強；第三是FDN與水泥中的硅酸鹽離子的絡合作用對水泥水化形成氫氧化鈣的核晶生長受阻，水化反應速度降低，水泥的水相對比較充分，流動性增強。

3 結(jié)論

本文在研究了四種不同外加劑對砂漿流動性影響的基礎上，研究了四種礦物摻合料對水泥砂漿的流動性的影響，主要的到得結(jié)論如下：

（1）水泥砂漿流動度損失率由大到小分別是：聚羧酸型高效減水劑＞復合緩凝劑＞復合引氣劑＞FDN高效減水劑。

（2）堿性較強的礦物摻合料對改善砂漿漿體流動性的效果較好。

（3）礦物摻合料摻入水泥砂漿后，均能改善砂漿漿體的流動性，四中礦物摻合料對改善流動性的效果由大到小依次是：礦渣＞磷渣＞粉煤灰＞硅灰。S

［1］陳曉宇.外加劑與礦物摻合料對混凝土抗硫酸鹽侵蝕分析[J].山西建筑,2014(3):130-131.

［2］岳濤,竇廣陵.外加劑與活性礦物摻合料對粉煤灰加氣混凝土性能的影響[J].浙江建筑,2011(1):67-71.

［3］胡迪.高性能混凝土和外加劑的研究與應用[J].江西建材,2014(3):3-3.

［4］王海超,許巖楓.高性能混凝土技術(shù)可持續(xù)發(fā)展概念的研究[J].遼寧工程技術(shù)大學學報,2002,21(2):168-170.