聚羧酸减水剂与不同新鲜度水泥的相容性
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摘要： 为研究聚羧酸减水剂与水泥相容性的影响因素，采用净浆流动度法测试不同新鲜度、不同温度、不同湿度的水泥与聚羧酸减水剂的相容性，采用Zeta电位仪测试表面电荷、激光粒度仪测试平均粒径、X射线衍射仪测试物相成分.研究结果表明：新鲜度较低、温度较低、湿度较高将导致水泥与聚羧酸减水剂饱和掺量点更低、流动度更高，即相容性更好；新鲜度较高的水泥相对于新鲜度低的水泥Zeta电位高出1.86 mV，平均粒径高出2.63 μm，且对聚羧酸减水剂吸附较多的C3A、C4AF含量较高.可初步推断，导致相容性出现差异的因素主要包括水泥温度、湿度、水泥组分、Zeta电位.
关键词： 聚羧酸减水剂；水泥；新鲜度；相容性
中图分类号： TU528.042文献标志码： ACompatibility of Polycarboxylate Superplasticizer with
现代混凝土技术中， 通常使用减水剂制备高性能混凝土， 以便使其在水胶比较低时，混凝土拌和物具有较高的和易性.水泥与聚羧酸减水剂之间存在相容性问题，相容性不好， 不仅会影响高效减水剂的减水率，更重要的是造成混凝土坍落度损失，使混凝土拌和物不能正常运输与浇筑施工，降低混凝土强度和耐久性[1].影响水泥与减水剂相容性的因素较多，主要是水泥生产工艺及水泥性质两方面.水泥生产工艺因素主要包括：粉磨工艺[2]、煅烧窑类型[3]、助磨剂[4].由水泥性质不同导致的相容性差异，主要包括两方面因素：物理因素与化学因素，其中，物理因素主要包括粒径分布[5]、比表面积[6]、Zeta电位[7]等，化学因素则主要包括各种矿物含量[8]、石膏含量[9]、碱含量[1011]、水化产物成分[1213]等.文献[14]研究了水泥新鲜度对水泥与萘系高效减水剂相容性的影响，但关于聚羧酸减水剂与新鲜度不同的水泥相容性的相关研究不多.
西南交通大学学报第48卷第2期赵菊梅等：聚羧酸减水剂与不同新鲜度水泥的相容性 1.2水泥与聚羧酸减水剂相容性试验水泥与聚羧酸减水剂相容性通过净浆流动度试验进行评价.净浆流动度试验中，根据《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119—2003），试验中水灰比为0.29，外加剂的掺量，从相对于水泥掺量为0.6%开始，依次以0.2%递增聚羧酸减水剂掺量，直至测出饱和掺量点.试验时，依次将称好的水泥、减水剂与水的混合溶液加入水泥净浆搅拌锅中，先开启水泥净浆搅拌机慢速搅拌2 min后，静置15 s，再快速搅拌2 min后，迅速将水泥净浆注入放置于水平位置、润湿而不带水渍的玻璃平板上的已润湿的净浆流动度截锥圆模（36 mm×60 mm×60 mm）中，注入满后，用刮刀刮平，提起截锥圆模，同时计时，任水泥净浆在玻璃平板上自由流动， 30 s后用直尺量取两个互相垂直方向的最大直径，取其平均值作为水泥在该掺量下的初始净浆流动度值，即5 min时的净浆流动度值.水泥净浆放置55 min后，用相同试验步骤测试出60 min时的净浆流动度值，根据5 min和60 min时的净浆流动度值差异，可知净浆流动度经过时的损失及饱和掺量点.
相容性优劣的比较主要根据净浆初始流动度、流动度经时损失、饱和掺量点[15]进行评价比较.1.3影响水泥与聚羧酸减水剂相容性的因素为考察温度对两者相容性的影响，将在不通风的室内存放18 d的水泥，在102 ℃条件下烘1 h，一部分在湿度为0%的条件下冷却至25 ℃，一部分冷却至50 ℃.这样即可获得其它条件均相同，仅温度不同的两种水泥，再分别将两种水泥与聚羧酸减水剂混合作相容性试验，获得温度对水泥与聚羧酸减水剂相容性的影响.
为考查湿度对相容性的影响，将存放18 d的水泥，在102 ℃条件下烘1 h，在干燥条件下冷却至25 ℃，与聚羧酸减水剂混合作相容性试验.与未烘干处于25 ℃的水泥与聚羧酸减水剂相容性相比，可初步了解湿度对水泥与聚羧酸减水剂相容性的影响.
用Zeta电位仪测试存放4 d和18 d不同新鲜度水泥的表面电荷，激光粒度仪测试存放4 d和18 d 水泥的平均粒径.存放4 d的水泥置于干燥器中防止物相成分变化，到放置18 d时与不通风室内条件下放置18 d的水泥均用XPert 型X射线衍射仪（Xray diffraction， XRD）进行表征测试其物相组成.测试条件：电压为40 kV、电流为20 mA、CuKα（波长为0.154 nm）下进行扫描，扫描速度为2°/min，扫描范围2θ为（5°～70°）.2结果与讨论2.1不同新鲜度水泥与聚羧酸减水剂的相容性图1为不通风室内条件下、存放4 d和18 d、温度为25 ℃的水泥与聚羧酸减水剂相容性试验结果.从图1（a）可看出，存放4 d的水泥，在聚羧酸减水剂掺量低于1.2%时，随掺量增加水泥净浆初始流动度明显增加.当掺量为1.4%时，初始流动度反而降低；掺量为1.2%时，静停1 h后，浆体的流动度几乎没有损失，故可认为其饱和掺量点为1.2%.从图1（b）可看出，存放 18 d的水泥，在外加剂掺量低于1.0%时，随掺量增加初始流动度明显增加，尽管掺量达1.2%的水泥净浆的初始流动度略高于掺量为1.0%的水泥净浆的初始流动度，但增加比例未超过5.0%；掺量为1.0%时，静停1 h后，浆体的流动度不仅没有损失，反而还有所增加，可认为其饱和掺量点为1.0%.饱和掺量点较低，初始流动度越大， 1 h后流动度损失越小，水泥与减水剂相容性越好[15].
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