復合超塑化劑坍落度損失控制

　　1 復合超塑化劑(CSP)對流態(tài)混凝土和高性能混凝土坍落度損失的控制
　　
　　現(xiàn)代混凝土工藝要求流態(tài)混凝土(FLC)和高性能混凝土(HPC)具有好的工作性，以滿足集中攪拌、遠距離運輸、泵送、不振搗、自流平、自密實等過程的要求。新拌混凝土的工作性，包括大流動性、坍落度損失小、抗離析性和可泵性。其中最重要的是坍落度損失問題。研究表明，水泥的礦物組成(主要是C3A、C3S)和含堿量、混合材種類和摻量、水泥細度和顆粒組成、混凝土配合比和強度等級、摻合料品種和摻量以及復合超塑化劑(CSP)的組成和摻量等因素都影響坍落度損失速度。傳統(tǒng)觀點認為摻高效減水劑的同時，摻緩凝劑能減小坍落度損失。我們研究外加劑對水泥早期水化放熱過程的影響證明，能延長水化誘導期的外加劑就能延緩坍落度損失，而具有這種作用的不僅是緩凝劑，還有早強劑、特殊高分子化合物等。按此原理配制和生產(chǎn)的CSP用于FLC和HPC時，對水泥的適應性好，工作性好，坍落度損失小，應用范圍更廣泛。

　　2 外加劑對水泥早期水化放熱過程的影響
　　
　　研究水泥水化及外加劑對水化過程的影響最簡便的方法是測定水化放熱曲線。水泥加水后，水化立即進行。首先堿性硫酸鹽和鋁酸鹽(C3A)快速溶解，并形成鈣礬石(AFt)。當生成第一批水化產(chǎn)物時，將放出大量的熱。由于AFt沉淀在礦物的表面上，形成一層不滲透的外殼，它阻礙了SO2-4、OH和Ca2+離子的擴散，延緩C3A的反應，導致放熱速率很快減慢，進入水化誘導期。在此期間，C3S繼續(xù)水解，液相中Ca2+離子濃度逐漸增加并達到過飽和，接著，C-S-H和Ca(OH)2成核并長大。這種過飽和現(xiàn)象，通常在誘導期的早期階段能達到。其精確的時間取決于反應條件和化學環(huán)境。在這個結構發(fā)展階段中，薄殼狀的C-S-H和一些棒形的AFt相在熟料顆粒周圍發(fā)展。之后，液相中Ca2+離子濃度降低，阿利特的溶解又得到加快，放出大量的熱，水化進入加速階段。

　　混凝土坍落度損失通常與水泥早期的水化過程有關。在用水量一定時，隨著水化進行，結合水和吸附水增加，同時水分產(chǎn)生蒸發(fā)，因此游離水逐漸減少，流動性或工作性漸次下降。摻CSP，由于分散作用和對初期水化的抑制作用，使吸附水和結合水減少，而游離水增多。因此，在提高漿體流動性的同時，還能減小流動度損失。圖1表示摻CSP水泥水化程度與時間的關系，由此表明，由于CSP對早期水化的抑制作用，在12小時之前水化程度明顯低于不摻外加劑的水泥漿體(曲線1)，5小時之前幾乎不水化(曲線2)。因此摻CSP能延緩坍落度損失。

摻外加劑能控制水泥早期水化過程(預誘導期和誘導期)，使誘導期延長，這樣就能減小坍落度損失。根據(jù)這一觀點能延長水化誘導期的不僅是緩凝劑，而且可以是早強劑和特殊高分子化合物。圖2是硅酸鹽水泥的水化放熱曲線，表明摻0.05%的糖或葡萄糖酸鈉可使初期水化放熱速率減小，誘導期延長。圖3是外加劑對硫鋁酸鈣水化放熱過程的影響，表明三乙醇胺同糖一樣，能降低水泥初期水化放熱速率，延長水化誘導期。圖4是摻CSP時水泥微分放熱和積分放熱曲線，由此看出CSP能降低初期水化放熱速率和放熱量，延長水化誘導期，因此它廣泛用于配制FLC和HPC，具有工作性好，坍落度損失小，早強增強的特性。

　　在配制CSP時，為了解決對水泥的適應性，我們根據(jù)分散—競爭吸附作用或分散—螯合作用的分同機理進行配方設計，因此能保證新拌混凝土具有好的工作性，坍落度損失小。