粉煤灰與水泥.doc

粉煤灰與水泥、減水劑相容性研究周冰（中鐵十一局集團橋梁有限公司寧波項目部 寧波市鄞州區(qū)丘隘鎮(zhèn)后殷村 郵編：335000）摘要：隨著預拌混凝土的飛速發(fā)展，混凝土配合比設計除了考慮混凝土強度、耐久性之外，還更注重其工作性能，水泥與外加劑的相容性是影響混凝土工作性的重要因素。利用減水劑與粉煤灰改善混凝土的工作性能，提高其耐久性和體積穩(wěn)定性，是現(xiàn)代混凝土技術(shù)發(fā)展的方向。對混凝土而言，其拌和物以調(diào)節(jié)混凝土的凝結(jié)時間、改善混凝土的和易性及流變性能為主；在硬化過程中，以降低混凝土水化熱，控制混凝土的早期裂縫的形成為主；硬化過程結(jié)束后以提高混凝土的后期強度和耐久性為主。改善這些性能的技術(shù)關鍵是外加劑與各種礦物摻料要有一個合理的搭配。關鍵詞：粉煤灰；減水劑；水泥；相容性1 前言隨著預拌混凝土的廣泛應用，混凝土配合比設計除了考慮混凝土強度、耐久性之外，還更注重其工作性能，水泥與外加劑的相容性是影響混凝土工作性的重要因素。水泥與外加劑相容性不好，可能是外加劑的原因，可能是水泥品質(zhì)的原因，也可能是使用方法造成的，或幾種因素共同起作用引起的。在實際工作中，若不能分辨出確切原因，容易引起各方的爭議1。外加劑的發(fā)展異常迅速，特別是高效減水劑的需求量越來越大而且對建筑業(yè)的發(fā)展起到了極大的推動作用。但隨著外加劑使用的普及，一些問題相應出現(xiàn)，比如水膠比很低時，盡管所用水泥和高效減水劑的質(zhì)量都符合國家標準，但配制的拌和物并不理想，比如還會出現(xiàn)下述現(xiàn)象：即使高效減水劑摻量較大，混凝土仍顯得干硬，或者水膠比降不下來，同時還會出現(xiàn)嚴重的坍落度損失，甚至凝結(jié)時間不正常等。所以對水泥與膠凝材料相容性的研究有著重要的意義，對整個經(jīng)濟建設起著至關重要的作用劑2。1.1 粉煤灰1.1.1引言從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰稱為粉煤灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。粉煤灰的燃燒過程：煤粉在爐膛中呈懸浮狀態(tài)燃燒，燃煤中的絕大部分可燃物都能在爐內(nèi)燒盡，而煤粉中的不燃物(主要為灰分)大量混雜在高溫煙氣中。這些不燃物因受到高溫作用而部分熔融，同時由于其表面張力的作用，形成大量細小的球形顆粒。在鍋爐尾部引風機的抽氣作用下，含有大量灰分的煙氣流向爐尾。隨著煙氣溫度的降低，一部分熔融的細粒因受到一定程度的急冷呈玻璃體狀態(tài)，從而具有較高的潛在活性。在引風機將煙氣排入大氣之前，上述這些細小的球形顆粒，經(jīng)過除塵器，被分離、收集，即為粉煤灰。粉煤灰是工業(yè)“三廢”之一，目前，我國粉煤灰年排放量非常高，利用率僅為42%，主要應用在建材、建工、筑路、回填方面。粉煤灰在我國是數(shù)量較大，分布較廣的工業(yè)廢渣之一，隨著工業(yè)的發(fā)展，粉煤灰排放量將逐年增加，合理地推廣和應用粉煤灰不僅能節(jié)約土地和能源，而且能保護和治理環(huán)境。粉煤灰作為一種人工火山灰質(zhì)材料，在混凝土中作為摻和料，可以改善性能，節(jié)約水泥，提高工程質(zhì)量和降低成本。在混凝土中摻加粉煤灰可以節(jié)約大量的水泥和細骨料，減少用水量，改善混凝土拌和物的和易性，增強混凝土的可泵性，減少混凝土的徐變，減少水化熱、熱能膨脹性，提高混凝土抗?jié)B能力，增加混凝土的修飾性。31.1.2粉煤灰的標準（1）國標一級：采用優(yōu)質(zhì)粉煤灰和高效減水劑復合技術(shù)生產(chǎn)高標號混凝土的現(xiàn)代混凝土新技術(shù)正在全國迅速發(fā)展；（2）國標二級：優(yōu)質(zhì)粉煤灰特別適用于配制泵送混凝土、大體積混凝土、抗?jié)B結(jié)構(gòu)混凝土、抗硫酸鹽混凝土和抗軟水侵蝕混凝土及地下、水下工程混凝土、壓漿混凝土和碾壓混凝土；（3）國標三級：粉煤灰混凝土具有和易性好、可泵性強、裝飾性好、抗沖擊能力高、抗凍性強等優(yōu)點。1.1.3粉煤灰在混凝土中的作用 （1）填充骨料顆粒的空隙并包裹它們形成潤滑層，由于粉煤灰的表觀密度只有水泥的2/3左右，而且粒形好（質(zhì)量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密實，其作用在水泥用量較少的混凝土里尤其顯； （2）對水泥顆粒起物理分散作用，使其分布得更均勻。當混凝土水膠比較低時，水化緩慢的粉煤灰可以提供水分，使水泥水化得更充分； （3）粉煤灰和富集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結(jié)晶發(fā)生火山灰反應，不僅生成具有膠凝性質(zhì)的產(chǎn)物（與水泥中硅酸鹽的水化產(chǎn)物相同），而且加強了薄弱的過渡區(qū)，對改善混凝土的各項性能有顯著作用； （4）粉煤灰延緩了水化速度，減小了混凝土因水化熱引起的溫升，對防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫十分有利。1.2 減水劑1.2.1引言混凝土減水劑本質(zhì)是一種兩親性聚合物，加入混凝土中能對水泥顆粒起吸附、分散作用，把水泥凝聚體中所包含的水分釋放出來，增強水泥質(zhì)點間的潤滑作用，從而改善混凝土的和易性，提高混凝土的澆注性、強度和密實性。高性能減水劑除具有較高的減水效果外，還要求能控制混凝土的塌落度損失，能更好地解決混凝土的引氣、緩凝、泌水等問題。按其發(fā)展過程，減水劑可分為木質(zhì)素磺酸鹽類(第一代)、萘磺酸甲醛縮合物類和三聚氰胺樹脂類(第二代)和聚羧酸類高性能型減水劑(第三代)三類。國內(nèi)開發(fā)研究的減水劑主要有木質(zhì)素磺酸鹽類、萘磺酸甲醛縮合物類、三聚氰胺樹脂類、氨基磺酸鹽類，脂肪族羥基磺酸鹽類，聚苯乙烯磺酸鹽類和聚羧酸類等七大品種。高效減水劑不但大大提高了高強混凝土的力學性能，而且提供了簡便易行的施工工藝，目前我國廣泛使用的高效減水劑主要是萘系和聚羧酸系產(chǎn)品。41.2.2高效減水劑的基本特點高效減水劑是指在保持混凝土坍落度基本相同的情況下，能大幅度減少拌合用水的外加劑,混凝土減水劑的基本特點有以下幾方面：（1）在保持和易性不變的情況下,可使混凝土的單位用水量減少5%-25%，從而大幅度提高混凝土的早期或后期強度，以提高耐久性、減少收縮等。（2）保持強度不變，可降低單位水泥用量。普通型減水劑可節(jié)約5%，高效減水劑可節(jié)約10%以上。每用1t減水劑相當于節(jié)約20t水泥。（3）保持水灰比不變，可使混凝土坍落度增大10-20cm，從而可以滿足諸如混凝土工程大模板施工、升板施工、泵送等新工藝的要求。（4）可作為提供各種性能水泥混凝土的主要手段之一。只要在普通水泥中加入不同性能的減水劑，就可制得諸如高強混凝土、超高強混凝土、緩凝高強混凝土等各種性能的水泥混凝土5。1.2.3高效減水劑的應用背景 高效減水劑是上個世紀60年代開發(fā)出來的減水劑。1963年，聯(lián)邦德國研制成功三聚氰胺磺酸鹽甲醛聚縮物，同時的還有多環(huán)芳烴磺酸鹽甲醛縮合物。由于這些外加劑對水泥有較強的分散能力，減水率高達2030，而不同于普通的塑化劑（減水劑），因而被稱為高效減水劑或超塑化劑。高效減水劑給混凝土帶來了變革性的變化，促進了高強混凝土，流態(tài)混凝土和集中攪拌的商品混凝土的發(fā)展，已廣泛用于制備自流平砂漿和混凝土、水下澆灌混凝土、宏觀無缺陷混凝土和高性能混凝土等。伴隨著高強度、高流動性混凝土的技術(shù)發(fā)展，混凝土外加劑有了很快的發(fā)展。最初發(fā)展起來的是萘系，密胺系高效減水劑，近年來聚羧酸系減水劑的優(yōu)越性能已經(jīng)得到國際上的廣泛認同和普遍使用。在混凝土中摻入高效減水劑后，許多性能如微觀結(jié)構(gòu)、孔隙率、吸附性、硬化速度、強度等都將發(fā)生改變，水泥礦物水化和水泥本身的一些性能也會受到影響。新型高性能減水劑是目前國內(nèi)外高性能混凝土技術(shù)發(fā)展的一個重要方面。外加劑的出現(xiàn)，尤其是高性能減水劑的應用，是近年來混凝土技術(shù)的重大發(fā)展。在混凝土混合料中摻入減水劑，可以大幅度的降低水灰比（降至0.250.30）和提高強度，或者急劇地提高混合料的流動性（坍落度可達20cm以上），使混合料的拌制、運送、澆注和成型等工藝變的很容易操作，使混凝土性能得到改善。目前，減水劑由于具有技術(shù)和經(jīng)濟上的優(yōu)勢，已成為應用極為廣泛的混凝土外加劑。高效減水劑對混凝土的高性能化起著至關重要的作用，成為高性能混凝土不可或缺的組分。高效減水劑有效的解決了新拌混凝土塌落度損失，使其具有良好的工作性，具有很好的減水效果，提高混凝土的耐久性6。1.2.4高效減水劑的作用機理高效減水劑有效地減少了混凝土的的塌落度損失，改善混凝土的工作度，提高流動性，在高性能混凝土中發(fā)揮重要的作用，只是至今為止仍舊沒有一個完美的理論來解釋高效減水劑的作用機理，但有幾個理論為大家普遍認同。（1）靜電斥力理論水泥水化后，由于離子間的范德華力作用以及水泥水化礦物、水泥主要礦物在水化過程中帶不同的電荷而產(chǎn)生凝聚，導致了混凝土產(chǎn)生了絮凝結(jié)構(gòu)。高效減水劑大多屬于陰離子型表面活性劑，摻入到混凝土中后，減水劑的負離子-SO42、-COO 就會在水泥粒子的正電荷Ca2+礦的作用下而吸附于水泥粒子上，形成擴散電層(Zeta電位)的離子分布，在表面形成擴散雙電層的離子分布，使水泥粒子在靜電斥力作用下分散，把水泥水化過程中形成的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中的束縛水釋放出來，使混凝土流動化。Zeta電位的絕對值越大，減水效果就越好。隨著水泥的進一步水化，電性被中和，靜電斥力隨之降低，范德華力的作用變成主導，對于萘系、三聚氰胺系高效減水劑的混凝土，水泥漿又開始凝聚，塌落度經(jīng)時損失比較大，所以摻入這兩類減水劑的混凝土所形成的分散是不穩(wěn)定的。而對于氨基磺酸、多羧酸系高效減水劑，由于其與水泥的吸附模型不同，粒子間吸附層的作用力不同于前兩類，其發(fā)揮分散作用的主導因素不是Zeta電位，而是一種穩(wěn)定的分散。（2）立體位阻效應摻有高效減水劑的水泥漿中，高效減水劑的有機分子長鏈實際上在水泥微粒表面是呈現(xiàn)各種吸附狀態(tài)的。不同的吸附態(tài)是因為高效減水劑分子鏈結(jié)構(gòu)的不同所致，它直接 圖1-1水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu) 影響到摻有該類減水劑混凝土的坍落度的經(jīng)時變化。有研究表明萘系和三聚氰胺系減水劑的吸附狀態(tài)是棒狀鏈，因而是平直的吸附，靜電排斥作用較弱。其結(jié)果是Zeta電位降低很快，靜電很容易隨著水泥水化進程的發(fā)展受到破壞，使范德華引力占主導，坍落度經(jīng)時變化大。而氨基磺酸類高效減水劑分子在水泥微粒表面呈環(huán)狀、引線狀和齒輪狀吸附，它使水泥顆粒之問的靜電斥力呈現(xiàn)立體的交錯縱橫式，立體的靜電斥力的Zeta電位經(jīng)時變化小，宏觀表現(xiàn)為分散性更好，坍落度經(jīng)時變化小。而多羧酸系接枝共聚物高效減水劑大分子在水泥顆粒表面的吸附狀態(tài)多呈齒形。這種減水劑不但具有對水泥微粒極好的分散性而且能保持坍落度經(jīng)時變化很小。原因有三：其一是由于接枝共聚物有大量羧基存在。具有一定的螫合能力，加之鏈的立體靜電斥力構(gòu)成對粒子問凝聚作用的阻礙；其二是因為在強堿性介質(zhì)例如水泥漿體中，接枝共聚鏈逐漸斷裂開，釋放出羧酸分子，使上述第一個效應不斷得以重視；其三是接枝共聚物Zeta電位絕對值比萘系和三聚氰胺系減水劑的低，因此要達到相同的分散狀態(tài)時，所需要的電荷總量也不如萘系和三聚氰胺系減水劑那樣多。對于有側(cè)鏈的聚羧酸減水劑和氨基磺酸鹽系高效減水劑，通過這種立體排斥力，能保持分散系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高效減水劑的極性親水基團定向吸附于水泥顆粒表面，多以氫鍵形式與水分子締合,再加上水分子之問的氫鍵締合，構(gòu)成了水泥微粒表面的一層穩(wěn)定的水膜，阻止水泥顆粒問的直接接觸，增加了水泥顆粒間的滑動能力，起到潤滑作用，從而進一步提高漿體的流動性。水泥漿體的微小氣泡，同樣對減水劑分的定向吸附極性基團所包裹，使氣泡與氣泡及氣泡與水泥顆粒間也因同電性相斥而類似在水泥微粒間加入許多微珠，亦起到潤滑作用，提高流動性。（3）潤滑作用高效減水劑的極性親水基團定向吸附于水泥顆粒表面，多以氫鍵形式與水分子締合，再加上水分子之間的氫鍵締合，構(gòu)成了水泥微粒表面的一層穩(wěn)定的水膜，阻止水泥顆粒間的直接接觸，增加了水泥顆粒間的滑動能力，起到潤滑作用，從而進一步提高漿體的流動性。水泥漿體的微小氣泡，同樣對減水劑分子的定向吸附極性基團所包裹，使氣泡與氣泡及氣泡與水泥顆粒間也因同電性相斥而類似在水泥微粒間加入許多微珠，亦起到潤滑作用，提高流動性。（4）降低水泥顆粒固-液界面能濕潤作用減水劑通常為表面活性劑（異極性分子），性能優(yōu)良的減水劑在水泥-水界面上具有很強的吸附能力。減水劑吸附在水顆粒表面能夠降低水泥顆粒固-液界面能，降低水泥-水分散體系的總能量，從而提高分散體系的熱力學穩(wěn)定性，這樣有利于水泥顆粒的濕潤分散。因此，不但減水劑的種類、數(shù)量影響其減水作用效果，而且減水劑的非極性基的結(jié)構(gòu)特征，碳氫鏈長度也顯著影響減水劑的作用效果。71.2.5減水劑的摻加方法減水劑的摻入順序?qū)ζ渌芑Ч⑦m宜摻量、增強率、水泥用量、泌水性、凝結(jié)時間以及引氣性等均有明顯的影響。減水劑的摻加方法大體有以下幾種：先摻法 減水劑預先與水泥混合。(1)先摻法：減水劑預先與水泥混合。(2)同摻法：減水劑預先溶解或溶液同水一起摻入。(3)滯水法：溶液滯水法減水劑溶液滯后于水2-3min加入； 干粉滯水法減水劑粉滯后于水2-3min加入。(4)后摻法： 溶液后摻法初拌的砂漿拌合物停放一段時間后才將減水劑溶液加入，進行第二次攪拌；干粉后摻法初拌的砂漿拌合物停放一段時間后才將減水劑粉加入，進行第二次攪拌。1.3 混凝土礦物外加劑混凝土礦物外加劑混凝土礦物外加劑（即摻和料）是指以氧化硅、氧化鋁和其他有效礦物為主要成分，在混凝土中可以代替部分水泥、改善混凝土綜合性能，且摻量一般不小于5% 的具有火山灰活性或潛在水硬性的粉體材料。常用品種有粉煤灰、磨細水淬礦渣微粉（簡稱礦粉）、硅灰、磨細沸石粉、偏高嶺土、硅藻土、燒頁巖、沸騰爐渣等礦物材料。隨著混凝土技術(shù)的進步，礦物外加劑的內(nèi)容也在不斷拓展，如磨細石灰石粉、磨細石英砂粉、硅灰石粉等非活性礦物外加劑在混凝土制品行業(yè)也得廣泛應用。特別是近年來研制和應用的復合礦物外加劑，可以說是混凝土技術(shù)進步的一個標志。生產(chǎn)和應用實踐證明，采用兩種或兩種以上礦物原料復合，并摻入各種改性劑，可以達到優(yōu)勢互補，比單一品種更有利于改善混凝土綜合性能?；炷恋V物外加劑的應用，正如水泥生產(chǎn)中應用混合材料一樣，在早期可以說主要是為了節(jié)約水泥。因此，在名稱上有“摻和料”、“摻合料”、“細摻料”等。隨著研究和應用的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)混凝土礦物外加劑不僅能節(jié)約水泥，更重要的是能改善混凝土的綜合性能，從現(xiàn)代混凝土技術(shù)的發(fā)展來說，已成為不可缺少的重要組分。因此在國外有將粉煤灰等礦物外加劑稱為“第四組成材料”，即砂、石、水泥、礦物外加劑四種固體材料。在我國也早在 20 世紀 90 年代初提出了“第六組分”的概念，即砂、石、水泥、水、化學外加劑和礦物外加劑。隨著高強高性能混凝土的推廣應用，明確提出了“礦物外加劑（Mineraladmixtures）”的概念，在 2002年發(fā)布實施的高強高性能混凝土用礦物外加劑（GB/T 18736-2002）中正式啟用了這一名稱。1.3.1礦物外加劑在混凝土中的主要功能礦物外加劑在混凝土中的主要功能有：（1）改善混凝土的和易性大部分礦物外加劑具有比水泥更細的顆粒，能填充水泥顆粒間的孔隙，比表面積大，吸附能力強，因而能有效改善混凝土的粘聚性和保水性。其中礦粉、沸石粉、磨細石灰石粉和石英砂粉在摻量適當時，還能提高混凝土的流動性。粉煤灰中由于含有部分玻璃微珠，細度和摻量適當時也能提高混凝土的流動性。部分礦物外加劑能有效降低混凝土的粘性和內(nèi)聚力，從而改善混凝土的可泵性、振搗密實性及抹平性能。（2）降低混凝土水化溫升粉煤灰、沸石粉和非超細磨的礦粉等能降低混凝土的水化溫升，推遲溫峰出現(xiàn)時間。對大體積混凝土的溫度裂縫控制十分有利。（3）提高早期強度或增進后期強度部分礦物外加劑，如硅灰和偏高嶺土等能有效提高混凝土早期強度。經(jīng)超細磨的微礦粉也能提高混凝土的早期強度。而粉煤灰、沸石粉等則早期強度可能略有下降，而后期強度增進速度快。（4）改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高抗腐蝕能力由于礦物外加劑的細骨料填充效應和后期水化作用，一方面能改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使孔結(jié)構(gòu)細化，均勻性增加、密實度提高，從而提高抗腐蝕能力。另一方面，由于礦物外加劑改變了水泥的部分水化產(chǎn)物和結(jié)構(gòu)，如氫氧化鈣晶體量減少，而水化硅酸鈣等凝膠體增加，從而提高混凝土的抗腐蝕能力。再者，偏高嶺土、硅灰、沸石粉等對鉀、鈉和氯離子具有極強的吸附能力，從而有效抑制混凝土的堿骨料反應和提高對鋼筋的保護作用。(5)提高混凝土的抗裂性能有大量試驗研究表明，粉煤灰、礦粉和沸石粉減小混凝土的早期收縮，提高抗裂性能。偏高嶺土使混凝土的沖擊韌性得以改善。(6)提高混凝土的耐久性礦物外加劑提高混凝土的抗腐蝕性和抗裂性是提高混凝土耐久性的表現(xiàn)之一。另一方面，細粉料還能提高混凝土的抗?jié)B性能、抗凍性能。當然，由于礦物外加劑降低了混凝土的堿性，在一定程度上會降低混凝土的抗碳化性能，以及對鋼筋的保護作用。但這一點可以通過提高混凝土密實性和細化孔結(jié)構(gòu)等得以補償8。1.3.2粉煤灰在水泥基混凝土中的作用機理粉煤灰(fly-ash)的主要化學成分為 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 等，約占粉煤灰總量的5% 左右，共同構(gòu)成 CaOAl2O3SiO2礦物體系，一般呈球狀鋁硅玻璃珠狀，粒徑為：150m，比表面積可達 300600m2/kg（水泥的比表面積 300350m2/kg），具有較大的吸附作用，能與水泥熟料礦物共同反應，形成水硬性化合物，通常作為活性細摻料摻入混凝土中形成粉煤灰混凝土，是一種有效的再生資源。粉煤灰作為混凝土的礦物外加劑，在水泥基混凝土中的主要作用機理有：(1)火山灰活性效應由于粉煤灰具有無定型玻璃體形態(tài)的活性 SiO2、Al2O3，且比表面積大，這些成分能與水泥水化過程中析出的氫氧化鈣緩慢進行“二次反應”，在表面生成具有膠凝性能的水化鋁酸鈣、水化硅酸鈣等凝膠物質(zhì)，填充在骨料之間形成緊密的混凝土結(jié)構(gòu)。同時氫氧化鈣的消耗使水泥石的堿度降低，在此環(huán)境中更有利于水化鋁硅酸鹽的形成。從而使后期強度增長較快，甚至超過同級別的混凝土強度值。(2)微骨料效應混凝土在微觀結(jié)構(gòu)上是非勻質(zhì)體，理論上，粗骨料的空隙由細骨料填充，細骨料的空隙由水泥漿填充，水泥顆粒的空隙則由水和水泥水化產(chǎn)物及毛細孔填充。由于滿足混凝土施工和易性的需要，實際用水量比水泥水化理論需水量多得多，再加上水泥在若干年之內(nèi)不可能完全水化，因此，凝膠孔和毛細孔是大量的，孔隙率占凝膠體的 25%30%，而粉煤灰，特別是經(jīng)粉磨的超細灰，具有極小的粒徑，在水泥水化過程中，均勻分散于孔隙和凝膠體中，起到填充毛細管及孔隙裂縫之中，改善了孔結(jié)構(gòu)，提高了水泥石的密實度。另一方面，未參與水化的顆粒分散于凝膠體中起到骨料的骨架作用，進一步優(yōu)化了凝膠結(jié)構(gòu)，改善了與粗細骨料之間的粘結(jié)性能和混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，從而改善混凝土的宏觀綜合性能。(3)形態(tài)效應由于粉煤灰含大量的球狀玻璃微珠，填充在水泥顆粒之間起到一定的潤滑作用，因此，優(yōu)質(zhì)粉煤灰的需水量比小于100%，即達到同樣流動性時可以降低用水量。另一個重要的原因是，在混凝土流動性相同時，摻粉煤灰的混凝土比不摻的內(nèi)摩擦阻力減小，更容易泵送施工和振搗密實。特別是在摻減水劑或泵送劑的混凝土中，這一特性更加顯著。當粉煤灰超量取代水泥，并用超量部分粉煤灰取代等體積的砂，混凝土的和易性得到進一步改善。1.3.3礦物外加劑輔助減水機理礦物外加劑輔助減水作用是以下3個方面綜合作用效果：(1)流變學試驗研究表明：水泥漿的流動性與其屈服應力0 密切相關，屈服應力0 愈小流動性愈好，表現(xiàn)為新拌混凝土坍落度大，而礦物外加劑可顯著降低水泥漿屈服應力，因此，可改善混凝土的和易性；(2)礦物外加劑顆粒群的定量體視學分析結(jié)果表明：礦物外加劑的顆粒最可幾直徑在68m 、圓度在0.20.7 范圍，顆粒直徑愈小、圓度愈大即顆粒形狀愈接近球體礦物外加劑顆粒直徑，顯著小于水泥且圓度較大，它在新拌水泥漿中具有軸承效果，可增大水泥漿的流動性； (3)由于礦物外加劑具有較高的比表面積，會使水泥漿的需水量增大，因此，礦物外加劑本身并沒有減水作用，它只有與減水劑復合作用時，前2個方面的優(yōu)勢才得到發(fā)揮，使水泥漿和易性獲得進一步改善，表現(xiàn)出輔助減水效果。1.3.4礦物外加劑改善坍落度損失機理礦物外加劑對坍落度損失改善機理可歸結(jié)為以下2個方面作用：(1)從流變學角度分析摻高效減水劑，混凝土坍落度損失較快的原因是，由于其中水泥漿的屈服應力0 隨時間推移迅速增大之故0值與坍落度損失之間具有很好的相關性，礦物外加劑可顯著降低水泥漿的屈服應力0。(2)混凝土坍落度損失與水泥水化動力學有關，隨著水化時間的推移、水泥水化產(chǎn)物的增長，使混凝土體系的固液比增大自由水量相對減少，凝聚趨勢加快致使混凝土坍落度值下降較快，在高溫及干燥條件下，這種現(xiàn)象更甚。大摻量的礦物外加劑存在于新拌混凝土中，有稀釋整個體系中水化產(chǎn)物的體積比例的效果，減緩了膠凝體系的凝聚速率，從而可使新拌混凝土的坍落度損失獲得抑制。91.3.5礦物外加劑改善混凝土耐久性機理摻礦物外加劑的混凝土，可形成比較致密的結(jié)構(gòu)，而且顯著改善了新拌混凝土的泌水性，避免形成連通的毛細孔孔結(jié)構(gòu)，因此，礦物外加劑可改善混凝土的抗?jié)B性， 同理，由于水泥石結(jié)構(gòu)致密，二氧化碳難以侵入混凝土內(nèi)部，所以，礦物外加劑混凝土具有優(yōu)良的抗碳化性能19。1.4 關于減水劑、粉煤灰與水泥的相容性1.4.1概述隨著預拌混凝土的飛速發(fā)展，混凝土配合比設計除了考慮混凝土強度、耐久性之外，還更注重其工作性能，水泥與減水劑的相容性是影響混凝土工作性的重要因素。水泥與外加劑相容性不好，可能是外加劑的原因，可能是水泥品質(zhì)的原因，也可能是使用方法造成的，或幾種因素共同起作用引起的。在實際工作中，若不能分辨出確切原因，容易引起各方的爭議。我們可以從水泥熟料礦物組成、燒成溫度和燒成速度、冷卻制度，混合材種類和品質(zhì)，堿含量和氧化鈣含量，石膏的種類和存在形式，水泥比面積和顆粒分布，水泥新鮮度、溫度等方面對水泥與減水劑間相容性問題進行分析，并提出改善水泥與外加劑間相容性的一些方法和思路。1935年，木質(zhì)素磺酸鹽減水劑研制成功，并得到了推廣及應用。減水劑的應用給混凝土技術(shù)的發(fā)展帶來了一次真正的革命，因為它不僅會影響混凝土在新拌階段的施工性能，而且改善混凝土的微觀、亞微觀層次結(jié)構(gòu)。于是，人們就可以通過摻加減水劑改善混凝土的性能，以滿足工程施工要求，以及建筑物的力學性能和耐久性能等。近年來，雖然外加劑與水泥品種不斷增多且性能也得到改善，但是不少外加劑與水泥之間卻存在不相容性的問題。這個問題不僅涉及到水泥化學、高分子化學、表面物理化學和電化學等相關知識，而且需要大量的試驗來進行研究分析。然而，關于外加劑與水泥相容性問題卻沒有一個明確的概念，一些人把混凝土外加劑與水泥相容性與不相容性認為是配制混凝土(或砂漿)時，按照混凝土減水劑應用技術(shù)標準，將符合標準的某種減水劑摻加到水泥中，若能夠滿足工程相應的施工要求，則該水泥與外加劑是相容的，否則水泥與外加劑是不相容。還有人認為減水劑摻量不大就是達到了飽和點，且lh后的流動度損失小，則水泥與減水劑的相容性好。所謂飽和點是指減水劑摻量增加到某一值后再增加用量，流動度不再增加，相反會出現(xiàn)水泥與骨料的離析，這一減水劑用量稱為飽和點。用簡單的一句話概括，即減水劑用量少而鹼流動度大，且經(jīng)時(1-2 h)損失小，則水泥與減水劑的相容性好，反之則相容性不好。其實外加劑與水泥相容性的好、壞，不能單純的做定量分析，也不能簡單的從某一個方面定義說哪一種外加劑與水泥的相容性好，但是混凝土相容性的好壞可以從以下幾個方面分析判斷：(1)首先應滿足減水性的要求。(2)減少混凝土塌落度損失，滿足流動性要求。(3)改善混凝土的工作性，即，在滿足流動性的前提下，對其粘聚性、凝結(jié)時間、強度等都有一定的要求。10混合材對減水劑具有吸附作用。由吸附量試驗得知，作為水泥混合材的吸附量由大到小，一般為煤矸石粉煤灰礦渣，摻礦渣的水泥適應性優(yōu)于摻煤矸石的。一般來說火山灰質(zhì)混合材具有較大的內(nèi)表面積，故吸附量大，不同品質(zhì)的粉煤灰適應性差異很大。優(yōu)質(zhì)的粉煤灰、超細粉煤灰適應性好，粗粉煤灰、含碳量大的吸附量大，適應性差。低摻量粉煤灰取代水泥，細度越小的粉煤灰水泥與高效減水劑的相容性越好。一般說來，粉煤灰越細，玻璃微珠越多，可以提高流動性；同時越細的粉煤灰，其比表面積越大，增大了體系的堆積密度，置換出更多的填充水，并且巨大的比表面積對高效減水劑起到載體作用，降低了它的飽和點，從而改善了水泥與高效減水劑的相容性。但同時，粉煤灰越細，巨大的比表面積使得顆粒的吸附能力增強，形成絮凝結(jié)構(gòu)的趨勢增大，有可能降低流動性。另外，比表面積增大需增加表面吸附水，降低了漿體的流動性。低摻量粉煤灰取代水泥，細度的減小所帶來的正效應不僅可以抵去其所帶來的負效應，而且還可以起到一些正面作用，最終使相容性有所改善13。1.4.2水泥的礦物成份和影響它與高效減水劑相容性的因素影響水泥與高效減水劑相容性的因素主要包括：(1)水泥的鋁酸鈣含量與總堿含量；(2)水泥的細度；(3)硫酸鈣的形態(tài)(二水石膏、半水石膏、可溶性硬石膏與不溶性硬石膏)與其摻量。眾所周知，鋁酸鈣、鐵鋁酸四鈣的含量越低，水泥高效減水劑的相容性越好，且鋁酸鈣含量對相容性的影響遠比鐵鋁酸四鈣大。這是由于高效減水劑優(yōu)先吸附于鋁酸鈣或其初期水化物的表面，鋁酸鈣的水化速度比鐵鋁酸四鈣快，且隨水泥細度增大而更加明顯。含堿量也是一個重要的促進因素，但不少水泥廠的產(chǎn)品含堿量明顯偏高。對硫酸鈣的含量與形態(tài)，以及水泥中常含有一些遠比硫酸鈣溶解迅速的硫酸鹽，給水泥高效減水劑相容性帶來的影響，還沒有引起足夠的重視。不同水泥與高效減水劑相容性上是有差別的，這是其中一個重要原因。目前水泥生產(chǎn)與使用中，大致存在以下影響相容性的因素：(1)由于原材料及其它原因，不少水泥的鋁酸鈣與堿含量偏高，前者對相容性的影響如上所述，高含堿量則會加速水泥的早期水化速率，導致需水量增大并且增加工作度的損失。(2)根據(jù)我國標準，水泥的石膏摻量(三氧化硫3.5%)與其鋁酸鹽含量無關。與美國和法國相比，當水泥中鋁酸鹽含量偏高時，石膏含量就明顯不足。在低水膠比的高強和高性能混凝土里，液相石膏的溶解度更低，使矛盾尤為突出。(3)一些水泥廠常粉磨未經(jīng)充分冷卻的熟料及有些球磨機的冷卻設施不完善，致使機內(nèi)溫度過高，大量二水石膏分解為半水石膏，過量半水石膏在水泥加水攪拌時迅速生成二水石膏結(jié)晶，甚至產(chǎn)生假凝(注意：假凝只是一個極端，而由于該原因帶來工作度損失，這種常見現(xiàn)象的嚴重性卻被忽視了)。(4)由于施工對混凝土早期強度發(fā)展速度的需求(以加快施工速度縮短工期、提前拆模以提高模板周轉(zhuǎn)率)使水泥粉磨細度增大。(5)在這類水泥用于較大尺寸構(gòu)件高強混凝土澆筑時，特別是高溫季節(jié)，由于水化溫升的作用(可達8090)，上述問題進一步加劇。111.4.3高效減水劑與水泥之間的相互作用近年的研究表明：高效減水劑是一類能與水泥顆粒產(chǎn)生物理與化學相互作用的聚合物。當它用于分散無膠凝性的微細粉狀材料時，僅發(fā)生物理性相互作用，包括：其分子由于范德華力和靜電力吸附在顆粒上；由于帶相反電荷顆粒間引力的減小(反絮凝作用)和高負電荷被吸附的高效減水劑傳遞到顆粒上，這些顆粒間斥力的感應；所吸附的聚合物分子與周圍顆粒間的空間位阻。當高效減水劑用于分散水泥時，則除上述物理作用外，與水泥顆粒間還可能產(chǎn)生化學作用。根據(jù)Uchikawa等人的研究證明：萘系高效減水劑可以和水泥中最活躍的組份，特別是鋁酸鈣發(fā)生反應并顯著減小其初期的表面水化率。與硅酸鈣相比，萘系高效減水劑更易為間質(zhì)相和游離石灰所吸附。另有研究報告指出：高效減水劑的加入會延緩硫酸鈣礦物的水化，從而顯著延緩水泥漿的凝結(jié)與降低其早期力學性能。高效減水劑的這種延緩作用大致與其濃度成正比，在使用低鋁酸鈣水泥時尤其顯著，因為只有較少量的高效減水劑和鋁酸鈣發(fā)生反應，剩余較多的高效減水劑吸附在其它礦物上，減小了它們的表面反應率。1.4.4粉煤灰對水泥高效減水劑相容性的影響經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：粉煤灰對水泥高效減水劑相容性的影響，可以歸結(jié)為多個物理、化學方面的因素。首先，粉煤灰顆粒的表面部分為蒸發(fā)沉淀的堿性硫酸鹽所覆蓋，這種硫酸鹽易溶并能延緩鋁酸鹽水化，這比相同量的石膏對鋁酸鈣的緩凝作用更有效。當石膏的溶解度小時，進入液相的硫酸根離子就有限了，而粉煤灰所含的硫酸鹽能長時間地發(fā)揮作用。此外，混凝土拌合時間延長，常會導致流動度損失加速，而摻有粉煤灰時，凝聚的粉煤灰顆粒被打碎并吸附在水泥表面，使其彼此產(chǎn)生斥力，從而避免水泥骨架結(jié)構(gòu)過早地形成，有利于漿體流動性改善。因此，從宏觀效果看，摻粉煤灰比摻緩凝劑常常更有效(緩凝劑有時還會出現(xiàn)加速流動度損失的副作用)。摻粉煤灰混凝土還在更廣泛得多的意義上存在著相容性，如我國北方生產(chǎn)的水泥普遍含堿量偏高，同時如北京地區(qū)、山東省部分地區(qū)所用骨料有不少是有堿活性的，幾年來由于發(fā)現(xiàn)一些機場、橋梁、軌枕等工程因堿骨料及其他原因而產(chǎn)生破壞的事例，使混凝土材料的耐久性問題受到廣泛的關注。另外，高層建筑需要澆筑大體積混凝土的底板、高強混凝土的柱子，都需要盡量降低水泥水化時的溫升。因此，利用粉煤灰與含堿量高的水泥之間的相容性，后者對于粉煤灰活性有良好的激發(fā)作用，可以配制出性能好而又十分經(jīng)濟的高摻量粉煤灰混凝土17。但是，要特別強調(diào)指出，摻粉煤灰混凝土由于表面泌水大大減少，加之北方的天氣干燥而多風，如果沒有及時覆蓋養(yǎng)護，就會因為表面迅速失水，而在很短時間里出現(xiàn)塑性收縮開裂。塑性收縮裂縫常常因不能被肉眼所發(fā)現(xiàn)而忽視，但在泌水速度小于蒸發(fā)速度大的混凝土表面，它是普遍存在的。由于它的產(chǎn)生與發(fā)展會給面層以下結(jié)構(gòu)物混凝土的強度和耐久性能帶來顯著的影響，所以在澆筑這類混凝土，無論怎樣強調(diào)注重初期養(yǎng)護的重要性都不過分。1.4.5 減水劑對水泥的適應性減水劑對水泥的適應性是指在相同的條件下，因水泥不同而使用效果有較大的差異，甚至收到完全不同的效果。如同一種減水劑使用相同的摻量，但因水泥的礦物組成、石膏品種摻量、混合材、細度等不同，其塑化、減水增強以及對水泥混凝土的凝結(jié)時間等均有較大的影響。例如：木質(zhì)素磺酸鈣在某些水泥中反而是凝結(jié)時間縮短，甚至在一小時內(nèi)達到終凝，這是由于使用以硬石膏為調(diào)凝劑的水泥所發(fā)生的異?，F(xiàn)象。因此，在減水劑的使用過程中，如水泥可供選擇時，應選用對減水劑適應的水泥，如減水劑可供選擇，應使用對水泥適應的減水劑。總之，減水劑的使用在試驗試拌后確定。121.5 采取以下方法可提高水泥與外加劑的相容性采用以下方法可以提高水泥與化學外加劑相容性的措施：(1)合理選擇熟料礦物組成。提高燒成溫度和速度熟料采用急冷；(2)選擇品質(zhì)好的水泥混合材和石膏； (3)在滿足早期強度要求下，降低水泥比面積，選擇合理的顆粒分布；(4)降低水泥堿含量和f-CaO含量； (5)延長水泥儲存時間，降低水泥新鮮度； (6)降低水泥粉磨和出廠(使用)時的溫度。132 原材料的基本性能及試驗方法2.1 本試驗使用的主要儀器本試驗所用到的主要試驗儀器具體如下：表2-1 試驗儀器設備序號儀器名稱型號生產(chǎn)廠家1水泥凈漿攪拌機ST-160沈陽市北方測試儀器廠2水泥細度負壓篩析儀FSY150-98型中國建材科研院2.2 原材料基本性能水泥的檢驗按照國家標準硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥(GB175-1999)和GB17671-1999水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)的相關規(guī)定執(zhí)行。品種選用張家口宣化水泥廠生產(chǎn)的水泥，其強度等級為42.5，為普通硅酸鹽水泥。表2-2 水泥物理指標強度等級品種生產(chǎn)廠家細度（%）（負壓篩法）標準稠度用水量P（%）體積安定性（餅法）表觀密度(/m3)42.5普通硅酸鹽宣化水泥廠229合格3000表2-3 水泥化學分析（%）強度等級品種生產(chǎn)廠家燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO342.5普硅宣化水泥廠1.4420.985.033.0662.762.523.38表2-4 化學外加劑和礦物摻和料類別名稱規(guī)格型號生產(chǎn)廠家外加劑高效減水劑劑JK-2（粉劑）北京JK-4(水劑)北京摻合料粉煤灰級張家口市沙嶺子電廠其中，粉煤灰是張家口市沙嶺子電廠級粉煤灰，表觀密度=2200/m3；礦渣粉表觀密度為=2900/m3；試驗中的攪拌用水是張家口市政管網(wǎng)生活用自來水。2.3 本課題的研究目的（重點及創(chuàng)新點）自上世紀40年代粉煤灰應用于混凝土工程以來，粉煤灰從廢渣作為一種產(chǎn)品，在水利、公路、土建等工程得到廣泛應用，其應用技術(shù)也日趨成熟；50年代初我國家開始了相關技術(shù)研究和控制水化熱工程的實際應用，80年代后，隨著粉煤灰、減水劑雙摻技術(shù)的推廣應用和預拌混凝土的發(fā)展，粉煤灰作為商品混凝土中一種穩(wěn)定的原材料越來越不可代替，發(fā)揮了很大的社會和經(jīng)濟效益。但與應用發(fā)展不平衡的是，粉煤灰市場很不規(guī)范，產(chǎn)品化程度極低，由于來源上電廠眾多、工藝不一，造成其質(zhì)量變異很大；另一方面，研究表明，粉煤灰與水泥、減水劑都存在相容性問題。這就為粉煤灰的應用增加了技術(shù)難度。利用外加劑與礦物摻和料改善混凝土的工作性能，提高其耐久性和體積穩(wěn)定性，是現(xiàn)代混凝土技術(shù)發(fā)展的方向。對混凝土而言，其拌和物以調(diào)節(jié)混凝土的凝結(jié)時間、改善混凝土的和易性及流變性能為主；在硬化過程中，以降低混凝土水化熱，控制混凝土的早期裂縫的形成為主；硬化過程結(jié)束后以提高混凝土的后期強度和耐久性為主。改善這些性能的技術(shù)關鍵是，外加劑與各種礦物摻和料有一個合理的搭配。本課題將對粉煤灰與水泥、減水劑相容性問題進行試驗研究，以期能為其實際生產(chǎn)中的質(zhì)量控制有所幫助。2.4 主要內(nèi)容、研究方法、研究思路（1）研究內(nèi)容1.原材料的檢驗；2.不同摻量的粉煤灰對水泥凈漿流動度的影響；3.使用不同的減水劑時，粉煤灰對水泥凈漿流動度的影響；4.改變減水劑摻量時，粉煤灰對水泥凈漿流動度的影響。 （2）研究方法通過做幾個系列的平行試驗找出以下幾個問題的答案，1.不同摻量的粉煤灰對水泥凈漿流動度的影響；2.使用不同的減水劑時，粉煤灰對水泥凈漿流動度的影響；3.改變減水劑摻量時，粉煤灰對水泥凈漿流動度的影響。 （3）研究思路水泥凈漿擴散度試驗按GB8077進行，采用微型坍落度儀(上口直徑36mm，下口直徑64mm，高60mm的截頭圓筒)測定靜態(tài)下漿體的擴散直徑。所用試驗器材還包括凈漿攪拌機、測定流動度變化的玻璃板與直尺。凈漿的水膠比經(jīng)試驗選擇0.292，改變高效減水劑的加人劑量 通過測定加水后(即攪拌剛結(jié)束)的初始流動度及靜置15min漿體的流動度和靜置30min的流動度，比較普通硅酸鹽水泥與兩種高效減水劑相容性的差異，以及兩種減水劑的經(jīng)時損失。摻混合材的水泥是在固定水膠比(0292)以及選用高效減水劑的飽和摻量的條件下，測定粉煤灰在不同摻量時（5、10、15、20、25）與高減水劑的流動度值（相容性）2.5 相容性的檢測方法目前還沒有一個評定水泥與高效減水劑相容性的標準試驗方法,采用較多的是測定摻高效減水劑的混凝土的坍落度及坍落度經(jīng)時損失率、水泥凈漿或砂漿流動度及其隨高效減水劑摻量和凝結(jié)時間的變化等方法。本試驗在研究水泥與高效減水劑的相容性時,同時采取了水泥凈漿擴散度的方法。水泥凈漿擴散度試驗按GB8077進行，采用微型坍落度儀(上口直徑36mm、下口直徑60mm，高60mm 的截頭圓筒)測定靜態(tài)下漿體的擴散直徑。所用試驗器材還包括凈漿攪拌機、測定流動度變化的玻璃板與直尺。確定凈漿的水膠比，改變高效減水劑的加人劑量， 通過測定加水后(即攪拌剛結(jié)束)的初始流動度及靜置35min漿體的流動度和靜置65min漿體的流動度，比較普通硅酸鹽水泥與兩種高效減水劑相容性的差異，以及兩種減水劑的經(jīng)時損失。摻混合材的水泥是在固定水膠比以及選用高效減水劑的飽和摻量的條件下，測定不同混合材類型即：粉煤灰，的不同摻量（5、10、15、20、25）與高減水劑的流動度值（相容性）。2.6 粉煤灰與水泥、減水劑相容性的有關試驗2.6.1水泥標準稠度用水量的測定（1）.主要儀器設備水泥凈漿攪拌機。由主機、攪拌葉和攪拌鍋組成，葉片以雙轉(zhuǎn)雙速轉(zhuǎn)動。維卡儀。測量水泥標準稠度用試桿的有效長度為50mm1mm，直徑為10 mm0.05 mm?；瑒硬糠郑ɑ瑮U、指針以及試桿）總的質(zhì)量為300g1g。盛裝水泥凈漿的試模為深40 mm0.2 mm、頂內(nèi)徑65 mm0.5 mm、底內(nèi)徑75 mm0.5 mm的截頂圓錐體。每只試模應配一個大于試模，厚度2。5 mm平板玻璃底板。（2）.標準稠度用水量的測定步驟用水泥凈漿攪拌機攪拌，濕布擦拭攪拌鍋和攪拌葉片，將拌合水倒入攪拌鍋內(nèi)，然后在5s10s內(nèi)將稱好的500g水泥試樣加入水中，防止水和水泥濺出；拌合時，將鍋固定在攪拌機的鍋座上，升至攪拌位置，啟動攪拌機，低速攪拌120s，停15 s，再高速攪拌120s后自動停機。將攪拌好的凈漿依次 裝入已置于玻璃底版上的試模內(nèi)，用小刀插搗并用手在桌面上上下振動數(shù)次，使氣泡排除并刮平，迅速將試模和底版移到維卡儀上，并將其中心定在試桿下。將試桿降至凈漿表面，擰緊螺絲，指針調(diào)至零點，然后突然放松螺絲，讓試桿垂直自由沉入漿體中，試桿停止下沉或釋放試桿30s時紀錄試桿距底板之間的距離，升起試桿，立即擦凈。以試桿沉入凈漿并距底板6 mm1 mm的水泥凈漿為標準稠度凈漿，其拌合水量為該水泥的標準稠度用水量，按水泥的百分比計。（3）.水泥的標準稠度試驗時取宣化的PO42.5水泥300g，其拌合水的用量為88ml，經(jīng)試驗測得試桿沉入凈漿并距底板距離滿足要求，所以該水泥的標準稠度用水量為88ml，水灰比為88/300=0.29。2.6.2“微型坍落度試驗”測定粉煤灰與水泥、減水劑混合物的流動度（1）.主要儀器設備水泥凈漿攪拌機.截錐圓模(微型坍落度筒):上口直徑36mm、下口直徑60mm、高60mm、壁厚0.5mm，內(nèi)壁光滑有接縫的金屬制品。玻璃板：直徑350mm400mm、厚5mm。天平，鋼尺（300mm），秒表，刮刀等。（2）.試驗步驟將截錐圓模置于水平的玻璃板上，并用濕布擦過，將濕布覆蓋在上面。按照預先規(guī)定的比例稱取水泥和礦物摻合料即：粉煤灰，倒入用濕布擦過的攪拌鍋內(nèi)。膠凝材料總量為300g，其中粉煤灰分別等量取代5%、10%、15%、20%、25%。按照預先試驗測得的兩種減水劑的飽和點摻量加入減水劑（本試驗中萘系高效減水劑的飽和摻量為0.8%，聚羧酸高效減水劑的飽和摻量為1.0%），然后加入測得水泥的標準稠度用水量，攪拌3min。將拌合好的凈漿迅速注入截錐圓模內(nèi)，刮平，將截錐圓模按垂直方向迅速提起，30s時量取相互垂直的兩直徑（mm），取其平均值作為膠凝材料凈漿的流動度。將測量后的凈漿重新收集于容器內(nèi)，用濕布覆蓋，分別靜置30min和60min后，重新倒入攪拌鍋內(nèi)，快速攪拌1min，再次測得其流動度。測量不同水泥溫度下（17OC、37OC、57OC、77 OC）的水泥凈漿的流動度值，比較溫度對摻加了礦物摻合料的水泥與高效減水劑相容性的影響。3 數(shù)據(jù)及分析3.1 常溫下各試驗數(shù)據(jù)的綜合分析3.1.1常溫下不加粉煤灰時萘系減水劑JK-2和聚羧酸系減水劑JK-4飽和點的測定常溫下取萘系減水劑，其用量按（0.0%、0.2% 、0.4% 、0.6%、0.8%、1.0% 、1.2%、1.4%）遞增，同理，聚羧酸減水劑用量也按（0.0%、0.2% 、0.4% 、0.6%、0.8%、1.0% 、1.2%、1.4%、1.6%）遞增來分別試驗。其中水泥用量300g、用水量88ml。具體數(shù)據(jù)見表3-1： 表3-1 不摻加粉煤灰時的試驗數(shù)據(jù)減水劑摻量萘系JK-2高效減水劑聚羧酸系JK-4高效減水劑流動度(mm)流動度(mm)5min35min65min5min35min65min0.2%6060606160600.4%6660606260600.6%14760.56062.563630.8%182636064.56463.51.0%188666216677861.2%1958662.518089.5951.4%20911690.5221.5135135.51.6%2271251300501001502002500.00%0.20%0.40%0.60%0.80%1.00%1.20%1.40%萘系減水劑摻量流 動 度（mm)5min35min65min圖3-1不同萘系JK-2高效減水劑摻量的流動度的測定流 動 度(mm)0501001502002500.00%0.20%0.40%0.60%0.80%1.00%1.20%1.40%1.60%聚羧酸系減水劑摻量5min35min65min 圖3-2不同聚羧酸系JK-4高效減水劑摻量的流動度的測定由圖3-1,圖3-2可以看出摻加高效減水劑的流動度明顯高于不摻高效減水劑的，且流動度隨減水劑摻量的增加而增大。高效減水劑本身具有早強、高強性能，但萘系減水劑的坍落度損失往往較快。坍落度的損失量會隨著溫度的升高而增大，為了保持大的流動度高效減水劑的摻量往往要加大，但過大的摻量又導致了混凝土產(chǎn)生離析和泌水。所以，減水劑的摻量存在著一個飽和點。根據(jù)飽和點定義：當減水劑摻量繼續(xù)增加而流動度不再增加或增加不明顯，當繼續(xù)增加減水劑將會出現(xiàn)流動度損失增大的現(xiàn)象，這時減水劑的摻量即為飽和點摻量。結(jié)合圖3-1，圖3-2綜合考慮流動度和坍落度損失，初步確定萘系JK-2高效減水劑的飽和點摻量為0.8%、聚羧酸系JK-4高效減水劑的飽和點摻量為1.4%。且對比圖1、2可看出由于聚羧酸系減水劑有很好的保塑性，經(jīng)時損失比萘系高效減水劑小，所以聚羧酸系減水劑JK-4與水泥的相容性好于萘系減水劑JK-2的與水泥的相容性，這是由于梳形結(jié)構(gòu)的