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碱金属硫酸盐和萘系减水剂对浆体自由溶液量的影响

文章出处:金锐重工 作者:金锐重工 人气: 时间:2016-12-12 16:23 【
1 碱金属硫酸盐和萘系减水剂对浆体自由溶液量的影响
图1和图2分别为使用K2SO4调整浆体中SO3含量时,碱金属硫酸盐和萘系减水剂的掺入对浆体的自由溶液量的影响。由图1和图2可见,对于不同SO3含量的水泥浆体,随着减水剂NS掺量的增加,自由溶液量变化规律均为先降低后提高。说明掺入适量的NS能够改善浆体的保水能力,降低泌水风险,但过掺NS后,自由溶液量重新提高,说明浆体泌水风险再次增加,NS存在最佳掺量1.0%。在水泥浆体的流动性试验中,1.0%掺量的浆体具有最大流动度,从而确定了浆体中NS的饱和掺量为1.0%。因此,饱和掺量的减水剂对浆体的抗泌水性能是最有利的,能够显著提高体系的相容性。饱和掺量一般被认为是减水剂能够在水泥颗粒表面形成饱和吸附的减水剂掺量。在饱和吸附的情况下,减水剂能够产生最合理的电荷斥力,使得水泥浆体分散力达到最大。
由图2可见,当浆体中的SO3含量提高时,各个水泥浆体样品的自由溶液量均呈现先下降后上升的规律。针对自由溶液量指标,可以给出碱金属硫酸盐最适合的掺量,本研究中外掺0.5%左右,即浆体硫酸盐含量约为2.7% SO3当量。碱金属硫酸盐能够通过快速溶出SO42‒,控制水泥颗粒早期对减水剂的过量吸附,减少减水剂在水泥颗粒快速水化中的消耗;然而水泥的SO3含量继续增加导致浆体中的SO42‒ 浓度超出较多,通过竞争吸附作用降低减水剂的作用效果,浆体保水能力下降。适量的碱金属硫酸盐能够改善浆体的抗泌水能力,这一作用在高掺量萘系减水剂的水泥浆体中体现得尤为显著。
 
2 碱金属硫酸盐和聚羧酸减水剂对浆体自由溶液量的影响
图3和图4为用K2SO4改变水泥中的SO3含量,掺入0%、0.4%、1.0%聚羧酸减水剂(PCE),离心并计算的浆体自由溶液量。由于在试验过程中发现过掺PCE至2倍饱和掺量后,浆体自由溶液量未出现如掺有NS浆体中的回升现象,因此增加试验点至1.0% PCE掺量,以确定自由溶液量在过掺之后确实未出现回升。在后续的讨论中也使用1.0% PCE代替0.8% PCE来研究过掺PCE的情况。与NS相比,掺有PCE的水泥浆体,自由溶液量的变化幅度更大,说明PCE吸附在水泥颗粒表面的时候,更有效地提高了吸附水量。PCE主要是通过空间位阻作用分散水泥颗粒,与NS的电荷斥力不同,空间位阻作用对浆体保水能力的提高更加明显。不同SO3含量的水泥制备的浆体中,在超过0.5倍饱和掺量之后,随着PCE掺量不断增加,浆体自由溶液量基本保持恒定,过掺PCE 并不会造成浆体中的自由溶液再度提高,这与NS有明显差异。PCE超过饱和掺量后,浆体的抗泌水能力也基本保持稳定。
在不同PCE掺量的水泥浆体中,加入碱金属硫酸盐,当SO3含量增加值低于0.3%的时候,浆体自由溶液量稍有下降,当SO3掺量超过0.3%之后,浆体自由溶液量显著上升。与掺有NS的水泥浆体相同,通过少量加入碱金属硫酸盐的方式,能够改善掺PCE的水泥浆体的泌水性,说明碱金属硫酸盐对浆体泌水的改善作用是不随减水剂种类的变化而改变的。对于PCE,碱金属硫酸盐同样存在最佳掺量,本研究中约为0.3%,即浆体硫酸盐含量约为2.5%SO3当量。其机理与掺NS的水泥浆体基本相同,少量碱金属硫酸盐能够减少PCE 早期的消耗,提高减水剂与水泥的相容性;而过量SO3会通过竞争吸附影响PCE的吸附能力。在SO3含量过高的水泥浆体中,PCE 受到的影响也明显小于NS。
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