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栢科 泌水对硅酸盐水泥新拌和硬化浆体性能

来源:http://www.pq-silicon.com/news116145.html │ 发表时间:2017/12/28 0:00:00 

栢科 泌水对硅酸盐水泥新拌和硬化浆体性能

新拌水泥浆体是多相的混合物,由水和可溶性的物质(气泡稳定剂、缓凝剂、促凝剂等)构成的液相以及多种固相物质(熟料颗粒、硫酸钙(石膏、无水石膏和半水石膏)和矿物掺合料(粉煤灰、矿渣粉和硅粉等)构成。固相物质通常表观密度不同,颗粒级配也有区别。在水泥浆中,有机高分子能够吸附在固相颗粒表面,改变颗粒间的相互作用和颗粒-水的界面特性。在重力、布朗运动、颗粒间相互作用和固液表面张力的综合作用下,液相和固相有移动至平衡位置的趋势,这就是泌水和分层的原因。
泌水是指在新拌浆体中,自由水上升到浆体上层的过程(与固体颗粒有关)。而分层是指非均匀混合物各组成部分相互分开的过程。对于水泥净浆而言,泌水和分层会导致新拌和硬化水泥浆体中颗粒、水化产物的不均匀分布。
事实上,在新拌水泥净浆泌水的过程中,自由水和细颗粒都会向浆体的上层或表面移动,使得泌水和分层现象同步发生。细颗粒的上浮主要是因为粗颗粒的下沉(比非牛顿流体的维持能力所能维持的颗粒要大),由液体和细颗粒构成的悬浮层上升。中度泌水(泌水率等于蒸发率)对于减少塑性收缩是有益的[1]。然而,过度泌水(泌水率远远大于蒸发率)会导致水泥基材料的力学性能、抗渗能力下降,降低浆体与钢筋、骨料的粘结力[2]。
对于水泥基材料泌水的研究已经比较深入,研究主要集中于对泌水率的测量和建模。Powers认为水泥浆体的泌水过程是固体悬浮颗粒的沉降,并主张将泌水分为两个阶段。阶段,泌水率稳定;第二阶段,泌水率逐渐减小。而这主要由水泥颗粒的比表面积、用水量和稳定水层决定[3]。Wainwright等研究了不同胶凝材料组成的净浆的泌水,结果显示水泥用量和水泥细度会对泌水率产生影响。研究表明,随着水泥用量增加,水泥细度减小,相应混凝土的泌水率有所下降[4]。基于自重固结模型,Josser等认为混凝土泌水是一个熟化固结的过程,并且混凝土的泌水主要与水泥用量、水化温度有关。水泥用量越大,水化温度越高,泌水率越小[5]。Morris等建议用线性有限元和微应变分析手段来判定水泥净浆、砂浆和混凝土的泌水率,并考虑水化和凝结时间的影响[6]。Jar Hong Kim等研究了水泥浆体内外部的泌水行为以及泌水量和泌水率。结果表明,水胶比、SCM、侧限压缩模量和扩散性会对水泥浆体泌水产生影响[7,8]。Perrot等考虑了颗粒相互作用、布朗运动和重力的影响,总结了水泥浆体泌水趋势的特点,认为水泥的用量和细度、分散剂的吸附能力会影响水泥净浆的泌水趋势[9]。Peng等研究了水灰比、外加剂和掺合料对水泥浆体泌水和分层的影响。同时,他注意到泌出水中的悬浮颗粒和泌层下薄弱的传输层中有大量的减水剂,但未提供更多对上述现象的解释和证明[10]。
本文研究了由泌水导致的新拌水泥浆体固相分层,泌水对硬化水泥浆体的水化产物、孔隙率和力学性能的影响。

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