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几种控制坍落度损失的新方法
掺减水剂混凝土坍落度损失很快，极大影响了混凝土的应用及性能，尤其是近年来商品混凝土行业的蓬勃发展，这个问题就是显得更加突出了。为了解决这个问题。很多学者做了大量的工作，在以下问题上取得了共识：影响混凝土的坍落度损失的原因较多，例如：水泥成分，减水剂种类，环境温度、湿度、搅拌方式、水灰比的大小，减水剂掺入时间，掺合料的种类等，都不同程度地影响混凝土的坍落损失。其中主要的因素是水泥的成分、减水剂和种类、减水剂掺加时间。以下围绕这些问题进行探讨。水泥中的矿物成分是影响混凝土坍落度损失的主要原因。许多学者用水泥中的单矿对一定浓度的减水剂做了吸附量试验，结果为：水泥中的C3A、C4AF、C2S、C3S对减水剂有选择吸附作用。当减水剂浓度为0.4%时，在无石膏的条件下，C3A的吸附量为150mg/g;C4AF为280mg/g;C3S为22mg/g;C2S为1.9mg/g。在有石膏存在的条件下，C3A的吸附量为15mg/g；X4AF为40mg/g。从上述试验结果可以看出，由于大量的减水剂被C3A、C4AF吸附。占水泥成分较多的C3S、C2S就显得吸附量不足，因此动电电位明显下降，混凝土坍落度损失很大。这是造成掺减水剂混凝土坍落度损失的根本原因。针对上述原因，人们进行了广泛深入研究。到目前不止，认为以下一些方法对抑制掺减水剂混凝土坍落度损失是有效的：一、滞水掺法及后掺法所谓滞水掺法及后掺法即：砂、石、水泥、水（部分或全部水）拌和之后再掺减水剂，这种方法对抵制掺减水剂混凝土坍落度损失有明显效果。主要原因是，水泥遇水后其中的C3A、C4AF能迅速生成C3AH8和C4AFH10，在有石膏的环境中主要生成AFm相，C3A、C4AF在体系中显著减少，这时加入减水剂被C3A、C4AF消耗量也显著减少，大量的减水剂能比较充分地被C3S、C2S吸附，水泥颗粒的动电电位明显提高，并在一定时间内维持较稳定的动电电位，直接表现为混凝土和易性较好，坍落度损失较小。这种方法简单，便于应用，目前在混凝土中应用比较广泛。但是这种方法的作用有一定限度，使用上有一定的局限性。二、掺外加剂法能抑制掺减水剂混凝土坍落度损失的外加剂较多，可分为无机和有机两大类。无论是无机物还是有机物，它们都有一个共同点，能不同程度地延缓混凝土的凝结时间。无机类的物质有：石膏、磷酸盐、多聚磷酸及其盐类、硼酸及其盐类、聚碳酸及其盐类等物质。其中使用较多的是石膏及多聚磷酸盐（简称N盐）。关于石膏的作用效果，前面已经提过，在此不赘述。笔者对N盐做了比较多的实验，认为N盐对抑制掺减水剂混凝土坍落度损失，有较好的作用。而且价格比较便宜，研究认为，当新拌混凝土中加入N盐后，可以明显的降低水化体系的表面张力及临界胶束状态。另外，N盐对AL2O3有一定的吸附作用，选择性地与AL2O3表面吸附的减水剂进行交换，被交换下来的减水剂显著地提高了溶液中的减水剂溶度，为C3S、C2S吸附提供了充足的减水剂，有效地抑制了坍落度损失。但是在使用N盐时应严格控制掺量，掺太少抑制坍落度损失效果不明显，掺太多对抑制混凝土坍落度损失有良好效果，但是对混凝土的早期强度影响较大。笔者曾在混凝土中较合理地使用N盐，并在其中复合三乙醇胺或元明粉等早强组份，取得了良好的效果。有机类的物质较多，可以分成两种类型：一种是直接参与型，一种是反应参与型。直接参与型的特质主要有：羟基羧酸（例如：酒石酸柠檬酸及其盐类等），多羟基碳水化合物（例如：糖蜜、多元醇、含氧有机酸等）。这些物质对混凝土有明显的缓凝作用。因此，在一般混凝土中多被用做缓凝剂。由于这些物质大多有表面活性作用，对水泥颗粒表面有较强吸附作用，能有效地抑制水泥颗粒凝聚。因此对抑制坍落度损失有一定效果。另一类抑制坍落度损失的外加剂属于反应型的。据报导由马来酸酐和烯烃共聚制成的外加剂，当它加入混凝土中，依靠化学反应，不断地向水--水泥水化体系中缓慢释放分散剂，使水泥颗粒始终维持一定的动电电位，从而达到抑制坍落度损失的作用。这种方法是今后发展的趋势。值得着重提出的是，近年来人们在丙烯酸及其盐，甲基丙烯酸及其盐、丙烯酰胺等聚合物上进行了深入研究，认为它们其中的-CooH、-CoNH2都是极性基团，可以形成许多醚键衍生物，都有较好的分散作用。由于其溶解速率与减水剂（尤其是萘磺酸盐甲醛缩合物）不同，可以连续缓慢地向水--水泥水化体系中提供减水剂，因此在一定时间内维持水泥颗粒动电电位变化不大，对抑制坍落度损失有较好的作用。目前这种方法在国外应用比较广泛，并取得良好的效果，应当引起我国外加剂行业人士的关注。三、造粒法所谓造料法就是将减水剂及其载体造成不同粒径、不同溶解速率的颗粒状物，掺到新拌混凝土中，使其在水--水泥水化体系中形成不同的溶解梯度，随时补充由于C3A、C4AF消耗