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當(dāng)前位置：首頁 > 技術(shù)支持 > 建材、模型類 > 復(fù)合減水劑對石膏性能的影響
【作 者】 柳華實1,彭瑜2,葛易一1,李國忠1
【作者單位】 1.濟南大學(xué)材料學(xué)院，2.惠州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站
【關(guān) 鍵 詞】 有機表面活性劑,粉煤灰,減水劑,石膏
【文章摘要】 將有機表面活性物質(zhì)和粉煤灰作為復(fù)合減水劑摻加到建筑石膏中，建筑石膏的拌和用水量減少，結(jié)構(gòu)變得致密，抗壓強度和抗折強度提高。復(fù)合減水劑摻量在5%時，抗壓強度和抗折強度最高，減水率>15%，效果較好。
引言
建筑石膏水化時的理論需水量是其質(zhì)量的0.186倍。但在實際使用過程中，為了滿足生產(chǎn)工藝的要求，通常水膏比遠(yuǎn)>0.186，在0.4-0.8之間。根據(jù)水在反應(yīng)中所起的作用，可將其分為吸附水和游離水。而游離水又可分為兩部分，對石膏料漿流動度有貢獻(xiàn)的一部分水稱為自由游離水，另一部分則由于分子引力的作用存在于石膏顆粒結(jié)聚成團形成的絮凝狀結(jié)構(gòu)中，這部分水稱為受阻游離水。一般來講，水膏比較低的水化產(chǎn)物強度較高。因為水膏比低時，石膏完全水化后需要蒸發(fā)的水分少，因而水化產(chǎn)物的孔隙率低，強度較高[1〕。
通過摻加減水劑，可以使石膏在保持一定流動度的情況下減少拌和用水，從而有效地降低石膏硬化體的孔隙率，達(dá)到提高石膏制品強度的目的。目前，常用的石膏減水劑是各種類型的有機表面活性物質(zhì)。它們能夠有效地拆散絮凝狀結(jié)構(gòu)，使石膏粒子互相分散，釋放出受阻游離水，增加自由游離水的含量。因此，在達(dá)到相同石膏料漿標(biāo)準(zhǔn)稠度時，用水量可大幅度減少，產(chǎn)生較好的減水效果。實驗選用復(fù)合減水劑作為石膏的減水劑，它由粉煤灰和有機表面活性物質(zhì)組成。
1 實驗
1.1 原材料
(1 )石膏：山東金信集團的建筑石膏，其化學(xué)成分見表1。
(2 )復(fù)合減水劑:是由粉煤灰和有機表面活性物質(zhì)按一定比例配制而成。
1.2 主要儀器設(shè)備
(1) YE-30液壓式壓力實驗機;
(2) KZ J-6電動抗折試驗機;
(3) 美國康塔公司產(chǎn)poremaster-60壓汞儀。
1.3 實驗步驟
對摻加不同比例復(fù)合減水劑的β型半水石膏進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量的測定，并以該需水量成型40 mm x40 mmx160 mm標(biāo)準(zhǔn)試樣，1.5 h后脫模，脫模后的試樣在室溫下自然養(yǎng)護(hù)0.5 h，測試其抗折強度和抗壓強度。
2 結(jié)果與討論
實驗結(jié)果見圖1、圖2和圖3。
圖1可見，隨著復(fù)合減水劑摻加量的增加，石膏的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量明顯降低。由圖2可見，當(dāng)復(fù)合減水劑摻加量<5%時，抗折強度隨減水劑摻量的增加而遞增;當(dāng)摻量>5%時，抗折強度隨摻量的增加而降低。由圖3可見，當(dāng)復(fù)合減水劑摻加量<5%時，抗壓強度隨減水劑摻量的增加而遞增;當(dāng)摻量>5%時，抗壓強度隨復(fù)合減水劑摻量的增加而明顯降低。復(fù)合減水劑摻量在5%時，抗壓強度和抗折強度最高，減水率>15%，效果較好。
3 減水機理分析
復(fù)合減水劑中的有機表面活性物質(zhì)對石膏具有強烈的分散作用。它本身并不與石膏發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，主要是通過吸附、分散作用、潤濕作用、潤滑作用，使石膏顆粒更好地被水潤濕、分散。有機表面活性物質(zhì)具有定向吸附的功能，使得石膏表面的相同電荷在電性斥力的作用下，不但能使石膏料漿體系處于相對穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，而且能使石膏在加水初期所形成的絮凝結(jié)構(gòu)解體，將絮凝體內(nèi)的游離水釋放出來，減少了拌和用水量。而拌和用水量的減少，能減少石膏制品內(nèi)多余水分的蒸發(fā)留下的氣孔和缺陷，從而改善其孔隙結(jié)構(gòu)，提高密實度，使其抗折強度和抗壓強度提高。同時有機表面活性物質(zhì)還能改變石膏的水化進(jìn)程，促進(jìn)水化礦物晶體的成長。但是，當(dāng)摻量過大時，有機表面活性物質(zhì)會在料漿中起到引氣作用，粉煤灰對強度貢獻(xiàn)很小，這兩種因素會使石膏硬化體的強度降低。用壓汞儀對空白試樣和復(fù)合減水劑摻量為5%的1號樣品進(jìn)行測試，結(jié)果如圖4所示。由圖4可以看出，1號樣品的孔隙率低于空白試樣的孔隙率，這與上述分析相吻合。
復(fù)合減水劑中的粉煤灰填充到石膏中時，其表面光滑、堅硬致密的小顆粒狀礦物在石膏顆粒間可以起到“滾珠”的作用，提高石膏拌合物的流動性，使原本填充于石膏顆粒間的水釋放出來，達(dá)到減水的目的。另外，復(fù)合減水劑中的粉煤灰是與有機表面活性物質(zhì)復(fù)合使用的，粉煤灰顆粒表面必然會吸附有機表面活性物質(zhì)，形成“雙電層結(jié)構(gòu)”，對粉煤灰絮凝體具有解絮作用，從而釋放出游離水，也起到了減水的作用〔2〕。
4 結(jié)論
4.1 復(fù)合減水劑中的有機表面活性物質(zhì)對石膏具有強烈的分散作用。隨著復(fù)合減水劑摻加量的增加，石膏的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量明顯降低。
4.2 當(dāng)復(fù)合減水劑摻加量<5%時，抗折強度和抗壓強度隨著減水劑摻量的增加而遞增;當(dāng)摻量>5%時，抗折強度和抗壓強度隨著摻量的增加而降低。
4.3 綜合而言，復(fù)合減水劑摻量在5%時，抗壓強度和抗折強度最高，減水率>15%，效果較好。
參考文獻(xiàn):
[1]孫天文.石膏減水劑對建筑石膏作用的研究.新型建筑材料,2 000，10);30一32.
[2]王沖，蒲心誠.超細(xì)礦物摻合料對新拌混凝土的增塑減水機理分析.混凝土，2001，(8),51一54
