葡萄糖酸鈉在水泥中主要作為緩凝劑和減水劑使用,其核心作用是延長混凝土的凝結(jié)時(shí)間、提高可塑性、增強(qiáng)強(qiáng)度,并改善施工性能。以下是具體作用機(jī)制及效果分析:
1. 緩凝作用:延長凝結(jié)時(shí)間,解決施工難題
作用原理:葡萄糖酸鈉分子中的羥基(-OH)和羧基(-COOH)能與水泥顆粒表面的鈣離子(Ca2?)形成絡(luò)合物,吸附在水泥顆粒表面,阻止水化反應(yīng)的快速進(jìn)行,從而延緩凝結(jié)。
效果表現(xiàn):
凝結(jié)時(shí)間顯著延長:在水泥中添加0.03%~0.15%的葡萄糖酸鈉,可將混凝土的初凝時(shí)間延長數(shù)倍至數(shù)十倍(例如從幾小時(shí)延長至幾天),且終凝時(shí)間同步推遲,但最終強(qiáng)度不受影響。
適應(yīng)高溫施工:在夏季或高溫環(huán)境下,混凝土易因快速凝結(jié)而產(chǎn)生裂縫。葡萄糖酸鈉的緩凝作用可有效控制凝結(jié)速度,避免熱應(yīng)力導(dǎo)致的開裂。
解決長距離運(yùn)輸問題:對(duì)于需長途運(yùn)輸?shù)念A(yù)拌混凝土,葡萄糖酸鈉可延長其工作性保持時(shí)間,確保澆筑質(zhì)量。
2. 減水作用:降低用水量,提升混凝土性能
作用原理:葡萄糖酸鈉作為減水劑,能分散水泥顆粒,減少用水量(水灰比W/C),同時(shí)保持混凝土流動(dòng)性。
效果表現(xiàn):
提高強(qiáng)度:在水泥用量不變的情況下,減少用水量可降低混凝土孔隙率,顯著提升抗壓強(qiáng)度(例如加水量減少10%時(shí),強(qiáng)度可提高5%~15%)。
改善耐久性:降低水灰比能減少混凝土滲透性,提高抗凍融、抗碳化等耐久性能。
節(jié)約成本:通過減少水泥用量(在保持水灰比不變的情況下),可降低材料成本,同時(shí)減少混凝土收縮和開裂風(fēng)險(xiǎn)。
3. 增強(qiáng)可塑性:改善施工性能
作用原理:葡萄糖酸鈉的減水和緩凝協(xié)同作用,使混凝土在較長時(shí)間內(nèi)保持塑性,便于澆筑、振搗和成型。
效果表現(xiàn):
提高工作性:在相同水灰比下,添加葡萄糖酸鈉可顯著提升混凝土的坍落度,減少離析和泌水現(xiàn)象。
適應(yīng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工:對(duì)于大體積混凝土、薄壁結(jié)構(gòu)或鋼筋密集部位,葡萄糖酸鈉可延長施工時(shí)間,確?;炷脸浞痔畛淠0濉?/span>
4. 協(xié)同效應(yīng):與其他外加劑復(fù)配使用
與高效減水劑復(fù)配:葡萄糖酸鈉可減少混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失,提高減水劑的適應(yīng)性,尤其適用于高性能混凝土(HPC)和自密實(shí)混凝土(SCC)。
與引氣劑復(fù)配:在含引氣劑的混凝土中,葡萄糖酸鈉可穩(wěn)定氣泡結(jié)構(gòu),提高抗凍融性能。
5. 特殊環(huán)境應(yīng)用
高溫油井膠接:在170℃高溫下,添加葡萄糖酸鈉的混凝土仍能保持?jǐn)?shù)小時(shí)可塑性,滿足油井特殊施工需求。
大體積混凝土溫控:通過延緩水化放熱,減少混凝土內(nèi)外溫差,避免溫度裂縫。
應(yīng)用案例與數(shù)據(jù)支持
中東橋梁工程:葡萄糖酸鈉作為緩凝劑,成功解決高溫環(huán)境下混凝土長距離運(yùn)輸和澆筑難題,確保工程質(zhì)量。
實(shí)驗(yàn)室研究:添加0.1%葡萄糖酸鈉可使混凝土初凝時(shí)間延長10倍以上,28天強(qiáng)度提高10%~15%。
工程實(shí)踐:在泵送混凝土中,葡萄糖酸鈉摻量一般為膠凝材料的0.03%~0.05%,可有效控制坍落度損失。
注意事項(xiàng)
摻量控制:過量添加(>0.15%)可能導(dǎo)致過度緩凝,降低混凝土早期強(qiáng)度。
復(fù)配兼容性:需通過試驗(yàn)確定與其他外加劑的相容性,避免相互作用影響性能。
儲(chǔ)存條件:葡萄糖酸鈉應(yīng)密封干燥保存,避免受潮結(jié)塊。