結(jié)果與討論
1:性能研究
甘蔗廢糖蜜原料的性質(zhì)
甘蔗廢糖蜜為黑褐色黏稠狀,含有多種物質(zhì)。不同摻量廢糖蜜的水泥凈漿流動(dòng)度和凝結(jié)時(shí)間測試結(jié)果見表1。由表1可見,隨著廢糖蜜摻量的增加,凈漿流動(dòng)度逐漸增大,但是摻量過大時(shí),凝結(jié)時(shí)間太短而快速凝固。廢糖蜜的臨界摻量為0.8%;當(dāng)小于0.3%時(shí),能夠起到緩凝作用,凝結(jié)時(shí)間隨著摻量的增大而延長;當(dāng)摻量大于0.3%時(shí),凝結(jié)時(shí)間隨著摻量的增大而迅速縮短;當(dāng)摻量更大時(shí),如大于0.5%時(shí),起到促凝作用,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)假凝現(xiàn)象。緩凝的原因是糖蜜中含有大量的蔗糖、葡萄糖和果糖等,能夠與水泥中的Ca離子結(jié)合,變成蔗糖鈣,葡萄糖鈣和果糖鈣,這些物質(zhì)為親水性物質(zhì),當(dāng)水泥和水混合時(shí),它們能夠吸附在水泥顆粒表面而形成親水的吸附穩(wěn)定層,并改變了水泥水化產(chǎn)物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使水化產(chǎn)物的活性降低,從而起到緩凝的作用。
膠體與非膠體物質(zhì)的性能研究
通過酒精凝聚法將膠體和非膠體組份分離,研究分別摻廢糖蜜與其2種分離組份的水泥凈漿流動(dòng)度和凝結(jié)時(shí)間的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。
從表2可見,摻分離得到的膠體組份的水泥凈漿流動(dòng)度比原糖蜜大,但初凝和終凝時(shí)間縮短,而摻非膠體組份的凈漿流動(dòng)度比原糖蜜略微縮短,但是凝結(jié)時(shí)間則大大延長。由此可知,甘蔗廢糖蜜中膠體組份主要表現(xiàn)為分散性,而非膠體組份則主要表現(xiàn)為緩凝性,非膠體組分的成分主要為糖,這與前面介紹的緩凝機(jī)理相吻合,從而使得甘蔗廢糖蜜同時(shí)具有減水和緩凝的效果。
2:水泥水化熱
水化熱是反應(yīng)水泥水化進(jìn)程的重要指標(biāo),水泥水化的實(shí)際溫度取決于水化放熱速率和散熱速率,實(shí)際應(yīng)用中最為關(guān)心的是水化放熱速率。水泥水化放熱的周期很長,但是大部分熱量是在水化3 d內(nèi)發(fā)生的。W/C=0.35,分別摻0.1%Mo、Mo-gel和Mo-sug水泥漿體的放熱速率曲線見圖1。
3:表面張力
水泥加水拌合后,其顆粒表面被水潤濕的狀況對水泥的性能影響很大,而分散劑能使水泥更好地潤濕,從而使流動(dòng)性得到改善。潤濕作用主要與分散劑降低溶液表面張力的能力有關(guān),一般來說,溶液的表面張力越小,其顆粒潤濕性越好。水泥濾液中不同濃度的糖蜜原料、膠體組份和非膠體組份與表面張力的關(guān)系如圖2所示。
由圖2可見,摻Mo、Mo-gel和Mo-sug水泥濾液的表面張力均隨著其濃度的增大而減小。當(dāng)三者的質(zhì)量百分含量均為0.1%時(shí),摻Mo、Mo-gel和Mo-sug的水泥濾液表面張力分別為70.4、63.7、71.5 mN/m;與水泥濾液的表面張力(71.8 mN/m)相比較,Mo-gel降低水泥濾液的表面張力的幅度最大。當(dāng)其質(zhì)量百分含量繼續(xù)增大到1.0%時(shí),Mo-sug降低表面張力5.1%,Mo-gel降低表面張力27.2%。整體而言,Mo-gel降低水泥濾液的表面張力最大,證明Mo-gel的表面活性最好。因此,膠體組份對水泥的分散性也很好,這與水泥凈漿的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。而Mo-sug的表面活性較差,分散效果也不佳,因此,非膠體組份主要是起緩凝效果。
4:吸附性能
減水劑分散是通過吸附來實(shí)現(xiàn),減水劑的吸附改變了水泥一水分散體系固一液界面的性質(zhì),使水泥顆粒之間的作用力發(fā)生變化,從而最終影響新拌水泥漿體的性能。吸附量是衡量減水劑吸附能力和分散效果的一個(gè)重要指標(biāo)。Mo、Mo-gel、Mo-sug的摻量均為0.3%時(shí),三者在水泥顆粒上的吸附量隨著時(shí)間的變化曲線如圖3所示。
如圖3可見,隨著時(shí)間的延長,三者的吸附量都在逐漸增大。當(dāng)吸附1 min時(shí),Mo-gel的吸附量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Mo和Mo-sug的吸附量,這表明在相同摻量下,Mo-gel的吸附基團(tuán)更多;因此,Mo-gel的親水能力比Yo和Mo-sug強(qiáng),在摻入水泥后的分散效果好。隨著時(shí)間的推移,三者的吸附量大小為Mo-gel>Mo>Mo-sug,而Mo、Mo-gel和Mo-sug都是小分子物質(zhì),不存在空間位阻作用,由此可知膠體對水泥的分散作用顯著,而Mo-sug的分散作用最差。從而說明膠體組份主要起減水作用。
結(jié) 論
(1)摻甘蔗廢糖蜜的水泥凈漿流動(dòng)度隨著其摻量的增加而逐漸增大;糖蜜凝結(jié)時(shí)間的臨界摻量為0.3%;當(dāng)小于0.3%時(shí),能夠起到緩凝作用;當(dāng)大于0.3%時(shí),起到促凝作用。
(2)摻膠體組份的水泥凈漿流動(dòng)度比摻甘蔗廢糖蜜的大,但凝結(jié)時(shí)間縮短;而摻非膠體組份的水泥凈漿流動(dòng)度比摻甘蔗廢糖蜜的略微減小,但是凝結(jié)時(shí)間則大大延長。該結(jié)果與水泥水化熱的結(jié)果相符合。糖蜜的減水和緩凝作用是兩者共同作用的結(jié)果。
(3)表面張力的研究表明:Mo、M0-gel和Mo-sug水泥濾液的表面張力隨著其濃度的增加而減。划(dāng)摻量為1.0%時(shí),Mo-sug降低表面張力5.1%,Mo-gel降低表面張力27.2%。膠體組份對水泥具有分散性,非膠體組份主要起緩凝作用。
(4)Mo、Mo-gel、Mo-sug在水泥顆粒上不同時(shí)間的吸附量大小為Mo-gel>Mo>Mo-sug,表明膠體的分散作用顯著,而非膠體主要起緩凝作用。(本文搜集整理于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)之處,請聯(lián)系我們刪除。)