论文部分内容阅读
威兰胶(welan gum)是近年来逐渐兴起的一种微生物多糖。因为其突出的性质让它在石油开采等行业已经有了极为广泛的应用。大量研究与应用发现,威兰胶有理想的增稠特性,少量掺入之后溶液粘度就会有很大的提升,可以用做工程中的增稠剂,而且还有很好的悬浮和乳化作用。威兰胶溶液是典型具有假塑性性质的流体,拥有良好的剪切稀释性能。除此之外,威兰胶性质稳定,有很强的温度稳定性,耐酸耐碱能力好。威兰胶展现出的突出特质让它有极为广泛的应用前景。目前国内外将威兰胶应用于水泥基材料的研究极为有限,并且大多数研究都集中在威兰胶对水泥和混凝土流变性能的影响。现有研究结果显示,威兰胶能够显著改善混凝土拌合物的工作性能,提高流动性和保水性。通过延缓水泥颗粒的水化反应进程,来达到延缓水泥或者混凝土的初凝和终凝时间的目的。本文针对现在国内市场上出现的两个等级的威兰胶:食品级和工业级威兰胶。将他们分别加入到水泥中,采用内掺法测试两个不同等级的威兰胶在不同掺量下对水泥基材料的流动性、强度、自收缩和早期水化放热速率的不同影响,并通过微观结构观察,分析解释引起宏观性能差异的微观因素。实验结果表明:(1)威兰胶得掺入能够增加水泥胶砂的标准稠度用水量,延长凝结时间。掺量越大,影响效果越明显。食品级威兰胶对标准稠度用水量的影响比工业级威兰胶更为效果明显,相同掺量下,两者对水泥凝结时间的影响差异较小。加入威兰胶后流动度随掺量的增加先增大后减小。(2)两种威兰胶对强度发展呈现早期抑制的现象,掺量越大抑制效果越明显,且工业级威兰胶抑制效果更明显。这与威兰胶能够显著降低水泥的7d水化反应速率有关。食品级威兰胶对水化反应速率的影响效果更明显,随掺量的增加,反应速率降低;工业级威兰胶对水泥的7d水化反应速率抑制效果稍弱,且抑制效果和掺量之间相关性较差。而水泥净浆3d的XRD测试中CH、C3S和C2S含量的变化情况也能对此现象进行解释。两种威兰胶对水泥净浆28d强度影响较小;在水泥胶砂和混凝土中,食品级威兰胶对28d强度有明显的先增强后降低的影响。强度最大值均出现在0.05%掺量组。工业级威兰胶对胶砂的28d强度影响都是随掺量的增加而降低。(3)两种威兰胶的加入都引起了水泥砂浆自收缩的增大。加入食品级威兰胶的实验组水泥胶砂28d自收缩的收缩率一直呈继续增大的趋势。加入工业级威兰胶的实验组前7d自收缩发展较快,在7d到28天之间发展速率逐渐降低。(4)通过压汞实验对水泥胶砂孔隙率进行测定。我们可以知道随着威兰胶掺量的增加,水泥砂浆的孔隙率先有小幅度的降低,而后迅速增加,中间孔径随着掺量的增加而增加。结合SEM电镜的微观分析,我们得知威兰胶的加入通过分散作用让水泥颗粒分散的更均匀,出现了更多的水化核心,同时也引起了孔隙率的增加。但我们也可以明显看出威兰胶的存在抑制了钙矾石的生长,但是食品级威兰胶实验组的抑制效果要稍逊与工业级威兰胶实验组。食品级威兰胶加入后试件的孔隙率水平要比工业级威兰胶实验组低,而中间孔径的变化趋势刚好相反。这也从另一个角度解释了两种威兰胶对水泥胶砂强度发展的不同影响。