維持良好的流動性是高性能混凝土(HPC)必備的條件之一,但當水 加入水泥粉末中時便開始進行水化反應,水泥顆粒會因為靜電吸引力、
凡得瓦力及水化產物之間的糾結作用力而絮凝在一起,造成水泥漿的流 動性變差。
為了維持良好的流動性,可以加入強塑劑,當強塑劑加入時會吸附 在水泥顆粒表面,使得水泥表面帶有負電,藉著靜電排斥與立體障礙作 用,促進水泥顆粒分散,改善漿體的流動性,根據 Chiocchio、Paolini
【35】
及 Gettu【36】等人研究,其分散效果與強塑劑的種類、添加劑量與方 式等因素有關。
影響水泥漿體流動之因素歸納出下列六點【67】: (1) 強塑劑的種類與分子量的大小
胡建華【58】等人探討強塑劑結構中含羧酸基、磺酸基以及含醚基的 側鏈,當側鏈之比例較大以及適當的長度時,混凝土有好的流動性能 和坍流度之維持。Collepardi【10】比較 PCA 與 SNF 及 SMF 添加在水泥 漿中之性質,研究結果發現PCA 用較低之水灰比便可達相同的流度,
且坍度損失較少,即PCA 具有較好的維持性。Collepardiu 也曾提及 PCA 系列的強塑劑,分子量過高時容易發生架橋現象反而會造成水泥漿體 產生凝聚現象。Knaus and Bauer-Heim【28】合成sulfobutylated CMC 和
泥漿分散性最好。
(2)強塑劑的添加劑量
強塑劑的添加劑量愈多,水泥漿體流動性愈好,但加到飽和劑量 後便呈現定值,水泥漿體的流度不會再增加,如果強塑劑的添加劑量 過大反而會造成泌水現象。
(3)強塑劑的添加時間
Hsu【59】等人的研究報告指出強塑劑較適當的添加時間應在水泥水 化第一階段完成之前,此時混凝土會有較佳的工作度,利用延遲添加 的方式可以改善坍損問題。Hanehara and Yamada【60】研究不同種類強塑 劑,利用延遲添加的方式都可以增加水泥漿體流動性和延緩凝結時 間。Flatt、Houst【17】在探討立即與延時添加強塑劑對水泥漿坍損程度 的研究結果中指出:延時添加強塑劑,可以減少水泥漿坍損值,強塑 劑立體障礙可以延長其被水化產物包圍時間。
(4)強塑劑的吸附量
Andersen 、 Roy【 29 】比 較 不 同 種 類 強 塑 劑 的 吸 附 特 性 , 發 現 polystyrene(PS)的吸附量小於 SNF,且強塑劑達到最高吸附量時,有一 個最適當的分子量。Yoshioka【61】等人比較不同種類強塑劑對 C3S、C2S、
劑產生競爭吸附,減少強塑劑在水化初期被水化產物覆蓋,成 為 無 效 添 加 的 情 形 發 生 。
(5)水泥的成分與保存方式
Chandra and Bjőrnstrőm【62】比較LS、SMF、SNF 及 CE 在不同水灰 比對水泥OPC(ordinary Portland cement) 、LAC(low alkali cement) 、 WC(white cement) 的影響,結果顯示 WC 的顆粒最細,流動性反而較 好,其主要的原因為WC 中 C3A、C4AF、 alkali cement 的含量較低,
而磺酸根的成分較高。
Neubauer【63】等人研究結果顯示OPC 水泥(第一型)儲存在室內密封 容器與室外無密封容器,經過 1.5 年發現儲存室外無密封容器的水泥表 面電位會由正值變為負值,其原因為水泥顆粒表面會吸附大量的陰電 性離子,使得表面電位會呈現負值,因此水泥的儲存方式會影響水泥 漿體流動性。
(6)拌合時的溫度與添加礦物摻料
水泥漿體在相同的配比下,拌合時的溫度愈高,流動性愈差,坍度 損失愈嚴重,且凝結時間會縮短。
以礦物摻料取代部分的水泥, 可以減少水泥用量並延長凝結時 間, 例如:添加飛灰取代部分水泥用量, 可以減少水泥水化時所釋出