混凝土外加劑與水泥適應性

摘 要：水泥與外加劑的適應性是影響混凝土質量的重要因素，適應性要求水泥適應外加劑，同時也要求外加劑適應水泥。本文在介紹了混凝土外加劑與水泥適應性作用機理的基礎上，論述了影響外加劑與水泥適應性的幾方面因素，并提出增強水泥和混凝土外加劑適應性的對策。

關鍵詞：水泥適應性混凝土外加劑 配合比

由于水泥與外加劑的適應性問題涉及到水泥和外加劑的物理化學性質、施工方法等因素，所以需要聯合水泥生產企業、外加劑生產企業、混凝土攪拌站、施工方等方面的力量共同解決。把研究外加劑與水泥的適應性與研究新拌混凝土的工作性以及混凝土的耐久性等綜合起來。物體的宏觀性能是其細觀特性的宏觀體現。所以可利用環境掃描電鏡實驗、X射線粉末衍射實驗等，從細觀層面上研究水泥與外加劑的適應性問題。

1概念描述

所渭混凝土外加劑與水泥間的適應性，可以認為是：配制混凝土（或砂漿）時，按照混凝土外加劑應用技術規范，將經檢驗符合混凝土外加劑有關標準的某種外加劑摻加到按規定可以使用該品種外加劑的水泥中，若能夠產生應有的效果，則該水泥與這種外加劑是相適應的，相反，如果不能產生應有的效果，則該水泥與這種外加劑是不相適應的。

2外加劑與水泥的不適應性

外加劑與水泥的適應性是指外加劑摻人后對水泥及新拌混凝土性能和硬化后性能的影響。最直觀的是對水泥混凝土施工和易性的影響，通常用混凝土拌和后的坍落度損失來表示。水泥以硬石膏為調凝劑時，由于這類石膏對木質素系減水劑、糖鈣類減水劑以及多元醇類減水劑有很強的吸附作用，導致石膏的溶解度降低，無法提供足夠的硫酸根離子與C3A反應生成鈣礬石，會使C3A急劇水化，當水泥中C3A含量較高時（大于8%），可使混凝土產生“假凝”現象。誘導期開始時，流動性急劇下降；混凝土泌水、離析，具體表現是，混凝土試配時出現嚴重的粘底板現象，泵送時與管道內壁摩擦阻力增大，易產生堵泵現象；炭吸附減水劑導致分散效能變差緩凝、保塑不足；減水劑與緩凝劑不相容；普通引氣劑與聚羧酸類外加劑適應性較差，有時也會出現混凝土泌水離析加重。砂漿、混凝土強度下降因外加劑抑制水泥水化硬化、過量引氣，導致界面區弱化或勻質性問題，使砂漿、混凝土強度大幅下降。

3外加劑與水泥適應性的影響因素

3.1水泥成分的影響

不同水泥熟料對減水劑的吸附性能不同，其作用次序為：C3A>C4 AF>C3S>C2S，減水劑加入到水泥漿體系后，由于C3A水化速度最快，對減水劑的吸附量又最大，首先吸附了大量的減水劑。因此，C3A含量高的水泥，在相同減水劑、相同摻量條件下，吸附減水劑的數量多，必然影響到水泥漿體中其他礦物組分所需要的減水劑數量，表現為混凝土流動性低。此時需要適當增加減水劑的摻量。水泥中的含堿量對減水劑的作用有很大影響，通常水泥中的堿有明顯的早期和促凝作用，因此導致混凝土的流動性降低，無法達到使用減水劑的預期效果。因此，應盡量使用低堿水泥。同等條件下，水泥中摻加不同混合材，摻加減水劑的作用效果也不同。粉煤灰、磨細礦渣對外加劑的吸附力較水泥低，但要注意，磨細礦渣摻入混凝土后易產生泌水，表面干縮率增大。硅灰會增大對外加劑的吸附量，而減水劑對摻加煤矸石的水泥分散效果差。

3.2減水劑分量影響

多數羧酸類混凝土外加劑對水泥的適應性較好，這是因為羧酸類外加劑是通過接枝共聚形成的。但聚羧酸類外加劑有時對某些水泥的摻量范圍較窄，稍超一點就可出現嚴重的泌水離析現象；有時對某種水泥的適應性差，對混凝土的需水量特別敏感，例如，C30混凝土，l05kg/m3用水量時，混凝土坍落度僅有5cm，而增大5kg/m用水量時，坍落度超過了21cm，甚至出現了嚴重的泌水離析。多數氨基磺酸鹽類外加劑對水泥及混合材的適應性較好，改性萘系減水劑，由于復合了部分反應性高分子材料，大大改善了外加劑對水泥及混合材的適應性。有些生產企業常用氨基磺酸鹽類外加劑與萘系減水劑復合使用，以此改善摻萘系減水劑混凝土的施工和易性，減少混凝土坍落度的損失，以保證泵送混凝土具有良好的施工性能。但萘系減水劑與聚羧酸系外加劑混用，卻導致混凝土工作性變差，強度降低。

4增強水泥和混凝土外加劑適應性的措施

4.1新型高性能減水劑的開發應用

目前國內外廣泛使用的高效減水劑主要為萘磺酸鹽甲醛縮合物（萘系高效減水劑）和三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物（蜜胺樹脂系高效減水劑），它們的減水率高，但缺陷是與水泥適應性較差，混凝土坍落度損失快。為了克服萘系高效減水劑和蜜胺樹脂系高效減水劑的缺陷，目前國內外研究最多的是氨基磺酸鹽系及聚羧酸鹽系新型高效減水劑。這兩種新型高效減水劑就可以很好地控制混凝土坍落度的損失。

4.2外加劑的復合使用

通過外加劑的復合使用，提高減水劑與水泥的適應性，從而控制混凝土的坍落度，這是普遍使用的一種簡單而經濟的方法。該方法主要包括：高效減水劑與緩凝劑或緩凝減水劑的復合使用，主要通過緩凝組分的緩凝作用抑制水泥的早期水化反應，從而減小混凝土的坍落度經時損失；減水劑與引氣劑復合使用，主要通過引入大量微小氣泡，增大混凝土拌和物的流動性，同時增大黏聚性，減小混凝土的離析；減水劑與減水劑的復合使用，通過“協同效應”和“超疊加效應”，提高減水劑與水泥的適應性。

4.3調整混凝土配合比法

混凝土拌合物初始坍落度值的大小對2h經時損失速度影響很大。通常初始坍落度值小，坍落度2h經時損失速度大，而隨著初始坍落度值增大，特別是1h坍落度經時損失速度減小。因此，對于運程較遠的商品泵送混凝土，如果出現坍落度損失過快，而通過調整外加劑配方及摻量的方法，又不能很好地解決問題，在這種情況下，則可能通過適當調整混凝士配合比（包括漿量多少、砂率大小等）。在原坍落度設計值的基礎E，在充分保證硬化混凝土的各種性能的前提下，適當增大混凝土初始坍落度，也不失為一種解決工程中緊急事件的應急方法。

5結束語

水泥與外加劑的適應性問題是復雜的、多變的?，F場的技術人員應該認識到混凝土的性能不僅取決于外加劑的性能，也取決于水泥的性能，更取決于二者之間的適應性。只有二者的適應性好，才能配制出性能優異、施工方便的混凝土。不能只單純地要求水泥的物理性能（強度、凝結時間等）滿足要求，還要更多地關注其化學成分及礦物組成對水泥與外加劑適應性的影響。

參考文獻：

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[2]丁才.混凝土外加劑與水泥適應性的試驗[J].低溫建筑技術，2012