水泥同高效減水劑間的適應性分析

蘇江

摘 要：文章針對當前水泥中應用的高效減水劑進行了敘述，并針對二者在實際使用中其適應性會受到何種因素的影響進行了論述。分別從四個方面進行了分析，簡述了適應性的定義，同時針對檢測適應性的方法進行了介紹，并針對現有的影響高效減水劑適應性的因素提出了相應的改善建議。

關鍵詞：水泥；高效減水劑；適應性

引言

為了滿足不同建筑項目對于混凝土性能的要求，需要對混凝土添加不同的外加劑，而減水劑是應用最為廣泛的外加劑。優質高效的減水劑是高性能混凝土的重要組成，通過減水劑能夠有效降低水灰比，達到改善混凝土性能以及坍落度的目地，使得混凝土密實度更高，工作性能更加優良。

1 適應性

1.1 定義

在水泥中加入外加劑是調整施工材料性能的最佳方式，而對其適應性的描述如下：依照相關技術規范，對外加劑進行適用，將其按照標準中的要求，加入到符合規定的水泥中，若按照混凝土的配制要求，外加劑可以產生期待效果，則可以稱該外加劑同被加入的水泥材料之間具有適應性，反之（效果低于基準檢驗結果、出現異常現象）則稱其不適應或者適應性不良。

1.2 檢測方法

對材料間的適應性進行檢測，其檢測內容通常包括以下幾方面：首先是水泥稠度試驗，其次則是對混凝土坍落度的檢測，除此之外還包括凈漿流動度的檢測等，通過上述內容的檢測確定水泥同減水劑之間的適應性。在目前的研究中，國際上針對水泥同減水劑之間的適應性試驗項目相對較為全面，通過大量的實踐發現減水劑的應用具有臨界摻量。這一摻量也被稱作飽和點。超過飽和點進行高效減水劑的摻入，混凝土塌落度不會有所增加，同時水泥漿體流動性也不會隨之變大。并且研究顯示，在不同的水泥中，同一種減水劑的飽和點也會具有差異性；而即便水泥相同，由于減水劑種類的差異，其飽和點也不盡相同。

2 材料性能的影響因素

影響高效減水劑和水泥適應性的因素是多方面的、錯綜復雜的，其主要因素包括四個方面：（1）水泥方面，如水泥的礦物組成、含堿量、混合材種類、細度等；（2）減水劑方面，如減水劑分子結構、極性基團種類、非極性基團種類、平均分子量及分量分布、聚合度、雜質含量等；（3）混凝土拌合物的性能；（4）環境條件方面，如溫度、距離等。

2.1 水泥因素

2.1.1 礦物組成

水泥中四大主要礦物成分C3S，C2S，C3A，C4AF對高效減水劑的吸附能力是不一樣的，其吸附順序為C3A>C4AF>G3S>C2S，即鋁酸鹽礦物對高效減水劑的吸附能力大于硅酸鹽礦物。實踐證明，在高效減水劑摻量相同的情況下，C3A和C4AF含量較高的水泥膠體中減水劑的分散效果就較差。

2.1.2 石膏因素分析

硅酸鹽水泥中通過加入石膏可以對材料的硬化速度以及凝結時間進行調整，雖然在水泥中僅僅加入3%至5%的石膏，但是其對于外加劑-水泥適應性具有很大的影響。

從化學反應上來說，水泥中的C3A礦物的水化速度非常快，在無硫酸鈣存在時，C3A非常快地水化，生成鋁酸鈣水化物：

2C3A+21H2O→C4AH13+C2AH8

在有硫酸鈣時，形成了鈣礬石的水化產物：

3Ca·Al2O3+3CaSO4·2H2O+26H2O→3CaO+Al2O3CaSO4·32H2O（鈣礬石）

為了達到所需要的效果，隨時獲得合適數量的Ca2+和SO42-是關鍵的因素。

2.1.3 堿含量

通過諸多實踐可以證明，減水劑在水泥中的吸附效果不會受到礦物中不可溶性堿的影響。由于這些堿不溶于水，因而不會造成減水劑性能的下降。而礦物組分中具有影響的物質為硫酸鹽，即一些可溶性堿，其主要來與為水泥原料中粘土質原料。Na2O是表示材料中可溶性堿含量的“量”。可溶性堿越多，在混凝土中加入的減水劑適應性便會越差、塑化效果便會越低，在對混凝土坍落度進行試驗時，會發現其經時損失越大。

2.1.4 混合材料分析

水泥是我國建筑行業使用最多的原料，其材料中會摻有大量的混合材料。目前使用的混合材料大多為粉煤灰、礦渣以及煤矸石等，沸石粉也是應用較廣的混合料之一，由于所加入混合料的品種和用量的差異，減水劑的效果也就具有很大的差異性。

在諸多混合料中，高效減水劑對于粉煤灰水泥的以及礦渣水泥具有較好的適應性，對于除此之外的水泥在適應性上相對較差，因而就需要針對不同的水泥進行不同的摻量研究，通過對高效減水劑摻量的調整，達到最佳的預期效果。

2.1.5 水泥細度分析

高效減水劑應用到水泥中，其分散效果會受到水泥細度的影響，這一點可以通過表面吸附理論進行解釋，當水泥對于高效減水劑的吸附作用會隨著其比表面積的增大而增大。水泥細度越大，其比表面積越大，那么為了達到想要的效果，必然需要對高效減水劑用量進行增加。

2.1.6 水泥的陳放時間

高效減水劑對于水泥的俗話作用會隨著陳放時間的增加而增加，水泥陳放時間越短，那么塑化效果越差。

2.2 減水劑方面

減水劑種類不同，那么其分子結構以及化學成分必然具有差異，材料中的極性基團種類、聚合度以及平衡離子種類也就會具有差異，那么應用在水泥中，適應性也必然不同。在多種水泥中，聚羧酸鹽以及氨基磺酸鹽系減水劑具有較好的適應性，并且應用于混凝土材料中使得材料坍落損失明顯降低，但是，氨基磺酸鹽若使用量過大，那么會出現泌水現象；密胺樹脂減水劑的適應性較之前兩種稍差，同萘系減水劑相同，在坍落損失度上無法同前兩種高效減水劑相媲美。

2.3 拌合物性能

參數分析：在混凝土拌合物中，其集料種類以及水灰比會影響到高效減水劑在水泥中的應用效果，尤分散效果造成影響。混凝土水泥水化以及水合作用、電解質溶解液化等必然會爭奪水分子，水分子數量也是有限的，因而其中發生的化學反應必然會受到影響，因而高效減水劑的應用效果便會受到影響。

2.4 環境條件

環境條件也是影響減水劑適應性的主要因素之一，包括溫度條件以及使用條件等。溫度越好，水泥在應用過程中水化速度便會越快，那么坍落損失必然會有所增加。此外，攪拌過程中氣泡外溢以及運輸過程中氣泡外溢都會引發坍落損失。如果混凝土運距稍遠，則新拌混凝土因水化及水分蒸發會使坍落度損失更快。

3 適應性的改良措施

3.1 水泥品種的選擇

混凝土組成性能是保證混凝土配制質量的基礎要素，通過對組成的優化，提高混凝土性能。其中最重要的是對水泥的選擇，只有反應性能低且流動性好的水泥，在攪拌中其結合水量便會越低，且鈣礬石的形成量便會越低。

3.2 減水劑品牌選擇

對水泥品種確定后，還需要對高效減水劑的品牌進行選擇，依照工程條件，以及施工時節和工藝的應用狀況，對減水劑在水泥中的適應性進行試驗，選出性能最佳的高效減水劑品牌。

3.3 復合使用的方式

高效減水劑不同，其極性基團分子便會具有不同的結構，而生產廠家不同，則高效減水劑的性能也不盡相同，將這些不同的減水劑進行復核使用可以有效提高水泥、高效減水劑之間的適應性，從而對混凝土經時損失進行有效控制。

3.4 摻和方法的改變

在進行混凝土的拌和過程中，運輸距離以及適應性狀況還會對其摻合方式造成影響，合理、科學的摻合方式能夠有效提高混凝土材料的性能。

高效減水劑的應用會受到多重因素的影響，因而屬于綜合性的外加劑應用問題，因而需要全面考慮施工現場會遇到的情況，從不同的角度進行解釋、分析，并應用不同的理論進行研究，結合試驗的方式對所遇到的問題進行解決。

參考文獻

[1]鄧浩，朱清江.混凝土外加劑工程應用手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.

[2]靳志國.高效減水劑對水泥水化性能的作用[J].山西建筑，2007，33（10）：216-217.