關于混凝土外加劑與水泥相容性的思考

李志龍 陳書軍 劉慶鵬

1.中國電建西北勘測設計研究院有限公司 陜西 西安 710043

2.中國電建水利水電第三工程局有限公司 陜西 西安 710024

前言

目前，國內水電工程大多采用中熱水泥。中熱水泥主要優點有：水化熱低，放熱速度慢，有利于溫度控制。然而，在施工過程中，就算是膠凝材料用的是中熱水泥，而且水泥的各項性能也符合相關規范要求，但混凝土還是會出現假凝等異常現象。本文主要就黑龍江某抽水蓄能電站趾板混凝土施工過程中出現的水泥與外加劑不相容問題，提出相應的分析與解決方案。

1 存在問題

在工程趾板澆筑過程中，出現了混凝土坍落度損失過快、流動性差、凝結時間大大縮短的反常情況，導致施工困難、不易平倉現象。接到施工方反饋后，項目部聯合施工方立即對工程用的P.MH42.5水泥及P.O42.5水泥與外加劑進行專門試驗和分析。

2 試驗過程

試驗根據《混凝土外加劑應用技術規范》GB50119－2013中的附錄A[1]的方法進行檢測，采用工地使用的趾板配合比及各類原材料，調整外加劑摻量使砂漿的初始擴展度達到GB50119－2013中規定的擴展度，根據摻外加劑砂漿的擴展度經時損失判斷外加劑與水泥的相容性，試驗結果見下表1。

表1 砂漿擴展度試驗檢測匯總表

檢測結果表明，無論是與P.MH42.5水泥還是P.042.5水泥，當砂漿中摻入JX－001或PCA－I減水劑后，在60 min后砂漿的流動度并未出現大的損失，從而排除兩種減水劑對混凝土的影響；而當用采用P.MH42.5水泥時，在同時摻入JX－0001減水劑和JX－002引氣劑后，或是PCA－I減水劑和GYQ－III引氣劑后，砂漿在60 min后的流動度均出現大的損失，幾乎已經失去了流動性，這表示趾板混凝土出現假凝的主要原因是引氣劑造成的，可在與普硅水泥的結果又顯示兩種引氣劑并未對砂漿的流動度造成影響。看來所用的中熱水泥有問題，于是對中熱水泥成分進行分析，共取樣8個批次，檢測結果見表2。

表2 P.MH42.5水泥成分匯總表

通過檢測結果發現：

8個批次水泥的物相組成較為穩定，不同批次之間的偏差在試驗誤差范圍之內。該8個批次水泥的C3S含量在40%左右，而C2S的含量在20%～25%之間，高于普通硅酸鹽水泥的10%～15%；而C3 A含量低于2%，且C3 A與C4 AF的比值約為0.15左右，低于正常的0.3～0.5。因此，初步判斷該水泥為中熱(可能低熱)水泥。

在各水泥中含有約4%左右的游離氧化鎂，同時硫酸鉀含量較低，證實該水泥應為低堿中熱(低熱)水泥。

同時結果表明，該批次水泥中石膏含量較低(1%左右)，且石膏主要組分為無水石膏。在三種石膏中，無水石膏溶解速度最慢，容易導致早期溶液中硫酸根離子量不足，從而無法有效延緩水泥中C3 A的快速水化，從而造成混凝土假凝情況。

3 解決方案

既然中熱水泥的成分中缺少無水石膏是造成混凝土假凝的原因，那么可以從延緩水泥的水化時間入手來解決，兩種方法：一是調整水泥成分，二是對外加劑進行成分調整。顯然水泥成分由于原料的不可控制，無法輕易進行調整，而對外加劑進行調整使之適應水泥卻是可行的。經過與某外加劑廠家溝通后，廠家對外加劑進行了配方調整，并用新外加劑在室內進行了趾板混凝土試拌，檢測結果見表3。

表3 調整后趾板混凝土試拌成果匯總表

結果表明：在調整外加劑的配方后，混凝土的試拌效果好，坍落度經時損失也很小，初凝與終凝時間均能滿足現場施工要求。

4 結語

試驗表明，當混凝土出現異常情況如假凝時，首先要考慮用相容性試驗快速找出問題的原因。通過調整外加劑配方與水泥互補，從而改善混凝土性能，消除假凝現象，解決施工過程中的振搗困難和收面困難等問題。綜上所述，相容性試驗能夠快速的發現問題所在，為混凝土施工提供解決方案，確保了工程施工質量，同時也對混凝土外加劑的選擇有一定的指導意義。