基于外加剂与水泥适应性问题探究

　　摘要：随着建筑技术的不断进步，对水泥混凝土的要求也越来越高，不仅要求混凝土可调凝、早强、高强、大流动度、高密实性、高耐久性、低水化热、轻质，而且要求制备成本低、成型容易、养护简便等。为达这些目的，混凝土外加剂起着重要的作用，混凝土的性能不仅取决于组成材料的性能, 还受到材料之间的适应性及混凝土配合比等因素的影响。本文主要就外加剂与水泥的适应效果做出了分析,指出影响混凝土外加剂与水泥适应性的主要因素,并提出了改善外加剂与水泥适应性的一些对策，可供同行参考借鉴。

　　关键词：外加剂; 水泥;

　　Abstract: With the development of technology of construction, the demand of cement concrete more and more is also high, not only the concrete requirements of adjustable, early strength, high strength, big flow degree, high density, high durability, low hydration heat, light, and it requires preparation of low cost, easy, easy maintenance molding. To achieve these ends, concrete admixtures play an important role, not only depends on the performance of concrete material performance, but also by the materials of concrete proportion between adaptability and the influence of factors. In this paper, the effect of cement admixture and to make the analysis, and points out that the influence of the cement concrete additive and adaptability to the main factors, and put forward the improvement and cement admixture, the adaptability of some countermeasures for peer for reference.

　　Keywords: admixtures, cement

　　中图分类号：TV42+4 文献标识码：A 文章编号：

　　前言

　　随着我国国民经济持续、快速发展，基础工业建设和建筑业对水泥、混凝土及其制品需求大增，带动了我国水泥、混凝土与制品工业大发展，并已成为国民经济快速增长和基本建设高速发展的重要产业。混凝土外加剂已成为现代化混凝土制备技术和施工技术所离不开的一种重要组分，各种外加剂的应用更是使混凝土材料实现高性能化和绿色化的重要措施之一。然而混凝土外加剂与水泥之间有时存在不相适应性，并在一定程度上影响着外加剂的应用效果以及混凝土的性能。

　　一、影响外加剂与水泥适应性的因素分析

　　1、水泥矿物组成的影响。影响水泥适应性的主要是水泥矿物中的铝酸三钙(C3A)及硅酸三钙(C3S)的含量，试验分析水泥中C3A 含量低而C3S 含量高对外加剂适应好，而C3A 含量越高，适应效果越差。

　　2、调凝剂的影响

　　一是调凝剂(石膏)的形态。水泥常用调凝剂为石膏(硫酸钙)，石膏又分为二水石膏(CaSO4·2H2O)(又称生石膏)，半水石膏(CaSO4·1/2H2O)(又称熟石膏或烧石膏)，硬石膏(CaSO4)(又称无水石膏或天然石膏)。根据有关标准，三种石膏都可作水泥调凝剂使用，而其中硬石膏溶解性能较差，一些外加剂如糖钙、木钙等与硬石膏同用，不但不能促进石膏溶解，反而会降低硬石膏的溶解度，使水泥因缺少调凝成份而产生速凝等异常凝结。二是石膏的细度。如石膏研磨细度不够，会影响石膏的溶解性，即使运用二水石膏也会产生速凝等现象。三是石膏的用量。在C3A含量偏高的水泥中，调凝剂仍按常规用量(3%～5%)，无论选用何种石膏，混凝土凝结时间都会提前，这主要是水泥中C3A 水化快，C3A 含量增加，少量石膏不能满足它生成胶状钙矾石，从而影响了石膏的调凝效果。四是石膏研磨温度。水泥厂为了缩短熟料冷却时间，经常将温度还较高的熟料与石膏同磨，二水石膏在150℃高温下会脱水成为半水石膏，温度再高至160℃以上，半水石膏还会成为溶解性较差的硬石膏影响水泥的适应效果。

　　3、碱含量的影响

　　一是水泥中的碱主要来源于所用原材料，特别是石灰和粘土，当然这些碱相当一部分可以在水泥生产中挥发，但许多水泥厂为了节约能源，将挥发废气进行回收利用，这就使挥发的碱又沉淀下来，无形中使水泥含碱量增高。二是减水剂用于高碱水泥，减水率会急剧下降。试验表明，减水剂用于高碱水泥，混凝土增强效果下降，体积稳定性不好。三是缓凝剂的作用机理是能够吸附在水泥颗粒的表面，形成一层吸附膜，在一定时间内有效地阻止水泥水化，而大量的碱会破坏吸附膜，使水泥继续水化，失去了缓凝作用，如将缓凝剂用于有一定保塑要求的混凝土，则会加速坍落度损失，达不到保塑保坍效果。

　　4、水泥细度的影响。许多混凝土工程为了缩短工期，要求所用水泥有一定早强效果，而提高水泥细度是最有效的方法，水泥过细水化速度快，水化热高同时水泥比表面积的增加，更加降低了液相中残留外加剂溶度，增加了液体粘度，不能适应泵送，预拌混凝土要求。另外，过细水泥还会降低混凝土中的含气量，降低混凝土的抗渗、抗冻性能。

　　5、掺合料的影响

　　根据国家标准，允许在水泥中掺入一定量的掺合料，常用掺合料有：粉煤灰、火山灰、煤矸石等，由于掺合料的性能不同，也会影响外加剂对水泥的适应性。

　　6、混凝土配合比的影响

　　一是施工配合比虽然是设计问题，但它也会影响外加剂对水泥的适应性，如泵送混凝土适当提高砂率可提高混凝土可泵送性，但砂率过高也会影响混凝土的保塑性能，增加混凝土坍落度的经时损失率。二是降低水灰比可以提高混凝土强度，而在较低水灰比条件下配制掺外加剂混凝土应有一最低用水量，这不但是保证混凝土有一定工作性，更重要的是保证水泥在水化时，石膏有足够的溶解用水，石膏在缺水时会大大影响溶解度，影响外加剂对水泥适应性。

　　7、外加剂品种的影响

　　一是外加剂中含钠盐过高对混凝土早期强度是有利的，但用于预拌混凝土中则会加快坍落度损失。二是有些引气剂引气量过大，且气泡性能不好会影响混凝土体积稳定性。三是有一些膨胀剂与减水剂同掺，特别是和铝酸三钙含量高的水泥一起使用，会降低减水率增加坍落度损失，甚至会造成速凝。

　　8、搅拌时间和搅拌速度的影响

　　一是混凝土的搅拌时间会影响混凝土中的含气量以及混凝土外加剂分散的匀质性，从而影响新拌混凝土的工作性。二是如果搅拌速度过快，水泥颗粒表面形成的双电层膜受到剪切应力的破坏，影响对水泥的适应性。

　　二、改善外加剂对水泥适应性的对策分析

　　1、要对混凝土原材料生产者、混凝土拌合物制备者和施工技术人员进行大力宣传。只有全社会都承认水泥与外加剂之间存在适应性这一事实，才能正确面对其可能产生的后果，也才能促使人们努力解决这一问题。

　　2、混凝土制备者应对每一批水泥、每一批外加剂进行质量检测和混凝土试配试验，寻求原材料的技术特性，尽量将相互适应性好的外加剂与水泥配合使用，以避免因将不相适应的水泥与外加剂共同使用而造成的质量事故、材料浪费或成本提高。

　　3、混凝土的制备成本固然重要，但混凝土制备者不能只注重节省费用而无视某些水泥(如铝酸盐含量相对较高者)或掺加了某种掺合料后配制的混凝土对外加剂掺量的实际需求，因为，外加剂的适宜掺量与水泥特性、掺合料性能及掺量等因素有关，而非传统观念上的固定值。

　　4、水泥厂、外加剂厂与混凝土制备单位应携手解决这一类问题，而决不能对自己所存在的技术问题遮遮掩掩、推卸责任。比如水泥厂尽量不采用硬石膏作为调凝剂，外加剂厂遇到所配合使用的水泥为掺硬石膏水泥时，应提供不含木钙或糖钙的外加剂或采取其它技术措施，同时，混凝土制备者也应采纳外加剂厂的建议，及时改变外加剂的品种和掺量。

　　5、掺入部分活性掺合料。试验证明具有一定活性的水硬性材料或自硬性材料，在满足一定的技术要求条件下与外加剂同掺，不但节约水泥，改善混凝土工作性，提高混凝土强度，还能改善外加剂对水泥的适应性。

　　6、采用多种复合外加剂。多品种外加剂的复合使用，不只是外加剂性能上的取长补短，更重要的是不同分子结构的外加剂同掺，由于分子间的相互作用，应用技术效果有较为明显的提高。

　　三、结语

　　混凝土外加剂的特点是品种多、掺量少，在改善或提高新拌和硬化混凝土的性能中起着重要的作用，新拌混凝土工作性能明显改善;能有效控制混凝土的凝结时间与坍落度损失;后期强度有较大的增长;增加混凝土的密实性，抗渗、抗冻、抗炭化等耐久性指标有较大的提高，硬化混凝土有较好的体积稳定性等。外加剂的研究和应用技术的发展促进了混凝土施工新技术与新品种混凝土的发展，使用外加剂的普及程度是衡量一个国家混凝土技术水平高低的重要标志之一，特别是高性能外加剂与高性能混凝土已成为本世纪混凝土工程的“高新技术”。自水泥新标准实施后，外加剂与水泥的适应性及对混凝土性能的影响出现了不少问题。因此，了解混凝土外加剂与水泥的适应性，外加剂对混凝土性能的主要影响，对更好使用外加剂，处理好外加剂与水泥及混凝土的关系，充分发挥混凝土在建筑工程上的作用是十分重要的。混凝土外加剂与水泥之间的适应性问题，是一个错综复杂又难以避免的实际问题，它影响使用效果 ，有时会导致严重的工程事故和无可估量的经济损失，因此必须引起生产单位和工程使用部门的高度重视。