外加剂适应性
水泥与外加剂的适应性
混合材的种类
▪ 水泥中混合材的种类,细度,颗粒形貌及掺 入量对外加剂的吸附作用不同.
▪ 外加剂对矿渣,粉煤灰,石灰石的相容性较 好,对火山灰,煤矸石,沸石等比表面积大吸 附性强的混合材相容性较差.
水泥细度的影响
▪ 当水泥细度增加时，水泥比表面积就增大。因此， 就需要有更多的分散剂的分子吸附覆盖在水泥颗 粒表面，才能达到预期的使用效果。水泥颗粒越 细，其净浆流动稳定性越差，要有好的流动性， 则所需的减水剂就要增多。同时同一比表面积的 水泥颗粒分布越宽,水泥浆的流动性越好,外加剂 用量会越少,但流动性的经时损失会大.水泥颗粒 圆度系数提高,对减水剂饱和掺量影响不大,但可 提高混凝土的坍落度,减少经时损失.
3、含气量—改善混凝土和易性，提高可泵性；改善 混凝土孔结构，提高冻融循环耐久性。
外加剂的技术指标及在混凝土中的主要作用
4、坍落度和扩展度经时损失率—越小，可泵性越好， 提高施工速度；反之，越差。
5、常压和压力泌水率比—越小，混凝土和易性越好， 有 利于可泵性，提高外观质量；反之越差。
6、抗压强度比—越大，增强效果越好；反之，越差。 7、收缩率比和限制膨胀率—越小，混凝土变形性能
减水剂作用机理
▪ 2、立体位阻效应 掺有高效减水剂的水泥浆中，高效减水剂的有机分
子长链实际上在水泥微粒表面是呈现各种吸附状态的。 不同的吸附态是因为高效减水剂分子链结构的不同所致， 它直接影响到掺有该类减水剂混凝土的坍落度的经时变 化。有研究表明萘系和三聚氰胺系减水剂的吸附状态是 棒状链，因而是平直的吸附，静电排斥作用较弱。其结 果是Zeta电位降低很快，静电衡容易随着水泥水化进程 的发展受到破坏，使范德华引力占主导，坍落度经时变 化大。而氨基磺酸类高效减水剂分子在水泥微粒表面呈 环状、引线状和齿轮状吸附，它使水泥颗粒之问的静电 斥力呈现立体的交错纵横式，立体的静电斥力的Zeta电 位经时变化小，宏观表现为分散性更好，坍落度经时变 化小。而多羧酸系接枝共聚物高效减水剂大分子在水泥 颗粒表面的吸附状态多呈齿形。这种减水剂不但具有对 水泥微粒极好的分散性而且能保持坍落度经时变化很小。
外加剂适应性
外加剂在商品混凝土应用中存在的问题及解决方法外加剂与水泥的适应性问题是让所有商品混凝土厂家感到担心、头痛的问题，也是让许多外加剂厂家感到委屈的问题。
可以说目前在国内，只要出现外加剂与水泥不相适应，从而导致商品混凝土坍落度损失过大或混凝土过于快凝无法满足施工要求，乃至带来工程质量问题时，最终总是归罪于外加剂的问题，这是不公正的。
外加剂与水泥不适应而导致商品混凝土坍落度损失过大等问题，既有外加剂的质量、化学成分方面的原因，但也有属于水泥本身矿物组成、所用石膏的种类、含碱量的高低及水泥掺和物的种类等多种因素造成的原因。
因本人是学硅酸盐专业（重点为水泥）出身的，1977年以来又先后从事过木质素磺酸盐、β-萘磺酸盐、三聚氰胺类等各种外加剂的开发、研究、生产，又先后在日本和国内商品混凝土合资公司长期从事于外加剂在商品混凝土中的应用工作，对外加剂在商品混凝土行业、水泥制品行业及陶瓷行业中的应用有着较深的体会，特别是商品混凝土不同于其他行业，它有着时间及距离的限制，对外加剂要求更高，也比其他行业更易发生问题，现就外加剂在商品混凝土应用中存在的问题及解决方法谈谈体会吧！一、外加剂与水泥适应性的问题1.水泥矿物组成对外加剂的影响水泥矿物的组成为铝酸三钙（C3A）、硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙（C4AF），水泥水化速度以C3A为最快，C3S其次，再次C2S、C4AF。
根据一般回转窑生产的水泥熟料来看，水泥矿物的组成一般为C3S：45～65%，C2S：15～32%，C3A：4～11%，C4AF：10～18%。
但从实际上与外加剂匹配的角度来看，C3A水化最快，吸附外加剂最快，C3S水化其次，吸附外加剂也其次，这两项是影响外加剂与水泥适应性的主要因素。
从多年经验和教训来看，水泥矿物组成中的C3A、C3S如满足以下二条件：a) C3A≤8%，b) C3A ＋C3S≤65%即只要C3A≤8% ，C3S在50～55%之间，并用二水石膏配制的水泥与各种外加剂适应性都较好，用这种水泥与一般木质素类减水剂、萘系高效复合减水剂、泵送剂等配制的商品混凝土的坍落度损失较小，一般都能满足施工要求。
外加剂水泥适应性试验规程
外加剂水泥适应性试验规程
（1）按规定取样，称取水泥 300g 倒入搅拌锅内，然后称取
水 87g 或 105g 及按推荐掺量的外加剂，并放入搅拌锅内；
（2）搅拌 3 分钟，将拌好的净浆迅速注入截锥圆模内，用刮刀刮平，将截锥圆模按垂直方向提起，同时开启秒表计时，任水泥浆在玻璃板上流动，至 30 秒时用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为水泥净浆流动度；
（3）在表达净浆流动度时，需注明用水量，所用水泥的强度等级、名称、型号及生产厂和外加剂掺量；
（4）试验数量不应少于二个，结果取平均值，室内允许误差为±5mm。
什么是外加剂与水泥的适应性
什么是外加剂与水泥的适应性化学外加剂已成为商品混凝土的第五组分，其品种日益增多，性能不断提高。
商品混凝土新技术，如高强高性能商品混凝土、泵送商品混凝土、商品商品混凝土、流态商品混凝土、自密实商品混凝土、水下不分散商品混凝土、喷射商品混凝土等的快速发展与广泛应用，均依赖于外加剂技术的不断提高。
关于商品混凝土外加剂，除了自身必须具有良好的性能外，在使用过程中，还存在着一个普遍而又非常重要的问题，就是与水泥的适应性，如商品混凝土坍落度经时损失快就是外加剂与水泥不适应的典型例子。
对于商品泵送商品混凝土、流态商品混凝土、自密实商品混凝土及低水胶比高性能商品混凝土等来说，与外加剂的适应性是一个非常重要且必须考虑的一个问题。
如果外加剂与水泥的适应性不好，不但会降低外加剂的有效作用，增加外加剂的掺量，从而增加商品混凝土的成本，而且还可能使商品混凝土无法施工或者引发工程事故。
与水泥存在着适应性问题的外加剂包括普通减水剂、高效减水剂、缓凝剂(有机缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂)、普通泵送剂、高效泵送剂、保坍剂(控制商品混凝土坍落度损失的外加剂)等。
由于这些外加剂多是减水型外加剂，且主要是减水剂组分与水泥及其他外加剂组分之间存在着适应性问题，故人们经常又将外加剂与水泥的适应性称之为减水剂与水泥的适应性，而事实上，某些有机缓凝剂、速凝剂、膨胀剂等外加剂也存在着与水泥的适应性问题。
影响外加剂检验结果的因素有很多，特别是在水泥组成和细度方面。
因此，检验减水剂及泵送剂等外加剂时，应使用G B 8076-1997标准规定的基准水泥；基准水泥除应满足42.5级硅酸盐水泥技术的要求，还应满足以下条件：C3A 含量为6％～8％、C3S 含量为50％～55％、f -C a O 含量1.2％、碱含量(N a2O+0.658K2O)1.0％、比表面积32020m2/kg 。
在实际工程中使用的水泥，由于其组成与细度同基准水泥不相同，故外加剂在实际工程中的作用效果可能与使用基准水泥的检验结果有差异。
混凝土外加剂适应性
[转] 泵送混凝土常见问题及解决办法1、砼外加剂对水泥的适应性(1) 水泥矿石是否稳定导致矿物组分是否稳定，从而影响到砼外加剂对水泥的适应性。
(2) 水泥生产工艺，如立窑与回转窑，冷却制度中的急冷措施控制得怎样，石膏粉磨时的温度等，造成水泥中矿物组分、晶相状态，石膏形态发生改变，从而影响到砼外加剂对水泥的适应性。
(3) 水泥中吸附外加剂能力:C3A>C4AF>C3S>C2S，水泥水化速率与矿物组分直接相关。
(4) 水泥存放一段时间后，温度下降，使砼外加剂高温适应性得到改善，而且f-CaO吸收空气中的水后转变成Ca(OH)2，吸收空气中的CO2后转变成CaCO3，从而使Mwo下降，也使砼和易性得到改善，使新拌砼塌落度损失减缓，砼的凝结时间稍延长。
(5) 普通硅酸盐水泥的需水量稍大于矿渣水泥，其保水性好，但一般塌落损失也较快。
(6) C3A含量较高的水泥，塌落度损失快，保水性好。
(7) 水泥中亲水性掺合料保水性好;火山灰质水泥保水性差，易泌水。
(8) 温度、湿度高低直接影响砼外加剂对水泥的适应性。
(9) 配合比中的砂、石级配及砂、石、水、胶材的比例也影响砼外加剂对水泥的适应性。
2、砼易出现泌水、离析问题的原因及解决方法2. 1 原因(1) 水泥细度大时易泌水;水泥中C3A含量低易泌水;水泥标准稠度用水量小易泌水;矿渣比普硅易泌水;火山灰质硅酸盐水泥易泌水;掺Ⅰ级粉煤灰易泌水;掺非亲水性混合材的水泥易泌水。
(2) 水泥用量小易泌水。
(3) 低标号水泥比高标号水泥的砼易泌水(同掺量) 。
(4) 配同等级砼，高标号水泥的砼比低标号水泥的砼更易泌水。
(5) 单位用水量偏大的砼易泌水、离析。
(6) 强度等级低的砼易出现泌水(一般) 。
(7) 砂率小的砼易出现泌水、离析现象。
(8) 连续粒径碎石比单粒径碎石的砼泌水小。
(9) 砼外加剂的保水性、增稠性、引气性差的砼易出现泌水。
(10) 超掺砼外加剂的砼易出现泌水、离析。
外加剂的适用范围
外加剂的适用范围目前，建筑工程中应用较多和较成熟的外加剂有减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、膨胀剂、防冻剂、泵送剂、防水剂等。
( 1 )混凝土中掺入减水剂，若不减少拌合用水量，能显著提高拌合物的流动性；当减水而不减少水泥时，可提高混凝土强度；若减水的同时适当减少水泥用量，则可节约水泥。
同时，混凝土的耐久性也能得到显著改善。
( 2 )早强剂可加速混凝土硬化和早期强度发展，缩短养护周期，加快施工进度，提高模板周转率，多用于冬期施工或紧急抢修工程。
( 3 )缓凝剂主要用于高温季节混凝土、大体积混凝土、泵送与滑模方法施工以及远距离运输的商品混凝土等，不宜用于日最低气温5°C以下施工的混凝土，也不宜用于有早强要求的混凝土和蒸汽养护的混凝土。
缓凝剂的水泥品种适应性十分明显，不同品种水泥的缓凝效果不相同，甚至会出现相反的效果。
因此，使用前必须进行试验，检测其缓凝效果。
( 4 )引气剂是在搅拌混凝土过程中能引入大量均勻分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。
引气剂可改善混凝土拌合物的和易性，减少泌水离析，并能提高混凝土的抗渗性和抗冻性。
同时，含气量的增加，混凝土弹性模量降低，对提高混凝土的抗裂性有利。
由于大量微气泡的存在，混凝土的抗压强度会有所降低。
引气剂适用于抗冻、防渗、抗硫酸盐、泌水严重的混凝土等。
( 5 )膨胀剂能使混凝土在硬化过程中产生微量体积膨胀。
膨胀剂主要有硫铝酸钙类、氧化钙类、金属类等。
膨胀剂适用于补偿收缩混凝土、填充用膨胀混凝土、灌浆用膨胀砂浆、自应力混凝土等。
含硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂的混凝土（砂浆）不得用于长期环境温度为80°C以上的工程；含氧化钙类膨胀剂配制的混凝土（砂浆）不得用于海水或有侵蚀性水的工程。
( 6 )防冻剂在规定的温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，从而保证水泥的水化作用，并在一定时间内获得预期强度。
含亚硝酸盐、碳酸盐的防冻剂严禁用于预应力混凝土结构；含有六价铬盐、亚硝酸盐等有害成分的防冻剂，严禁用于饮水工程及与食品相接触的工程；含有硝铵、尿素等产生剌激性气味的防冻剂，严禁用于办公、居住等建筑工程。
影响水泥外加剂的适应性的因素
影响水泥外加剂的适应性的因素1、水泥熟料成分外加剂尤其是减水剂的使用效果随水泥熟料的矿物组成不同而有差异，其中C3A对适应性影响最大。
对于C3A含量高的水泥，减水剂的减水增强效果差。
随着水泥细度的增加，C3A的影响也愈加明显。
总之，C3A含量高的水泥一般与外加剂的适应性都要差一些。
2、水泥中石膏的种类及掺量当水泥生产中使用硬石膏，而又使用木钙、糖钙作缓凝减水剂时，混凝土拌合物的坍落度经时损失会明显增大，甚至发生“假凝”现象。
当水泥粉磨温度过高时，所掺入的二水石膏会部分脱水转变为半水石膏，这也会导致水泥净浆快凝而影响水泥与外加剂的适应性。
磷石膏、氟石膏等工业副产品，由于含有各种杂质，并且有效成分含量波动较大，也会影响水泥与外加剂的适应性。
3水泥中的碱含量一般认为随着水泥中可溶性碱含量增大，减水剂与水泥的适应性变差，减水剂的塑化效果降低，混凝土坍落度经时损失增大。
但是，对于含Na2SO4的水泥(或Na2SO4由外加剂中带入)，由于碱是以硫酸盐的形式存在，Na2SO4的溶解度及溶解速度比水泥中石膏大得多，溶解的SO42-与C3A反应生成钙矾石抑制水泥水化，从而可以部分抵消由于碱含量增大对水泥的促凝作用以及对外加剂与水泥适应性的劣化作用。
4、水泥中混合材的种类及掺量不同种类混合材对减水剂的吸附产生不同影响，矿渣对萘系减水剂的吸附量小于煤矸石，因此一般情况下掺矿渣的水泥与减水剂的适应性优于掺煤矸石的水泥。
一般而言，由于火山灰质混合材具有较大的内比表面积，其对减水剂的吸附量也就较大，因此掺火山灰的水泥与减水剂的适应性较差，主要表现为混凝土流动性差，坍落度经时损失大。
而掺不同品种粉煤灰的水泥与减水剂的适应性差异较大，一般使用优质粉煤灰(含碳量≤5%)时，减水剂塑化效果好；而使用粗粉煤灰，含碳量＞5%的粉煤灰时减水剂的塑化效果差。
在拌制混凝土时掺入的各种矿物掺合料，与水泥混合材一样对外加剂的作用效果有影响。
在外加剂掺量相同的情况下，掺矿物掺合料的混凝土与不掺者相比，其流动性因粘稠而变小，故此时应适当增大外加剂掺量或调整外加剂配方。
混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法
混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法在工程施工过程中，外加剂与水泥的适应性问题十分关键。
若因外加剂与水泥不相适应，而导致混凝土过于快凝或者是坍落度损失过大等问题，总是会归咎于外加剂。
混凝土如果不能满足施工要求，将会导致严重的工程质量，甚至埋下安全隐患，仅归咎于外加剂是较为片面的。
从具体实践来看，通过分析外加剂与水泥不适应导致混凝土不达标的原因，可以看出原因是很多的，既有外加剂质量的影响，也有水泥化学成分的影响，因为水泥本身就是由各种矿物构成的，其所用的石膏种类、掺和物、所含碱量高低等，也都会直接影响混凝土的质量。
1水泥矿物构成对外加剂的影响分析从结构上来看，水泥矿物主要是由铝酸三钙（C3A）、硅酸二钙（C2S）、硅酸三钙（C3S）、铁铝酸四钙（C4AF）等构成，其中，C3A 的水化速度最快，其次是C3S，再次是C2S和C4AF。
以回转窑生产的水泥熟料为例，其矿物构成通常是C3S：45%～65%。
C4AF：10%～18%。
C2S：15%～32%。
C3A：4%～11%。
不过，从实际情况来看，在与外加剂匹配程度上，C3A水化最快，而且，其对外加剂的吸附也最快，其次是C3S。
可见，C3A和C3S对水泥与外加剂适应性产生主要影响。
根据多年来的经验与教训，只要C3A,C3S能达到如下两个条件，一般都能满足施工要求：C3A不大于8%或C3A＋C3S不大于65%，即只要能确保C3A不大于8%，C3S在50%～55%范围内，同时，采用二水石膏进行配制，这样的水泥强度通常能有良好的外加剂适应性。
将其与萘系高效复合减水剂、一般木质素类减水剂、泵送剂等进行配制，混凝土的坍落度损失都是比较小的，能较好地满足施工标准要求。
但如果C3A大于8%或C3A＋C3S大于65%，即会发生水泥与外加剂不适应的问题，混凝土的坍落度损失也会比较大。
在水泥各种矿物中，C3A是影响外加剂的主要因素。
因此，为提高水泥早期强度，水泥厂都会提高C3A含量，但也给外加剂应用带来很大难度。
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外加剂适应性检验方法
一、仪器
1. 胶砂搅拌机；
2. 砂浆扩展度筒；
3. 捣棒、玻璃板、秒表、台秤。
二、试验环境
试验室温度20℃±2℃，相对湿度不低于50%。
三、所用材料和配合比
1. 应使用生产实际使用的外加剂、水泥和掺合料；
2. 砂：用实际使用的砂，筛除粒径大于5mm的部分，并自然风干至气干状态；
3. 配合比采用实际使用的配合比中去除粗骨料后的砂浆配合比，水胶比降低0.02。
四、试验方法
1. 将玻璃板水平放置，用湿布将玻璃板、砂浆扩展度筒、搅拌锅内壁及叶片擦拭，使其表面湿润；
2.将砂浆扩展度筒放在玻璃板中央，并用湿布覆盖待用；
3. 按配合比的比例称取水泥、掺合料、砂和水、外加剂；
4. 将水泥和掺合料、砂加入搅拌锅内预搅拌10s，再将外加剂和水混合均匀加入；
5. 加水完毕立即开启搅拌机搅拌，按程序搅拌完毕后，将砂浆分两次倒入砂浆扩展度筒，每次倒入约筒高的1/2量，并用捣棒自边缘向
中心按顺时针方向均匀插捣15次，各次插捣在截面上应均匀分布。
插捣筒边时，捣棒可稍微向筒壁方向倾斜。
插捣底层时，捣棒应贯穿筒内砂浆深度，插捣第二层时，应插透本层至下一层的表面。
插捣完毕，用刮刀刮平砂浆表面，将筒缓慢匀速垂直提起，10s后用钢尺量取相互垂直的两个方向的最大直径，取其平均值为砂浆扩展度。
6. 将试验砂浆重新倒入搅拌锅内，并用湿布覆盖搅拌锅，从加水时刻计时开始，重新测量1h的砂浆扩展度，测量前快速搅拌1min。
7. 砂浆初始扩展度未达到要求时，需调整外加剂掺量，重复以上试验，找出达到要求扩展度时的外加剂掺量；
五、结果判定
1. 根据外加剂掺量和砂浆扩展度以及扩展度经时损失来判定外加剂的相容性好坏；
2. 试验结果有异议时，可按实际混凝土配合比进行试配验证。