普通水泥与减水剂适应性差的原因分析及解决措施
探究混凝土外加剂与水泥适应性的改善措施
探究混凝⼟外加剂与⽔泥适应性的改善措施探究混凝⼟外加剂与⽔泥适应性的改善措施摘要：伴随着社会经济发展⽔平的提⾼，现如今⼈们对房屋的需求量急剧提升，极⼤的促进了建筑业的发展。
为了能够提⾼施⼯效率，现如今建筑业也正在使⽤⼤量的新技术，其中尤为突出的就是混凝⼟的使⽤，⽽在其使⽤中，需要外加剂来提升它的稳定性，但是因为混凝⼟外加剂与⽔泥之间存在⼀些适应性的问题，所以⼀直以来它都是施⼯时错综复杂且⽆可避免的难题。
双⽅适应性的问题不仅会影响到建筑物的建筑质量，更会给后期带来严重的隐患及⽆法估量的经济损失。
本⽂将对⽔泥的适应性问题进⾏相应的解释，对混凝⼟外加剂与⽔泥之间的适应性进⾏分析与探究，并就此提出了改善外加剂和⽔泥适应性的⼀些措施。
关键词：混凝⼟外加剂；⽔泥；适应性；因素因现代化建设进程的发展，在建筑⾏业中⾼性能的混凝⼟应⽤越来越普遍，在实际应⽤⼯程当中，对于混凝⼟的设计要求也就越来越⾼，除了要兼顾混凝⼟的强度、耐久性、可调性等⼀些其他的因素，还要注意施⼯性能。
⽽在改善施⼯性能这⼀⽅⾯，外加剂就成了举⾜轻重、不可或缺的⾓⾊，它可以有效地实现混凝⼟⾼性能化、绿⾊化。
但同时，这两者之间也⼀直存在着⼀个适应性的问题，当两者不相适应时，会造成混凝⼟凝结过快、混凝⼟结构出现裂缝等情况，⽽如何尽快解决两者的适应性问题，也是⾏业领域⼯作⼈员⽬前都在积极进⾏探索的。
⼀、外加剂与⽔泥适应性的影响因素（⼀）⽔泥⽅⾯的因素在⽔泥中，不同的成分会对外加剂和⽔泥的适应性产⽣不同程度的影响，像是⽯膏形态、⽔泥矿物成分、混合材的掺量及品种、碱含量及掺量、颗粒⼤⼩、温度和新鲜度等等。
1、⽔泥的矿物组成混凝⼟外加剂的作⽤，就是通过协调游离⽔、结合⽔和吸附⽔的综合⽐例，使⽔泥凝聚体的分散度得到改善，并提⾼游离⽔的⽐例含量，最后可以充分的增加混凝⼟稳定性以及流动性。
通过降低⽔泥中C4AF和C3A两种矿物所占的⽐例，可以得到更好的减⽔剂分散效果，因⽔泥中的超塑化剂的化学键活性表现的较弱，不易与铝酸盐产⽣作⽤，故硫酸根离⼦各C3A的浓度平衡状况还是会影响减⽔剂的浓度。
影响水泥与减水剂相溶性的原因分析及解决方法
１９ ．８ ２０ ．２
２３ －５ ２２ ． ４
取回水泥样
２１ ． ８
２． ０２ ２
５８ ． ４
２６ ． ９
６． ２４ ２
２９ ． ０
２ １ ． ４
１１ 对 水 泥 的分 析 ．
从工地现场 取回的减水剂 与不同时间生 产的水泥进 行净浆流动 度 试验 。试验结果见表 １ 。
［ 范江 团． １ ］ 灰土 挤密桩法 在公路软 土地基处 理的应用 『． Ｊ 山西 建筑 ，０ ８ ３ （６ ： ］ ２０ ，４ ２ ）
２ ８ ２ ９ ７－７．
２３ 公 路 施 工 的周 围环 境 ． ① 公路施工 中对周围环境 的影 响， 如处理地基 时的振动 、 噪声及地
表 ４ 不同时间采购 的熟料化学成分 、 率值 、 矿物组成 采购熟料时间平均值
Ｌ ｓ ｏｓ ＳＯ ｉ２
减水剂掺量
％ ２５ ．
２５ ．
净浆流动度， ｍ ｍ
Ｓ ％ Ｏ３ ２３ ＿５
２４ ．２
初 始 ２０ ５
２６ ４
３ ０
ｍｉ ｎ
６ ｍｉ ０ ｎ
２１ ３
２４ ２
ｌ９ ９
坍落度损失大的问题。现分别为这两大原因作分析。
化学成分／ ％
Ａ２ ｌ ０３ Ｆ２ ｅ ０３ Ｃ ．２ ２７ ．８
２ ．１ ０４ ２ ．８ ０２
５１ ．９ ５Ｏ ．８
３１ ．６ ３１ ．８
６ ．１ ２８ ６ ．４ ２７
表 ２ 同一水泥与不同减水剂的相容 性试验
减水剂试验代号 减 水剂掺量
Ｉ减 水剂 Ⅱ减 水剂 ２５ ． ２５ ． ％ Ｓ ％ Ｏ３ ２３ ＿５ ２３ ＿５
Ｏ２ ．７
浅析水泥与减水剂的适应性问题
钙、 糖钙等普通 减水剂 和萘 系 、 蜜胺树 脂高 效减 水剂 与水泥 的适 应性较差 ， 而氨基磺酸盐和聚羧酸盐 高效减水 剂与水泥 的适应性 随着混凝土制 品的 日益增 多 ， 混凝 土结 构 的 日趋 复杂 ， 筑 建 分子 结构 、 极性 基 团种类及其 在分 子 中的 物的高层 化和大型化 ， 混凝 土 的新技 术 也提 出 了更 高 的要求 。 好。这与其 化学 成分 、 对 数量 、 非极性基 团种类 、 聚合度 和平衡 离子浓度等有关 。 而混凝土新技术的发展 主要 依赖 于作 为混 凝土 六大 组分 之一 的
第３ 卷 第３ ４ ３期 ２００８年 １１月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥ（ｎ 瓜 Ｅ
Ｖ０ ．４ Ｎｏ． ３ １３ ３
Ｎ ｖ ２０ ｏ． ０８
・１９ ・ ６
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ８ ３ ．１ ９０ １０ —８ ５ ２ ０ ）３０ ６ —２
浅 析 水 泥 与减 水 剂 的适应 性 问题
李宪军 张相胜
摘 要： 针对在 实际工程 中减水 剂与水泥之间适应性差 的问题 ， 从水 泥 自身存在 的影响 因素－ ９减水 剂方面的影响因素分 析 了影响水泥 与减水 剂适 应性的原 因， 并有针对性地提 出 了具体 改善措施 ， 以促 进减水剂 的合理使用 。 关键 词 ： 水泥 ， 减水剂 ， 适应性 ， 改善措施
４ 出现“ 硫化” 象 ， ） 欠 现 要适 当的增硫 。
水泥熟料 中的 Ａ含量较 高时 ， 其对减 水剂 的 吸附量 也较 大 ， 使
水泥浆体 的游离水 中没 有足 够浓度 的减水 剂分 子存 在。在 实际
改善提高外加剂与水泥适应性的措施
改善提高外加剂与水泥适应性的措施摘要：混凝土外加剂与水泥之间的适应性问题长期以来影响着实际工程对外加剂的应用效果，使用的外加剂要进行适应性试验和掺量优选，使用过程中对外加剂质量和掺量要严格控制。
水泥使用者在选用外加剂时,也应在试验的基础上选用适应性较好的外加剂,以达到预期的目的。
关键词：改善提高混凝土外加剂水泥适应性;措施混凝土外加剂，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，外加剂与水泥的适应性定义可描述为：按照混凝土外加剂应用技术规范，将经检验符合有关标准要求的某种外加剂，掺入到按规定可以使用该种外加剂且符合有关标准要求的水泥中，外加剂在所配制的混凝土(或砂浆)中若能产生应有的作用效果，则称该外加剂与该水泥相适应；若外加剂的作用效果明显低于使用基准水泥的检验结果，或者掺入水泥中出现异常现象，则称该外加剂与该水泥适应性不良或不适应。
总体来讲，影响水泥与外加剂适应性的因素包括三个方面：一是水泥方面，其主要因素包括：水泥矿物成份、石膏种类及掺量、碱含量、游离氧化钙含量、混合材料种类及掺量、细度及颗粒组成、制成时间（新鲜程度）和温度等。
二是外加剂方面。
如高效减水剂的化学成份，分子量、交联度、磺化程度和平衡离子度，以及缓凝剂的种类与用量等：三是环境条件，如湿度、温度、时间等。
1.适应性问题中水泥方面的因素1.1水泥熟料矿物成分：水泥熟料中四大矿物成分C3S、C2S, C3A、C4AF 对外加剂的吸附能力是不一样的。
经研究发现其中C3A对减水剂的吸附量远高于其它矿物成分，依次是C3A>C4AF>C3S>C2S,其原因主要取决于水泥水化速度及水化产物的比表面积。
由于C3A水化速度快，它对减水剂的吸附量也最大，因此，从适应性上讲，水泥熟料矿物中C3A的含量应量尽低一些，而C3S含量高一些较为有利。
1.2石膏的种类和掺量：石膏又分为二水石膏、半水石膏、硬石膏。
浅析高效减水剂和水泥适应性的影响因素概要
浅析高效减水剂和水泥适应性的影响因素按：目前，混凝土搅拌站普遍使用高效减水剂，随着水泥市场竞争的加剧，客户对水泥的质量要求也越来越高，反映水泥与外加剂适应性不良的客户抱怨有增多趋势。
本文介绍了高效减水剂和水泥之间适应性的影响因素以及改善高效减水剂与水泥适应性的部分措施等基础知识，供广大从事质量管理和售后服务的人员参考与借鉴。
混凝土外加剂在混凝土中的广泛应用，已使其成为混凝土中必不可少的第五组份。
混凝土外加剂的特点是品种多、掺量少，在改善新拌和硬化混凝土性能中起着重要作用。
高性能混凝土是当前国内混凝土研究领域的热点，高性能混凝土是一种具有良好施工性能、强度高、体积稳定性好及高耐久性的混凝土。
混凝土达到高性能最重要的技术途径是使用优质的高效减水剂和矿物外加剂（有时称外掺料），前者能降低混凝土的水胶比，改善新拌混凝土工作性和控制混凝土坍落度损失，赋予混凝土高密实和优良施工性能；后者矿物外加剂能填充胶凝材料的孔隙、参与胶凝材料水化、改善混凝土中浆体与集料的界面结构，提高混凝土的密实性、强度和耐久性。
一、适应性的概念外加剂性能是指在混凝土检验用材料、试验条件作了严格规定的条件下，对混凝土中使用外加剂而引起的必然变化而表示的。
经过按国家标准检验合格的外加剂，在有的水泥系统中，高效减水剂在低水灰比的混凝土中不同程度地存在坍落度损失快的问题；而在另一些水泥系统中，水泥和水接触后在初始60-90分钟内，大坍落度仍能保持，没有离析和泌水现象。
前者，外加剂和水泥是不适应的，后者是适应的。
关于外加剂和水泥之间适应与否，目前还不能定量地表示，大多以外加剂和水泥系统中，掺入某种功能外加剂，能否达到预计的效果来表示是否适应。
研究资料表明：掺入高效减水剂的水泥浆体，有一个临界掺量，超过这一掺量继续掺加时，水泥浆体的流动性和混凝土的初始坍落度不再增加，这一点称为饱和点，此时外加剂掺量称为饱和掺量。
在有些情况下，在饱和点以上增加减水剂掺量，可以在长时间内保持大坍落度，此时外加剂和水泥是适应的；而在另外一些情况下，在饱和点以上增加减水剂掺量，会导致混凝土离析和泌水，此时外加剂和水泥是不适应的。
浅谈混凝土外加剂与水泥适应性的影响因素及解决方法
浅谈混凝土外加剂与水泥适应性的影响因素及解决方法前言：近些年来随着我国预拌（商品）混凝土的发展，混凝土外加剂技术也发展迅速，由于混凝土外加剂品种繁多，性能各异，更由于工程特点和工程环境的各不相同，加上不同地区、不同工程采用的材料千差万别，如果外加剂应用不当就会出现不同程度的技术事故或工程质量问题。
减水剂是阴离子表面活性剂，吸附到水泥颗粒表面，使水泥颗粒本身带相同电位的负电荷吸附水离子形成水膜，带有相同电位电荷互相排斥，释放絮凝体中被包裹的分子，同时使水泥浆体形成一种很稳定的悬浮状态。
当按照混凝土外加剂应用技术规范检验某种外加剂，各项指标符合标准要求后与质量合格的水泥配制混凝土，若能产生应有的效果（减水率、和易性、保水性、坍落度及坍落度损失），就认为该外加剂与水泥是适应的，若不能产生应有的效果，则该外加剂与水泥不适应。
外加剂的应用绝不同于水泥、集料等其它材料，它不但要通过自身检验还必须做与水泥适应性试验、砂浆试验、及对混凝土性能产生的影响，将外加剂应用与混凝土工程，首先合理选择外加剂的品种、确定其掺量和掺加方法，并与水泥应有很好的适应性。
外加剂与水泥的适应性直接影响着混凝土的性能和工程质量，因此外加剂与水泥的适应性成为当前急需研究和解决的问题。
影响混凝土外加剂与水泥适应性的主要因素1.1水泥熟料中的组成影响：水泥熟料中的组分含量对外加剂有吸附作用，直接影响外加剂对水泥颗粒起到表面活性的作用和效果（C3A>C4AF>C3S>C2S）。
尤是C3A含量在10%左右时的水泥比C3A含量5%左右的水泥其混凝土坍落度损失高出30%，扩展度也损失很多。
1.2水泥含碱量的影响：水泥中的碱含量对混凝土流动性有很大影响，随着含碱量的增大，减水剂的效果越差。
1.3石膏形态、细度、用量及研磨温度的影响：做水泥的调凝剂有二水石膏（CaSO4.2H2O），半水石膏（CaSO4. 1/2H2O），和硬石膏（CaSO4），如果木钙、糖钙遇到硬石膏后，混凝土初凝为速凝，终凝时间缩短。
减水剂与水泥的适应性的主要因素及其他
影响混凝土中外加剂与水泥的适应性的主要因素及其他--------------------------------------------------------------------------------摘要:论述了引起混凝土中外加剂(减水剂) 与水泥不相适应的主要影响因素及其对策,并从预防的角度出发,浅议混凝土主要材料水泥、外加剂、粉煤灰的选择。
关键词:外加剂; 水泥; 适应性; 坍落度;坍落度损失混凝土是人类的重大发明,混凝土的出现开始了人类建筑史的革命,混凝土外加剂的应用是混凝土生产的重大进步。
混凝土集中搅拌站的出现,使建筑材料混凝土的生产走向了工业化、节约化的道路。
这也对混凝土的生产质量控制提出更多的要求,造成了近几年混凝土质量整体提高的同时,由于部分混凝土预拌站质量控制技术水平的不高,给工程质量带来隐患,甚至出现了20 多年未遇的工程质量事故,造成重大经济损失。
1 外加剂与水泥产生不相适应问题的主要因素混凝土的性能不仅取决于组成材料的性能,更取决于材料之间的适应性及混凝土配合比。
外加剂(减水剂) 与水泥的不相适应问题即外加剂对水泥工作性能改善不明显、混凝土坍落度损失过大或混凝土过于快凝,甚至造成混凝土结构构件更易出现的裂缝。
外加剂作为混凝土的第5 组分,所占比重很小,但是对混凝土的性能却是影响很大,能够明显提高混凝土的坍落度、调节凝结时间,从而改善混凝土施工性能或节约成本。
水泥的水化反应需要不到水泥质量25 %的水,但水泥遇到水会形成絮凝结构将水包裹在里面,为了使水泥水化更完全和提高混凝土施工性能需要加入更多的水,外加剂的加入能够在水泥颗粒表面定向吸附,使水泥颗粒表面带有同性电荷,因斥力作用而分离开来,从而释放出水泥絮凝结构包裹的水份,使更多的水参与水化反应、提高流动性[1 ] 。
水泥颗粒对外加剂吸附性的大小及外加剂作用的损耗大小,反应了外加剂与水泥的适应性好坏。
外加剂与水泥的不相适应性问题是让所有商品混凝土厂家的担心和头痛的问题,而出现问题后,最终总归罪与外加剂,外加剂与水泥的不相适应性有外加剂本身的质量、化学成分的因素,主因却常是水泥及掺合料等的因素有关,无论是普通减水剂、奈系高效减水剂还是第 3 代聚羧酸系高效减水剂都会出现与水泥的不相适应性的情况,影响外加剂与水泥的适应性的因素很多,主要有:1. 1 外加剂自身的因素外加剂(减水剂) 的品种不同、结构官能团的不同、聚合度不同、复配组分不同等等因素的影响均会影响与水泥的适应性。
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。
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普通水泥与减水剂适应性差的原因分析及解决措施
12 国道果子沟高速公路核心段———高架桥, 其混凝土设计泵送垂直高度215m, 泵送最长距离超过400m。
使用A 厂生产的P·O32.5R 水泥, 在加入萘系高效减水剂后混凝土需水量大, 流动性差, 坍落度损失较大。
在调整砂率及减水剂掺量等参数后, 效果均不明显,无法进行远距离混凝土泵送施工。
1 普通水泥与减水剂适应性问题的表现
A 厂对坍落度损失大的两批水泥进行试验, 混凝土配比见表1, 坍落度损失对比见表2。
从表2 可以看出: 采用现有水泥与混凝土配比,无法满足用户1h 坍落度>180mm 的要求。
2 适应性差的原因分析
2.1 水泥细度( 颗粒分布) 的影响
A 厂水泥磨为Ф3.0m×11m 闭路磨, 水泥颗粒分布0～3μm 含量在20%左右, 3～32μm 仅占30%左右,水泥颗粒分布不合理, 使水泥需水量大、水化速度偏快, 加剧了水
泥与减水剂的不适应性。
造成这种现象的主要原因是由于磨机研磨体级配不是很合理, 存在部分过粉磨现象。
2.2 混合材种类的影响
A 厂使用的混合材主要是石灰石和煤矸石,煤矸石吸水性强, 与减水剂的适应性差, 从而影响水泥与减水剂的适应性。
2.3 熟料矿物成分的影响
A 厂是我公司2006 年底新投产的1 600t/d 新型干法生产线, 2007 年1～5 月熟料成分统计见表3。
从表3 中可以看出,2007 年1～5 月生产的熟料C3A 平均为8.6%, 其中5 月份C 3A 的含量平均达9.67%, 由于熟料中C3A 含量波动较大, 时高时低, 直接对水泥与减水剂适应性造成影响, 是造成混凝土坍落度损失大的主要原因。
3 解决措施
3.1 调整配料方案
根据熟料矿物与减水剂的相容性的大小顺序, 减少C3A 的含量。
重新设计熟料的率值为: KH=0.91±0.02, n=2.5±0.1, P=1.0±0.1。
原料从三组分配料改为四组分配料, 原料配比及熟料率值控制见表4。
调整配料方案后熟料的化学成分、率值及矿物组成见表5。
从表5 可以看出, 调整后熟料矿物组成较合理,C3A 含量大幅降低。
调整配料方案前后熟料物理性能对比见表6。
从表6 可以看出, 调整配料方案后,由于熟料矿物成分的变化, 导致熟料标准稠度用水量减小, 流动性能变好, 凝结时间延长30～40min, 熟料3d 强度稍微下降,28d 强度基本保持稳定。
用调整后的熟料生产水泥进行对比, 调整前后水泥性能见表7。
3.2 调整混合材的掺量
在水泥中掺入8%的矿渣与石灰石, 同时相应减少煤矸石的掺量, 可以改善水泥与减水剂的适应性。
3.3 优化水泥颗粒级配
为进一步改善水泥性能, 又重新调整了磨机研磨体级配( 见表8) , 提高二仓的研磨能力, 使水泥颗粒分布合理化, 减少0～3μm 颗粒含量, 增加3～32μm 颗粒含量。
同时控制水泥细度≤3.5%; SO3 指为: 1.9%±0.2%。
加强粉磨系统的控制, 减少过粉磨现象。
磨机研磨体级配调整后水泥主要颗粒分布见表9。
4 效果
通过以上措施的实施, 从6 月21 日起P·O32.5R水泥与减水剂的适应性得到明显改善。
采取措施后,P·O32.5R 水泥掺FDN- 12 减水剂混凝土坍落度损失见表10。
我们走访了使用A 厂水泥的几家混凝土搅拌站, 反映情况很好, 水泥与减水剂适应性差、混凝土坍落度损失大的问题得到了较好的解决。
5 体会
1) 影响A 厂水泥与减水剂适应性的主要因素是熟料矿物组成和混合材的种类。
因此需严格控制熟料中C3A 含量在4.0%～6.0%之间, 同时掺入一定量的矿渣, 可使水泥净浆保持良好的流动度。
2) 入磨熟料温度控制在80℃以下, 加强磨内通风, 避免出磨水泥温度过高引起石膏脱水而影响水泥与外加剂的适应性。
3) 控制合适的水泥细度, 确保最佳水泥颗粒分布, 以达到较高水泥强度, 改善水泥和易性与泌水性,改善水泥与减水剂的适应性。
4) 由于配料方案的大幅度调整, 生料中Fe2O3 含量增加, 烧结范围变窄, 熟料煅烧时必须保证窑内通风顺畅, 严禁操作大起大落, 宜采用“薄料快烧”方法,否则会出现结圈、结球与结炉现象。