水泥与混凝土外加剂的适应性
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对混凝土外加剂与水泥适应性的探讨
引 言
泥适应得 到改善， 将 会 大 幅 提 升 混 凝 土 的各 方 面 性 能 ， 发挥 出 应 ２ ． ３ 混凝 土外 加剂种 类 的影响 有 的效 果 。 在 众 多 的 混 凝 土 外 加 剂 品种 中 ，它 们 具 有 不 同 类 型 的化 学 键 ， 各 自也 发 挥 着 不 同作 用 。 外 加 剂 的构 成 分 子 形 状 差异 、 分子 量 ｌ 水泥和混凝 土外加剂 之间有 着适应 性矛盾
关键 词 ： 混 凝 土 外加 剂 ； 水泥 ； 适 应 性 中 图分 类号 ： Ｔ Ｕ ５ ２ ８ ． ０ ４ ２ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ — ０ ０ ３ ８ （ ２ ０ １ ３） ２ ２ — ０ １ ５ ７ — ０ ２
得到外加剂对混凝土调整 的最佳效果。 这个最佳掺入量指标需要 通 过进 行 试 验 作 出测 定 。 除此 之 外 ， 混 凝 土 外 加 剂 与水 泥 之 间 的 建 筑 业 不 断 发 展 至 新 的高 度 ， 对 混 凝 土 的要 求 也 越 来 越 多 ， 适 应性 还 受 到 掺 加 工 艺 的 影 响 ，掺 加 有 先 掺法 和 后 掺 法 之 分 ， 反 比如 高密实性 、 可调性 、 大流动度 、 可调凝 、 低水热化 、 高耐 久性 复的实践证 明， 同样的掺加量 ， 后掺法可 以取得优于先掺法 的效 等 都 有 一 定 要求 ， 同时 还 要 求 降低 制 备 成 本 ， 易养护 、 易成型 ， 而 要 达 到 同 样 的效 果表 现 ， 后 掺 法 需 要 的 外加 挤 用 量 更 节 省 。 要 达 到 这 些 目的 ， 混 凝 土 外 加 剂 几 乎 成 了一 种 必 不 可 少 的配 料 。 果； ． ２ 混凝 土 的搅 拌 时 间以及 速 度的影 响 而外加剂 、 水泥 之 间存 在 的不 适 应 状 况 却 依 然存 在 。人 们 不 禁 困 ２ 混 凝 土 的 搅 拌 时 间和 速 度 对 混 凝 土 中含 气 量 的 多 少 具 有 很 惑， 在 水 泥 的标 准 条 件 不 断提 高 ， 生 产 工 艺 大 幅 改 进 的情 况 下 ， 外 加 剂 生产 技术 也迅 速 发 展 的 今 天 ， 这 两 者 之 间 的适 应 性 问 题 大的影响作用 ，也可 以通 过对混凝土分散效果和凝结 时间的调 影 响 混 凝 土 的耐 久 性 以及 力 学 性等 特 性 。 却 更 加 突 出 。对 此 ， 通 过 更 恰 当地 使 用 外 加 剂 ， 使 得 外 加剂 与 水 整 ，
浅析外加剂与水泥的适应性
的ｓ 离子 ，造成 ｃ 大量水化 ，形成大量水化铝酸钙结晶体并相互连 ０： 一 Ａ 接。这一结果轻者导致混凝土坍落度损失过 陕，严重者将导致混凝土异 常快凝。因而石膏 的成份 、溶解 度含量直接影响混凝 土的凝结时间 ，也 影响混凝土外加剂 与水泥的适应性 。 １ ．水泥碱含量 的影响 ．３ ２ 水泥中碱含量主要来 源于生产所用的原材料 ，是按Ｎ Ｏ＋ ． ８ ，计 ａ ６ ＫＯ ｏ５ 算 的重量百 分率来表示 。水泥 中过量 的碱会和集料 中的活性物质Ｓ ｉ 反 Ｏ 应， 生成膨胀性的碱硅酸盐凝胶 ，一方面会导致混凝土开裂 ，另一方 面 碱含量 的增大降低 了外加剂对水泥浆体的塑化作用 ，使水泥浆体流动性 损失加快 ，凝结时间急剧缩短 ，减弱了高效外加剂的作用。但 当可溶性 碱 的含量过低时 ， 不仅 当外加剂剂量不足 时坍落度损失较快 ， 而且 当剂 量稍高于饱和点时 ， 出现严重的离析 与泌水 。大量实验数据表 明，碱 会
１２ 水 泥 特 性 对 减 水 泥 塑 化 效 果 的 影 响 （ 附作 用 ） ． 吸 １ ．水 泥熟 料 矿物 组 成 的影 响 ．１ ２ 硅酸盐水泥是建 筑工程 中最 常用 的水泥 ，它 由硅酸盐水 泥熟料 、
石膏调凝剂 和混合材料三部分 组成 。硅酸盐水 泥熟料 主要 由硅酸三钙 （ ＣＳ）、硅酸二钙 （ ， Ｃｓ）、铝酸三钙 （ ｃＡ）和铁铝酸 四钙 （ ＣＡＦ） 组成 ，它们对混凝土外加剂的吸附能力对 于混凝土的流动性及强度增长 都有很大 的影响 ，其 吸附混凝土外加剂能力 的顺序为ｃＡ＞ＣＡ ， ．Ｆ＞ＣＳ＞ ｃＳ ， 。总的来说铝酸盐 （ ，ｃＡ ） ｃＡ Ｆ 在水化初期 其动电位呈正值 ，对 外加剂分子 （ 阴离子表 面活性剂 ） 吸附较强 ，而ｃｓ ． ，ｃｓ 在水化初期其 动电位呈负值 ，因此吸附外加剂 的能力较弱。所以，在混凝土外加剂掺 量相 同的 情 况下 ，ｃＡ ， ４ Ｆ 量 高 的 水 泥浆 体 中 ，混 凝 土 外 加 剂 的 分 ￣ＣＡ 含 散效 果就较差 ，混凝土单方 用水量大 幅增 加 ，坍落度 损失加快 。而生 产硅酸盐水泥熟料主要由石灰石和粘土两大原料 ，石灰质原料主要提供 Ｃ Ｏ，常 用石 灰 石 、白垩 、石 灰 质凝 灰 岩 等 ，粘 土 质 原 料主 要 提 供 ｓ ａ ｉ 、 ０ Ａ２３ ｅ０ ，常用粘土 、粘土质 页岩 、黄土等 。原料的变化将对外加剂 Ｉ ） ， ０ ￣Ｆ 的作用效果产生很大的影响 。 １＿ ＿２ ２ 水泥中石膏形态和掺量的影 响 石 膏在水泥生产 中用于调节水 泥凝结 时间，常采用 天然的或合 成 Ｃ Ｓ ，２ ０，石膏掺量控制在 １ — ．％ （￣ｓ ａＯ － Ｈ， ． ２５ ３ １ ｏ ％计 ）。但如果石膏掺 ｌ 量不够或细度不够 使石膏不能充分溶 解 ，当溶解度 含量小于 １３ ＿％时 ，
混凝土外加剂与水泥的适应性与性能影响
一些外加剂 如糖 钙、 木钙 等与硬石膏 同 工 艺、 胶凝 材料 的成份 、 细度 、 水泥磨 细阶段工 艺的差异有 关． 其 中硬石青溶解性能较差 ， 用， 不但不 能促进石 膏溶 解 ， 反而会 降低 硬石青 的溶解度 ， 使水 他如环境温度 、 加料 方式和外加剂用量也会产生影响 。
２ ０ １ ３年 ３月 【 文章编号】 １ ６ ７ ３ — ０ ０ ３ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — 施工技术
混凝土外加剂与水泥的适应性与性能影响
涛
（ 贵州省 中铁 电气化局第二工程有限公司 贵州省 贵 阳市 ５ ５ ０ ０ ０ ７ ）
混 凝土外加剂与水泥 的适 应性 问题 ， 涉及水泥 化学 、 高分子 水泥浆体的流动度值越大。 材料学 、 表面物理化学和 电化学等 多方面 的知识 ， 是一个 极复杂 １ ． ３ 水 泥细 度 与颗粒 形貌 的影 响 的问题 ， 但也是一个必须 了解与基本掌握的问题 。水泥是混凝土 为满足水泥新标准 的强度要求， 提高水泥细度是最有 效的办 最 基本 的胶 凝材料 ， 我 国水泥 占世界水 泥总量 的 １ ／ ３ ， 各水泥 厂 法， 但水 泥过 细， 表面积 的增 加， 需水 量大， 更加 降低 了液相 中残 已采取了一系列重大技术措 施来提高水泥质 量 以适应新标准 的 留外加 剂浓度 ， 增加 了液体粘度 ， 塑 化效果变 差 ， 混凝土 坍落度 要求， 主要是提 高水泥早期强度 、 细度 （ 增大 比表面积） ， Ｃ Ａ的含 损失更快； 水泥过细水化速度快 ， 水化热高 ， 容 易产生裂缝。根据 盆、 混合料 的质量等 ， 使水 泥达到 新标准 的要求 ， 但不 同时期 效 国家标准 ， 允许在水泥 中掺入一 定量的掺合料 ， 常用掺合料有水
对水泥混凝土外加剂与水泥适应性探讨
１ ． 混凝土外加剂与水泥适应性 的概 念
所渭混凝土 外加剂与水 泥间 的适 应性 ，可以认为是 ：配制 混凝土 （ 或砂 浆 ）时 ，按照 混凝 土 外 加剂 应 用技 术 规范 ，将 经检 验 符合 混 凝土外加剂有关标准的某种外加 剂掺加 到按规 定可 以使用该品种 外加剂 的水泥 中，若能够产 生应 有的效 果，则该水 泥与这种外加剂 是相适应 的 ，相 反 ，如果不 能产 生应 有 的效 果 ，则该水 泥与 这种 外加剂 是 不
【 关键词 】 水泥适应性 混凝土外加剂 配合比
引 言
随着 现代 建筑 技术 的 不断 发展 ，特 别是 预拌混 凝 土的不 断 商品 化 ，对混 凝土 的技术 要求也越来 越高 ， 已不仅仅是满 足于达到设 计强
度要 求 即可 ，而是 必须 满足 环保 性 、安全 性 、耐久性 以及 工程 的 一 些 特 殊 要求 ，如 ：抗 渗 、抗 冻 、 抗腐 蚀 、 自密 实等 要 求 。这 就 使 得混 凝 土仅 由传 统 的水 泥 、砂 、石 、水这 四种 组份搅 拌生 产 已适 应 不 了现 代生 产技 术 的发展 需要 。在 这种 情 况下 ，各 种掺 合料 及 以减 水 、缓凝 等为主要 组份配制 的混凝土 外加剂 已经成 为现代混凝 土 中不
土 的耐久性 ，通 常掺粉煤 灰或 磨细矿渣 有利 于新拌混凝 土 的流动性 ， 而 且使其 坍落度 损失 减缓 。 温 、湿度 。温度 高时 ，水泥 水化 速度 加快 ，从而 使新 拌混 凝土 坍落 度损 失加 快 ，因此 ，在 高温 时 ，需要 提高 混凝 土外加 剂 的掺 量
和 防 止 水 分 蒸 发 ， 以提 高 混 凝 土 的 性 能 。
建 筑 与发展
・ ３６ 。
甄别及调整外加剂与水泥适应性的试验方法
甄别及调整外加剂与水泥适应性的试验方法外加剂与水泥产生不相适应的情况时有发生，尤其在使用泵送减水剂时，这种现象更加频繁。
不相适应的表现大致有以下几种情况：一是新拌混凝土坍落度偏小，扩展度更小，而此时的减水剂用量已经相当大，通俗的说法就是“打不开”；二是坍落度损失大，有时甚至出现假凝, 即在搅拌开始时水泥浆很稀，随即迅速发粘、变干，出机后混凝土和易性很差；三是虽然坍落度和扩展度都不小，但混凝土泌水，有时滞后1～3小时泌水并且严重；四是砂浆包裹不住石子，发生离析但却并未大量泌水；五是新拌混凝土中未观察到明显不适应，可是硬化后强度偏低。
特定外加剂与特定的水泥发生不相适应的原因可能来自三个方面：水泥特性引起；混凝土组成材料，特别是其中的砂及掺和料引起；外加剂本身匹配不当所引起。
究竟哪个是主要原因，需要经过试验和分析，要想调整到相适应，就必须进行试验。
于是，从何处着手开始试验的问题就摆到我们面前了。
第一步宜从检测拟用的水泥pH值开始，也就是水泥的碱度。
用pH试纸就可以完成这项工作，当然用pH计或pH笔更好。
可以用三份水溶解一份水泥（以重量计），充分搅拌后沉淀澄清，取清液一滴置于广泛pH试纸上，观察试纸背面变色程度以确定水泥的碱性。
一般pH值应在12以上，但也有普通硅酸盐水泥pH值只有9～10，个别的更低。
试验结果让我们能初步判断：水泥中可溶性碱量大还是小；水泥中的混合材是否是含偏酸性的材料或石粉类惰性材料而使pH值偏低。
第二步是考察。
考察的第一部分是要尽量设法取得该种水泥的熟料分析结果。
水泥厂每班做一次熟料的萤光快速分析，每个月有一个平均值，虽然不可能写在水泥合格证上，但也不是一个保密资料。
如果我们能得到近期任何一日的熟料分析结果也可以。
根据分析数据可以计算出水泥中的四种矿物：铝酸三钙C3A，铁铝酸四钙C4AF，硅酸三钙C3S和硅酸二钙C2S的数量。
影响水泥适应性的矿物是C3A、C3S和C4AF。
这些数据可以帮助我们选择缓凝剂的品种。
谈混凝土外加剂与水泥之间的适应性
邓 国 勇①Ｄ ｎ ｏ ｏ ｇ 武 俭②Ｗ ｕＪａ ｅ ｇＧｕ ｙ ｎ ； ｉｎ
（ 黑 龙江 省绥 滨 县环境 卫 生生理 处 ， ① 绥滨 １６ ０ ； 黑 龙江 省绥 滨 县城 市建 设管理 处 ， ５２ ０② 绥滨 １６０ ５２０）
（ Ｐ ｙｉｏｙＯｆｅ Ｈ ｉｎｊｎ ｕ ｉ ｏｎ ｎｉ ｎ ｅｔ ａｉ ｒ，ｕｂｎ１６０ ，ｈｎ ； ① ｈｓ ｌ ｆｃ， ｅｏｇ ａｇ ｉ ｎＣ ｕｔ Ｅ ｖ ｏｍ ｎａＳｎｔｙ Ｓ ｉ ５２０ Ｃ ｉａ ｏｇ ｉ ｌ ｉ Ｓｂ ｙ ｒ ｌ ａ ｉ （ Ｈ ｉｎｊｎ ｕｂ ｏ ｎ ｒａ ｏｓ ｕｔｎＡ ｍｎｓａ ｏ ｆｃ， ｕ ｉ １６０ ，ｈｎ ） ￣ ｅｏｇ ａｇＳ ｉｎＣ ｕ ｔ ＵｂｎＣ ｎｔ ｃｏ ｄ ｉｉｒｔｎＯ ｅＳ ｉ ｎ ５２ ０Ｃ ｉａ ） ｌ ｉ ｉ ｙ ｒ ｉ ｔｉ ｉ ｂ 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 。所 以为 了改善 和提 高混 凝土 性 能和 施 工性 能 ， 现在 广 泛采 用化 学外加 剂做 混凝 土的 第 ５ 分 组 来 配制 混凝 上 ， 增加 混 凝土 耐久 性 ， 高工程 质 量 ， 在 提 配制特 种 混凝 土 等方 面 ， 混凝 土外加 剂发 挥 了不 可替 代 的作用 。 关键 词 ： 混凝 土 外加 剂； 水泥 ； 适应 性
中图 分 类 号 ：Ｕ ０ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６ ４ １ （０ ０）１ ０ ２— １ １０ — ３ １２ １ Ｏ — ２７ ０
１存 在的问题 减 水剂掺量。 水泥 ： ③ 山东鲁南水泥厂 “ 宏” ４ ．Ｍ ａ 通水泥。 鲁 牌 ２５ Ｐ 普 对 水 泥 制 品 和 混 凝 土 的 性 能 提 出 了新 的要 求 ， 用 水 泥 、 子 、 外加剂 ： Ｓ 一 采 砂 Ｒ Ｔ ２缓凝高效减水剂。 常用掺量 为 ０４ １ ％。 ． ％～ ． 常用量为 ２ 集料和 水 ４组制作 的常用混凝 土 已不能满 足材料性 能和 施工 性能 ０６ ．％。④试验得 出缓凝剂 的不 同掺量对水泥胶凝材料净浆 、 水泥胶 要 求 。 在 混 凝 土 、 浆 和 净 浆 的制 备 过 程 中 ， 入 少 量 的 （ 超 水 泥 砂 影 响 结 果 砂 掺 不 用量 的 ５ 能对混凝土 、 ％） 砂浆或 净浆改变性 能的一种产 品 ， 为混 称 ① 某村道工程。② 目的 ： 出符合施 工减 水率（ ５ ） 初凝 时 求 １％ 和 凝土外加剂。 混凝土中加入适量的外加剂 ， 提高混凝土质量 ， 在 能 改 间（ ～ ４ ５小 时 ） 要求的缓凝高效减 水剂掺量。 ③水泥 ： 广西红水河水泥 善 混凝 土 性 能 ， 少 混 凝 土 用 水 量 ， 约 水 泥 ， 减 节 降低 成 本 ， 快 施 工 厂 “ 水河 ” ５ ．Ｍ ａ普通 水 泥 。 加 剂 ： Ｂ一 奈磺 酸 盐 甲醛 高 缩 加 红 牌 ２ Ｐ ５ 外 以 进度。随着技术的进步 ， 外加剂 已成 为除水泥、 细骨料、 粗 掺合料和 合物为主要成 分的 ＭＮ － Ｐ缓凝高效减水剂（ ＦＳ 液体 ， 固化率 ３ ％）常 ０ ， 水 以外 的 第 ５种 必 备 材 料 。 外 加 剂 是 混 凝 土 配 合 比 优 化 设 计 和 提 用掺量 为 １ ％ ３ 常用量为 ２ ④试验得 出缓凝剂 的不 同掺量对 掺 ． ％， ５ ％。 水 泥胶 凝 材 料 净 浆 、 泥 胶 砂 影 响 结 果 。 水 高混凝土耐久性的一项重要措施。 ２ 外 加剂 与水 泥适 应 性 检 验 的必 要性 ３３实验 结果结论 从试验我们可 以看到 ：随着缓凝剂掺量 的 ． 外 加 剂 适 应 性 必 须 检 验 ， 要 原 因是 ， 于 工 程 所 使 用 的 某 种 增大 ， 水率和初 凝时 间到一定 量值趋于饱和 ， 并不是 同时到达 主 对 减 但 再增 大外加剂掺量 也不起减 水 非基 准水泥而 言 ， 即使符合 《 混凝上 外加剂 》 Ｇ ８ ７ ） 等品 的外 饱 和点。当外加剂达 到饱和掺 量时 ， （ Ｂ ０６一 加剂 ， 同样 存在 化 学 成 分 定 性 和 剂 量 定 量 的 不 适 应 性 问题 。 目前 已 或缓凝 作用 ， 还会给拌和物带来副作用 ， 如干缩开裂 、 强度等级降低 经 知 道 ， 有 的普 通 减 水 剂 ， 木 钙 、 镁 、 钠 、 蜜 、 钙 、 镁 等 等 。 因 此 ， 工 程 施 工 中使 用 缓 凝 减 水 剂 ， 须 严 格 控 制 剂 量 ， 可 所 如 木 木 糖 糖 糖 在 必 不 否 可 对 水 泥 所 使 用 的 石 膏 调 凝 剂 中 的 无 水 石 膏 、 石 膏 、 石 膏 、 石 用 盲 目超 掺 来 增 大 减 水 率 或 缓 凝 ， 则 ， 能 会 给 工 程 质 量 和 安 全 硬 萤 镁 膏 、 业 膏 渣 、 水 石 膏 、 水 石 膏 均 存 在 化 学 上 的 不 适 应 题 ， 用 带 来 后 患 。 工 半 脱 使 后 不 是 减 少 单 位 用 水 量 ， 是 增 加 了水 量 。 次 ， 而 其 剂量 适 应 性 则 主 要 ４ 外 加 剂 与 水 泥 的 适 应 性 对 施 工 质 量 与 安 全 的 影 响 及 应 注 意 取 决 于 铝 酸 三 钙 的 含 量 大 小 ， 酸 三 钙 越 高 外 加 剂 剂 量 适 应 性 越 差 的 问题 铝 不 同产 地 的水 泥 中所 含 铝 酸 三 钙 含 量 差 别 较 大 ， 由于 其 强 大 的 吸 附 在 混 凝 土 中 加 入 适 量 的外 加 剂 ， 提 高 混 凝 土质 量 ， 善 混 凝 能 改 能力 ， 几乎 对 所 有 的 （ 效 ） 水 剂 都 存 在 剂 量 不 适 应 问题 。 外 加 剂 土性能 ， 高 减 减少混凝土用水量 ， 约水泥 ， 节 降低成 本 ， 加快施工进度 ， 这 外 适应性 的定量检验 实测出所有 的水 泥在混凝 土中的减水 率与减 水 给我们 的施工带来明显的经济 效益。但是 ， 加剂与水泥的适应性 给工程带来 隐患， 甚至 造成 了严重 的 剂 的掺量关系 ， 求出最优掺量 即饱和 掺量 ， 超过 饱和掺量 ， 掺再 多的 问题却没 有引起足够 的重视 ， 外加剂也将不起减水作用 ， 反而可 能带来副作用。按最优 （ 饱和 ） 掺 质量和安全事故。 ： 如 某个商 品混凝土单位 ， 为了给施工单位提供 高 强混凝土 ， 未经 检验外加 剂剂量与水泥适应性 的情况下 ， 在 在拌 制 量 的要 求 使 用 。 是 使 用 好减 水 剂 的重 要 保 证 。 混 凝 土 过 程 中添 加 了某 种 高效 缓 凝 减 水 剂 （ ． ） 由于 混 凝 土 从 完 ２％ ， ５ 根 据 掺 外 加 剂 的水 泥 水 化 理 论 ， 凡是 有利 于 水 泥 水 化 更 完 全 、 更彻 底 的外 加 剂 特 别 是 减 水 剂 ， 会 一 定 程 度 地 增 大 干缩 。 这 是 由 成 搅 拌 出厂 到 施 工 现 场 泵 送 浇 注 所 需 的 时 间过 长 ，在 这 段 时 间 内 ， 均 给 于水化更充分 的水泥石 中会生成更 多的水 化硅 酸钙凝胶 ， 在其贡献 混 凝 土 的 坍 落 度 损 失 很 大 ， 浇 注 造 成 困难 。 为 了 顺利 完成 施 工 任
谈外加剂与水泥的适应性及对混凝土性能的影响
谈外加剂与水泥的适应性及对混凝土性能的影响
张
丽等
137
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( 山西电建一公司， 山西 大同 037043)
� � � � 摘 � 要 � � � � � �� � � � ��� � �� , � � �� � � � � �, �� , � � � � � �� � � �� � � �� �. � �� �� � �� � � � � � �� � �� �� � � � �� . �关键词� �� �� �� ; � ; �
， 因此 � 了解混凝土外加剂与水泥的适应性及外加剂对 C 3A , C 4A F 混水后， 电位 呈正 值， 较 多地 吸附 外加 混凝土性能的主要影响， � 对更好使用外加剂， 处理好外 剂. C 3S , C 2S 混水后 电位呈负值， 吸附量较少. 在 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. 3A 需水量大 ， 水泥矿物中 C 水化快， 放热大， 吸附外加 4A F , C 3S, C 2S. 水泥新标准实行 剂量最大 ， 依次为 C 后， 水泥厂为提高强度而增加 C 3A 与 C 4A F ， 其含量越 3A 含量对相容性的影响远比 高， 适应效果越差， 且C C 4A F 大， 3A 或其 这是由于高效减水剂优先吸附于 C 初期水化物的表面， C 3A 的水化速度比 C 3A F 快. 水 泥中 C 3A , C 4A F 含量低对外加剂适应好， 混凝土体积 稳定性好 ， 开裂趋势减少 . 2.4 水泥细度与颗粒级配的影响 为满足水泥标准的强度要求， 提高水泥细度是最 有效的办法 ， 但水泥过细， 表面积的增加 ， 需水量大更 加降低了液相中外加剂浓度， 增加了液体粘度 ， 塑化效 果变差， 混凝土坍落度损失更快. 水泥过细早期水化
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， 因此 � 了解混凝土外加剂与水泥的适应性及外加剂对 C 3A , C 4A F 混水后， 电位 呈正 值， 较 多地 吸附 外加 混凝土性能的主要影响， � 对更好使用外加剂， 处理好外 剂. C 3S , C 2S 混水后 电位呈负值， 吸附量较少. 在 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. 3A 需水量大 ， 水泥矿物中 C 水化快， 放热大， 吸附外加 4A F , C 3S, C 2S. 水泥新标准实行 剂量最大 ， 依次为 C 后， 水泥厂为提高强度而增加 C 3A 与 C 4A F ， 其含量越 3A 含量对相容性的影响远比 高， 适应效果越差， 且C C 4A F 大， 3A 或其 这是由于高效减水剂优先吸附于 C 初期水化物的表面， C 3A 的水化速度比 C 3A F 快. 水 泥中 C 3A , C 4A F 含量低对外加剂适应好， 混凝土体积 稳定性好 ， 开裂趋势减少 . 2.4 水泥细度与颗粒级配的影响 为满足水泥标准的强度要求， 提高水泥细度是最 有效的办法 ， 但水泥过细， 表面积的增加 ， 需水量大更 加降低了液相中外加剂浓度， 增加了液体粘度 ， 塑化效 果变差， 混凝土坍落度损失更快. 水泥过细早期水化
混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法 郭岩
混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法郭岩摘要：随着我国的科技在不断的发展，社会在不断的进步，外加剂作为混凝土拌合物中重要组成材料，对提高混凝土的性能发挥着极其重要的作用。
本文总结了各规范对外加剂匀质性能指标以及几种常用外加剂对混凝土性能的影响。
关键词：混凝土；外加剂；均质性能；影响引言通过各类胶质材料混合沙子以及石质，按照相对的比例进行配置，常见的混凝土使以水泥作为混合料广泛使用的水泥混凝土。
在这一过程中，需要借助机械进行充分混合搅拌，同步加入水和有机或者复合的外加剂来强化混凝土结构黏性。
混凝土的使用用途较广，包括土木建筑，机械工程，开发工程以及能源建筑工程等。
混凝土的制造工艺和材料配比以及竣工密度的规范程度，会直接影响混凝土的荷载效应和使用弹性。
而外加剂的使用可以释放混凝土中多余的水分，同时可以使混凝土中的沙石颗粒形成规律的网状结构，强化混凝土的硬度。
1外加剂种类现代土木工程中用到的混凝土，在其搅拌过程中都会加入少量不同功能的外加剂，从而可以有效改善混凝土的性能。
现在国内外混凝土建筑物中最常用的混凝土外加剂类型有早强剂、减水剂、引气剂、泵送剂、缓凝剂等几种。
我国根据各类建筑物的特性，提出了适用于不同建筑物的外加剂的匀质性能标准，见表1。
表1 各规范外加剂匀质性能指标2常用外加剂对混凝土性能影响2.1引气剂对建筑工程的影响混凝土的综合质量受到外部环境的影响，尤其是风蚀造成的影响，包括空气中的氧元素和水分对混凝土的渗入。
在混凝土制作过程中除了混合时掺入水分对其造成的影响，还会受到混入空气的影响，空气占据相对空间，会影响石料的排列。
但在此基础上，石料中混入的空气值，能够起到绝对的支撑作用，降低因水分流失造成的混凝土干缩反应，加强混凝土体积的饱满度，从而增强抗裂性能。
日常的建筑工程中，混凝土的使用通常会伴随钢筋结构进行，要增强混凝土与钢筋结构的黏连，就必须严格控制相关配料的计量，主要是外加剂，某些工程为了加强混凝土的硬度和抗收缩能力，加大了引气剂的计量，导致混凝土弹性饱和，不能很好的与钢筋架构黏连，形成开放式裂口。
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在我国目前所用的 混凝土高效减水剂中，萘系减 水剂 仍占 据着主导地位。就 萘系高效减 水剂自身的特性 来讲，影响其对 水泥塑化效 果的因素有磺化度、平均分子量、分 子量分布以及 聚合度、聚合性质等（直链、支链等），另外，减水剂的状态（粉 状或液 态）也影响其塑化效果，具体情况如下 ：
1） 萘系减水剂在合成 时的磺化越完 全，则转为带 有磺酸 基磺化物的萘环越多，该减水剂的分散作用也越 强，水解过程 也同 样非常 重要，因为 水解过 程可以使得 萘环上 α 位 的磺酸
减水剂品种及掺量 (%C)
萘系高效减水剂
木钙
0.5 0 (mm)
28 5 26 0 105 20 5 190 115
1) 水泥比表面积适当提高，外加剂饱和掺量增大，新拌混 凝 土的初始 坍落度仍 较大， 水泥比表面 积过高（如 550m2/kg） 即使加大外加剂掺量，混凝 土的初始坍 落度仍较小，随 着水泥 比表面积的提高，混凝土 1h 后的坍落度损失增大。
综上分析，由于不同水泥企业所采用的原材料不同、生产 设备、生产工艺及采用的生 产技术措 施差别较大，其所生产水 泥对外加剂适应性的变化自然是各不相同的，而商品混凝土在 我国建设中所占比例愈来愈大，对混凝 土的各种性 能的要求愈 来愈高，对混 凝土种类的要求愈广泛，大体积混凝 土、自密实 混 凝土、防 水抗冻 混凝 土、无收 缩混 凝土等 各种特 种混 凝土 在工程建 设中已被广泛使 用。与此相适应，外加剂生产企业必 须根 据水泥的特点 进行必要的试 验研究，同时结合 气温变化、 工程实际要求 ，合理掺加缓 凝、引气、防冻 等材料 经过复配， 生产出满足混凝 土施工要求的外加剂，并在此 基础上不断 开发 氨基、聚羧酸系列其它种类的复合型 外加剂， 以使外加剂更好 地适 应水泥的变化，从而 更好地应用于实际工程。
2009年第 10期
商品混凝土 Beton C hinese Edition ——R eady- mixed C oncrete
经验交流
水泥与混 凝土 外加剂的适 应性
郭丛乔 ( 石家庄建工商品混凝土股份有限公司，石家庄 050025)
[ 摘 要 ] 水泥与混凝土 外加剂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，尤其在实施 水泥新标准后，各水泥厂 采取了一系列重大技术措 施来提高水泥质量以适应新标准的要求，与此同时外加剂厂也对各类外加剂进行了性能调整以满足同水 泥有良好的相容性。本文从混凝土外加剂和水泥两方面讨论了导致减水剂与水泥不相适应的原因。并初步提出了解决此类问题的 基本思路。 [ 关键词 ] 外加剂 ; 水泥 ; 适应性
不 相同， 顺序为
CaSO4
＞
CaSO4·
1 2
H2O ＞
CaSO4·2H2O。当
采用无水石膏为调凝剂的水泥 掺加木钙或糖钙 减水剂与水一起
拌合 时 , 无水 石膏表面立即大量吸附 木钙 或糖钙 分子 , 被吸附
的减水剂膜层严密地包围起 来 , 无法溶出为水泥浆体系提供必 要的 SO42- 离子 , 也就 无法快速在 C3A 表面上 形成大 量 A4Ft, 因 而造成 C3A大 量水化 , 形成相当数量的水化铝酸钙结晶体并相 互 连接。这一结果必 然会导致 混凝 土坍 落度损失 过快或 异常
f
T c
R
= 1.460834
0.04866 ti
0.0002324 tem
fc
500o C ≤tem ≤700o C (2)
凝结。因此控制 好磨机温度很 重要 , 磨内温 度适当高 , 使部分
二水石膏脱水为溶解度 大的半水石膏适应性好 , 磨内温 度过高 ,
会形成大量半水石膏, 导致假凝 , 磨内温度过低 , 半水石膏量 少,
会导致急凝。
1.3 水泥细度状态
高效减 水剂一般 都是阴离子型高分子表面活性剂 , 而水泥
颗粒 表面一般带正电 , 对阴离子表 现出较强的亲合力，在水泥
水泥的碱 含量主要指水泥中 Na2O 和 K2O 的含 量 , 随着水 泥碱含量的增大，减水剂对水泥的塑化 效果变差，碱含量的增 大，还会导致混凝 土的凝结时间缩短和坍落度损失变大。表 1 列举了水泥碱含量对减水剂塑化效果的影响。 1.6 水泥的温度和存放时间
水泥出磨温度愈高，存放时间越短，减水剂对水泥的塑化 效果越 差，减水率越低，坍 落度损失越快。这是因为新 鲜水泥 的正电性较 强 , 水泥的吸附能力较大 , 混 凝土搅 拌站进行生产 时，所 需水泥数量较大，水泥 进厂后存放时间较短，温度较高， 一般在 60℃左右。外加剂生产厂家在进行生产时应考虑这个因 素，以提高外加剂与水泥的适应性。
水泥水化初期其 动电电位是负值，吸附高效减水剂的能力较弱。
因此，为了提高水泥与外加剂适应性，应提高 熟料中的硅酸盐
矿物含量，降低铝酸盐矿物，特别是 C3A含量。 1.2 水泥调凝剂石膏的形态和掺量
在粉磨水泥熟料时，都 掺加一定量石膏共同磨细，作为水
泥的调凝剂，由于粉磨 过程中磨机内温 度升高，会使一部分二
2) 在 水泥 比 表面 积 约 300 m2/kg 时， 水泥 颗 粒中 粒 径﹤ 3μm 含量对外加剂饱和掺量 影响不大，但粒 径﹤ 3μm 含量增 多会加剧水泥浆体的流动度损失。
3） 水泥颗粒圆度系数由 0.67 提高 到 0.74 时 , 对减水剂饱 和掺量 影响不大 ,但可以提高水泥浆的流动度和 混凝土坍落度 , 坍落度损失减小。 1.4 水泥中的混合材料
够长时，混凝土的抗压 强度不 再衰减。 运用概率 统计中二元 线性回归分析的知 识，可以对 混凝
土的 抗压 强度与受 火温度 和静置时 间的关 系进行回归 统计分 析，即可得到如下的计算公 式 ：
自然冷却条件下，
f
TR c
= 0.76437
0.04866 t i
0.0002324 tem
fc
100o C ≤tem ≤500o C (1)
水泥中混合材料的种类、细度、颗粒形态及掺量等对外加 剂的吸附作用是有影响的。根据 试验和实践表明，减水剂对矿 渣水泥的适应性较好，对于掺粉煤 灰混合材的水泥，不同品种 的粉 煤灰 对适 应性影响 差异 很大， 优质细粉 煤灰、超细 粉煤 灰中含有球状玻璃体，对减水剂的吸 附量小，适应性好，对含 碳量高的粗粉煤灰 适应性差。而对火山灰、煤矸石、窑灰为混 合材料的 水泥，由于火山灰 质混合材具 有较大 的内比 表面积， 吸附量大，适应性较差。 1.5 水泥中碱含量
混 凝土外加剂已成为混凝 土中必不可少的第 5 组分，因此 水泥与外加剂的适应性就 显得十分重要。适应性也称为相容性。 即将某种外加剂掺入 某种水泥所 配制的 混凝土中，若能产生应 有的效果，则认为该水泥与这种外加剂适 应性 好，否则认为适 应性 差。为 判别水泥与外加剂适应性 好坏，Aitcin 等提 出可用 3 个指标来衡 量 ：初始 流动性、饱和点和流动性损 失，饱和点 是指流动性不再明显增大 时的外加剂掺量值，流动性损失是指 在 60- 90min 内水泥浆流动性保 持状况。水泥与外加剂适应性 好应体现在初始流动性大、有明确的饱和点和流动性损失小。
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2009年第 10期
商品混凝土 Beton Chinese Edition ——R eady- mixed Concrete
试验研究
渐停止下来，抗压强 度虽有少许恢复但其下降是 显著地，特别 是当温度超过 600℃后其强度明显下降 [4]。
根据以上分析 不难发现，混 凝土在高温作用后，其 抗压 强度随着冷却后静置时间的增长而有所衰减，但当静置时间足
1 水泥特性对减水剂塑化效果的影响
1.1 水泥的矿物成分 水 泥 熟 料 中 C3S、C2S、C3A、C4AF 减 水 剂 的 吸 附 能 力
是 不一样 的，通 过 对水泥 熟料 四大矿 物成分 C3S、C2S、C3A、 C4AF 对减 水剂分 子等 温吸附的研 究证明， 其吸附 顺序为 C3A ﹥ C4AF ﹥ C3S ﹥ C2S。即铝酸盐矿物对高效减水剂的吸附能力 大于硅酸盐矿物。 这是因为铝酸盐矿物质水泥水化初期动电电 位是 正值，能吸附较多的阴离子型高效减水剂，而硅酸 盐矿物
水石膏脱去部分结晶水转变为半水石膏甚至无水石膏。石膏作
为水泥的调凝剂遇水后溶解为 Ca 2+、SO42- ，其溶出物会与 C3A 反应 形成 A4Ft，A4Ft 包 裹在 C3A 表面上，阻止 其进一步水化， 延缓了水泥的凝结。因此 水泥中硫酸盐的数量和溶解度至关重
要。不同形态石膏的溶解度不同，二 水石膏为 2.08g/L，α- 半
参考文献 [1] 张冠 伦 , 王玉洁 , 孙 振平 . 混凝 土外加剂原 理与应用 [M].
北京 ：中国建筑工业出版社 . [2] P.C.Aitc in， A.Ne viLLE,H igh P e r for m an ce Concr e te
Demystified ,Concrete Inter nationa l,Januar y ，1993. [3] GBJ50119- 2003 混凝土外加剂应用技术规范 [S]. [4] GB8076- 1997 混凝土外加剂 [S].
加水后，减水剂迅 速吸 附在水泥颗粒 表面，增大了水泥浆体的
流动性，因此 水泥细度状态，如比表面积、颗粒分布、颗粒形
貌等对减水剂与水泥适应性影响很大。实施 水泥新标准后，我
国水 泥细度 普遍变 细， 是造成 适应 性变差 的重 要原因。 在这
种情况下如何提高适应性，我们作了大 量试验研究 ：
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外加剂适应性检测方法有多种，如混凝土坍落度法、砂浆 流动度法、漏斗法、水泥稠度法等。经大量试验验 证，认为净 浆流动度法简便易行，并能较好地反映 适应性状 况，因此很多 水泥、混凝土生产厂家采用此方法。净浆流动度法是采用现行 水泥净 浆搅 拌机 拌制水泥净 浆，拌 制时水灰比一般 采用 0.29, 拌制时 按需要加入一定量外加剂。拌制好的净浆 装入锥模 ( 上 口 φ36mm下口 φ60mm 高 φ60mm) 中 , 锥模下放一块足够大的 玻璃板 , 将模中净浆 用餐刀插动后刮平 , 提取锥 模 , 浆体 流平 , 用直尺测量初始流动度值。又根据不同外加剂掺量和不同时间 间隔进行 多次检测 , 即得知是否有明确的饱和点和流动度损失 大小。