外加劑的適應(yīng)性

1、外加劑的適應(yīng)性我國的混凝土外加劑在經(jīng)歷了快速發(fā)展及大規(guī)模推廣應(yīng)用后。始終困繞業(yè)內(nèi)技術(shù)人員的難題依然是外加劑與水泥品種的適應(yīng)性。至今還沒有一種通用減水劑能適應(yīng)所有的國產(chǎn)水泥品種。僅就江蘇而言，當?shù)禺a(chǎn)及周邊地區(qū)流通入境的水泥，因其組成不同，摻用同一種外加劑會表現(xiàn)出不同的流變性能。甚至同一品牌的水泥，由于集團化管理，往往來自幾個廠家其性能差別亦較大。1 外加劑的分類和性能1.1 外加劑的分類可按與水泥的相互作用將常用的化學(xué)外加劑分為5 類：(1)調(diào)凝劑：調(diào)節(jié)水泥水化速率和凝結(jié)時間。(2)減水劑：調(diào)節(jié)混凝土工作性和用水量。(3)引氣劑：常用以改善混凝土工作性、抗凍融性能和勻質(zhì)性。(4)保塑劑：具有減少

2、混凝土坍落度經(jīng)時損失的功能。(5)保水劑：能克服混凝土泌水，提高混凝土勻質(zhì)性。1.2 表面吸附大多數(shù)有機外加劑與水泥顆?；蛩嗨w粒表面具有親合力，因而吸附作用顯著。外加劑中帶電荷的有機物基團(SO32-， C00H -)通過靜電作用與顆粒表面相互作用(顆粒的表面電荷與外加劑分子的離子團相互作用 )。 以蔗糖為例，其極性作用基團OH -也能通過靜電力及氫鍵作用與高極性的水化相強烈作用。帶有離子 (-C00-)和極性基團(-OH)的典型外加劑是葡萄糖酸鹽。對于含有憎水的、極性的以及離子基團的多聚型外加劑(如木質(zhì)素磺酸鹽)， 吸附是各種作用共同作用的結(jié)果，也可能是熵增的原因。熵增常常使吸附狀態(tài)穩(wěn)

3、定。1.3 外加劑吸附對表面性能的影響除了水泥相與有機外加劑之間的化學(xué)反應(yīng)，吸附的化合物將改變水泥顆粒的表面特性。從而影響其與液相以及其它水泥顆粒之間的相互作用。吸附的陰離子表面活性劑和聚合物會向顆粒表面?zhèn)鬟f帶負電的靜電荷，即負專電位，這會引起相鄰水泥粒子間的排斥并且有助于提高分散效果。對于高分子聚合物，物理阻礙(空間位阻)會導(dǎo)致額外的小范圍排斥力。因而“靜電力”和“空間力”都有助于提高水泥漿的流動性能。1.4 減水劑的作用當代混凝土工業(yè)普遍使用的超塑化劑絕大部份是萘磺酸鹽甲醛縮合物 (PNS) 和磺化三聚氰胺甲醛樹脂(PMS) ，其作用機理主要為分子之間的靜電斥力。眾所周知，聚合體是超塑化劑

4、的主要成分，其性質(zhì)非常重要。同時，磺化作用的最大程度必須是適宜的，平均聚合度為9-10 。在這種聚合度下，聚合鏈不可能出現(xiàn)過多的跨越連接。理論上，所有滿足標準、具有相同水化硬化特性的水泥，在摻入相同的超塑化劑時，所表現(xiàn)出的流變特性是相同的。然而試驗表明，這種理論并不一定是非常準確的尤其是當混凝土的水膠比在0.3 和 0.4 之間時更是如此。其原因主要是由于水泥中各種化學(xué)成分和礦物相以及水泥中的硫酸鈣含量是根據(jù)不同的試驗條件加以調(diào)整的，可以通過改變用水量來改變混凝土的流變特性。當水灰比為0.5 時。水泥顆粒分散度很大，水泥顆粒的分散性直接決定混凝土的流變特性，隨著時間的增長，初始水化產(chǎn)物與水泥顆

5、粒開始交叉分散，混凝土的流變性生發(fā)生變化。水泥和磺酸鹽聚合物之間的相互作用非常復(fù)雜，且受以下因素影響：(1)水泥的物理特性、水泥的化學(xué)特性、水泥的組成。(2)水泥顆粒的形態(tài)，特別是其外部結(jié)構(gòu)的形態(tài)、水泥中可溶堿性物 (Na+、K+)的數(shù)量、水泥中混合材的品種與用量。(3)超塑化劑的特性和形態(tài)。由于水泥和超塑化劑之間的相互作用是一種表面現(xiàn)象，所以研究者開 始越來越關(guān)注水泥顆粒的表面特征，認為水泥顆粒表面的形態(tài)至關(guān)重 要.影響著水泥表面各相生成物的數(shù)量和性質(zhì)。水泥表面生成物主要有兩 種形式：一是帶正電荷的空隙相：二是帶負電荷的硅酸鹽熟料礦物相。圖1給出了 5種水泥顆粒模型251硅酸鹽熟料礦物相 孔

6、隙相硅酸鹽相3A理論水泥顆粒從圖中可以看出G1 , G2, G3三種模型中硅酸鹽相和空隙同時存在。但對其附近的木質(zhì)素磺酸鹽分子而言。 這5種水泥顆粒模型是完全不同的：G1的表面僅存在 C3s相；G2的表面僅存在 C3A相和C4AF相；G3的表面主要由C3s相包裹，另外同時存在少量的 C3A相和C4AF相；G4和G5 兩種水泥顆粒模型具有相同的形態(tài)，但其中C3A 相和C4AF 相的含量不同，G4表面C3A相的數(shù)量是G5表面C3A相數(shù)量的兩倍。水泥顆粒除了表面形態(tài)不同外，顆粒中C3A 的晶態(tài)結(jié)構(gòu)也是不相同的（常常把C3A 的晶態(tài)結(jié)構(gòu)假定為兩種：立方體狀和斜方晶狀），不同晶態(tài)結(jié)構(gòu)的水泥顆粒與水反應(yīng)的

7、情況不同。以上分析表明，水泥和超塑化劑之間的相互作用是一種非常復(fù)雜的物理化學(xué)現(xiàn)象。必須做嚴謹?shù)姆治觥p水劑的主要成分是表面活性劑其對水泥的作用主要是表面活性，本身不與水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。減水劑在水泥混凝土中的作用包括：吸附分散作用、濕潤作用、潤滑作用等。l.3 外加劑對水泥品種及外摻料的適應(yīng)性人們使用“適應(yīng)性”來描述水泥和超塑化劑的相互作用，當摻超塑化劑的混凝土坍落度損失很大時，就認為這種水泥和超塑化劑或復(fù)合外加劑不適應(yīng)。研究表明，超塑化劑的摻量較高時，混凝土初始坍落度增加到某一數(shù)值后便不再增加如果再增加超塑化劑的摻量，混凝土就會出現(xiàn)泌水現(xiàn)象 （圖 2）。分析圖 2 可知， 30 min 以后，

8、超塑化劑摻量為0.9的混凝土坍落度損失很大。此時的坍落度僅為初始坍落度值的一半；60 min 以后。超塑化劑摻量為1.0的混凝土坍落度已完全損失：90 min 以后超塑化劑摻量為 1.1 的混凝土坍落度值依舊高達140 min ， 而超塑化劑摻量為1.2的混凝土坍落度值高達230 mm 。這就引發(fā)出一個混凝土工程界需要研究的課題：如何解決保塑與泌水的矛盾?國內(nèi)外的許多研究表明，由于水泥的礦物組成、含堿量、細度及生產(chǎn)坍落度/mm尸 二0 9 %，另摻0.2%N西O020406080100時間/min*指超塑化劑摻量2坍落度損失與時間的關(guān)系水泥時所用的石膏等不同.同一種外加劑在相同摻量下，對這些水

9、泥的作 用效果明顯不同，甚至不適應(yīng)。水泥中石膏形態(tài)對減水劑使用效果的影響與水泥中C3A質(zhì)量分數(shù)有關(guān)，當C3A質(zhì)量分數(shù)高時影響較大，反之則小。影響水泥和含木質(zhì)素磺酸 鹽的超塑化劑復(fù)合物流變性的關(guān)鍵參數(shù)是帶正電的空隙相活動區(qū)的數(shù)量 和快速可溶的$。42-量之間的平衡。如果這兩個數(shù)值的平衡狀態(tài)適當，則 復(fù)合減水劑與水泥具有很好的適應(yīng)性。止匕外，在配制對坍落度經(jīng)時損失有嚴格要求的混凝土時，選用的水泥 含堿量不宜過高，因為含堿量高的水泥，具凝結(jié)時間較短。同時，水泥中 w(C3A)及w(R20)的比例應(yīng)適宜，見圖 3。在配制混凝土時，常摻入粉煤灰、磨細礦渣、石灰石粉，為提高混凝 土強度和耐磨、抗?jié)B等性能，

10、有時還摻用適量的硅灰。這些組分的摻入量 也會影響水泥對外加劑的適應(yīng)性。： 吟 適應(yīng)性優(yōu) ：1 C4 O ° gt 一,一 適應(yīng)性良 ： Cj I10°01。A：不適應(yīng)0,20.40.60.81.0當量NhO總量/%3外加劑對水泥的適應(yīng)性與水泥組成的關(guān)系2 解決外加劑與水泥適應(yīng)性的技術(shù)途徑混凝土材料的工程應(yīng)用是一個系統(tǒng)工程，不能單純從新拌混凝土的流 變性能來考慮混凝土外加劑的工藝配方；而應(yīng)按照整體論的科學(xué)原理，遵 循“按性能設(shè)計”的要求，在充分滿足新拌混凝土的工作性、凝結(jié)時間、強 度和耐久性的基礎(chǔ)上。針對水泥性狀，制定混凝土中外加劑配制方案。通 常，可考慮下列三種組合：(1)

11、減水劑+調(diào)凝劑+引氣劑；(2)減水劑+保水劑 +調(diào)凝劑+引氣劑；(3)減水劑+保塑劑+調(diào)凝劑+引氣劑 保水劑。以控制混凝土坍落度損失的技術(shù)途徑為例分析。從技術(shù)層面講，控制 混凝土坍落度損失既簡單又復(fù)雜。綜合上面的討論，可根據(jù)水泥性狀將減 少混凝土坍落度經(jīng)時損失的技術(shù)途徑歸納為以下三點：(1)減水劑摻量應(yīng)略高于其飽和點摻量， 弁根據(jù)水泥中w(C3A)及w(R20) 加以適當調(diào)整，同時適量引氣。(2)視水泥品種情況(盡可能選用含堿量較低的水泥)，合理使用保塑材料和調(diào)凝材料。(3)必要時摻用保水劑，減少泌水，改善混凝土工作性。水泥與外加劑的適應(yīng)性集中體現(xiàn)在水泥材料使用上：1 、水泥C3A 含量較高或

12、粉磨細度(指比表)過細的，對外加劑吸附能力加快、增強，這種原因造成的外加劑不適應(yīng)，一般體現(xiàn)為坍落度不夠或混凝土過于粘結(jié)或坍損過快。解決辦法是增加混凝土外加劑的摻量，或適當增加緩凝組份。最好辦法是增加減水劑的摻量。2、水泥摻礦渣作為摻和料的，體現(xiàn)在混凝土泌水，同時混凝土容易干縮開裂，建議盡量減少水泥用量，增加需水量比小于100 的粉煤灰作為膠凝材料，同時適當增加砂率?；炷翝仓笠欢ㄒ⒁怵B(yǎng)護。3、水泥的含硫量不足，影起坍損過快，此種情況應(yīng)盡量少采用高濃型萘系減水劑，對減水劑進行補硫一般可以解決。4、水泥使用非二水石膏作為調(diào)凝劑時，外加劑組份不當會造成混凝土非正常凝結(jié)，所以在減水劑組份選擇上要注

13、意帶羥基的組份。應(yīng)盡量不要摻用白糖作為緩凝劑，另復(fù)配木質(zhì)素類減水劑時，要針對水泥作適應(yīng)性試驗。5、對于一些復(fù)合水泥，在冬季容易造成凝結(jié)時間過長或早期強度不足的現(xiàn)象，建議粉劑產(chǎn)品可以復(fù)配適量早強劑，水劑產(chǎn)品盡量不要復(fù)配木質(zhì)素類減水劑和盡量減少緩凝劑組份比例。6、對摻加某些助磨劑產(chǎn)品的水泥，慎加有機類早強劑、白糖、木質(zhì)素組份。7 、購買糖鈉時，要鑒別真?zhèn)?，目前市場上摻白糖、檸檬酸糖鈉橫行。8、各種木鈉產(chǎn)品充斥市場，建議選用時要注意。外加劑能提高新拌混凝土的工作性能、改善施工環(huán)境，提高硬化混凝土的力學(xué)性能和耐久性，同時可節(jié)約水泥、降低成本、加快施工速度。因此，混凝土外加劑廣泛用于各種混凝土工程中。但

14、是我國各地區(qū)礦石資源不一樣，水泥生產(chǎn)工藝規(guī)模有效大差別，導(dǎo)致了水泥品種的多樣性。而且，同一種水泥質(zhì)量差別也大。在高性能混凝土、高品混凝土、泵送混凝土的應(yīng)用中往往會出現(xiàn)混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性較差的現(xiàn)象。這就類似“青霉素”不適應(yīng)“某些”病人會現(xiàn)現(xiàn)“過敏”或其它“異常反應(yīng)”一樣。 這種現(xiàn)象尤其發(fā)生在低水膠比實際用水量少的高性能混凝土的拌合物中。在相同配比下，同摻量同品種的混凝土外加劑往往由于水泥品種不一樣，其應(yīng)用效果有效大差別。同樣混凝土外加劑在一種水泥的應(yīng)用中效果較好，而在另一種水泥的應(yīng)用中出現(xiàn)較大差別，甚至出現(xiàn)相反效果，出現(xiàn)質(zhì)量事故。如摻有“甘油”的混凝土外加劑或“糖鈣”或“木鈣”的混凝土外加

15、劑，在某些水泥中應(yīng)用效果較理想，而在某些水泥中可能會現(xiàn)相反的效果。又如：東北某工程使用泵送劑之前，未做混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性試驗，盲目地將泵送劑用于大壩水泥的工程中，結(jié)果導(dǎo)致混凝土不凝的質(zhì)量事故。一般，混凝土外加劑適應(yīng)性較差表現(xiàn)如下：1）新拌混凝土的攪拌過程中出現(xiàn)異常凝結(jié)（速凝、假凝）2 ）新拌混凝土坍落度損失快。3 ）混凝土泌水、離析、分層現(xiàn)象嚴重。4）新拌混凝土坍落度提不上來，看似混凝土外加劑減水效果差。5）硬化混凝土強度明顯下降。6）混凝土收縮加大、抗?jié)B、耐久性下降。7 ）大體積混凝土中緩凝效果不明顯、出現(xiàn)溫差裂縫。因此，要正確認識混凝土外加與水泥適應(yīng)性這一現(xiàn)實問題，在應(yīng)用某一品種混

16、凝土外加劑之前，一定要做混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性試驗。按混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（ GBJ119-88 ）正確地選擇和應(yīng)用混凝土外加劑。1影響混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的因素1.1 混凝土外加劑摻量摻加工藝1.1.1 混凝土外加劑最佳摻量對于某一水泥、某一配比的混凝土而言，任何混凝土外加劑都存在一最佳摻量，即在最佳摻量時，混凝土外加劑的性能會出現(xiàn)拐點。外加劑的最佳摻量是獲得最好的技術(shù)、經(jīng)濟效果的重要因素，其最佳摻量是根據(jù)試驗、混凝土配比確定的，具關(guān)系如圖1、圖2，故在混凝土外加劑大摻量或低摻量（相對最佳摻量而言）往往會出現(xiàn)截然不同、意想不到的效果。如“坍落度”損失快慢、泌水大小、緩凝與促凝等。1

17、.1.2 混凝土外加劑摻加工藝（先摻法與后摻法）凡進行過混凝土外另劑研究的工作者及進行大量混凝土外另劑的應(yīng)用試驗的人員都應(yīng)贊同：后摻法的混凝土的工作性能優(yōu)于先摻法的混凝土，而且達到同樣效果，后摻法的摻量往往更小，這可能與混凝土外加劑與水泥顆粒的吸附與分散有關(guān)。其關(guān)系如圖3 o1.2 攪拌時間與攪拌速度混凝土攪拌時間會影響混凝土的含氣量及混凝土外加劑對混凝土的分散效果、凝結(jié)時間，從而影響混凝土的工作和硬化混凝土的力學(xué)性和耐久性。攪拌機剪切速度過快，會破壞水泥漿中的膠體結(jié)構(gòu)和破壞水泥顆粒表面形成雙電層膜，使混凝土凝結(jié)時間坍落度損失、泌水量都受到較大影響。1.3 混凝土外加劑品種的影響1.3.1 官

18、能團、分子結(jié)構(gòu)等混凝土外加劑中所含不同的官能團如OH 、 COOH 、CH2、SO3等對水泥顆粒影響不同，外加劑的分子量、形狀不同都會影響到混凝土外加劑的性能?；炷镣饧觿┦顷庪x子表面活性劑還是陽離子表現(xiàn)活性劑或是非離子表面活性劑，水泥中的C3A、 C4AF、 C3S、 f-CaO 等吸附分散效果不相同，也直接影響水泥中SO4-2 的溶解度。從而導(dǎo)致混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的問題。1.3.2 其它因素混凝土外加劑中堿含量高，則對混凝土早期強度有利，但新拌坍落度損失快。有些外加劑引氣量過大，而且氣泡不均勻、不封閉。氣泡大導(dǎo)致新拌混凝土坍落度損失快，而且使硬化混凝土抗?jié)B、抗凍、 耐久性等下降。1.

19、4 水泥1.4.1 礦物成份影響不泥適應(yīng)性的主要是C3A、C3S,在水泥中一般以石膏作為調(diào)凝劑。一般說來，C3A 含量低的水泥，其適應(yīng)性良好，坍落度損失小。C3A含量高的水泥，需要較多的CaSO4.2H2O 作調(diào)凝劑。若混凝土拌合物中，SO42- 濃度不足，那么新拌混凝土坍落度損失快。像MG 、 TG 對硬石膏作調(diào)凝劑的水泥，其適應(yīng)性差，就是因為TG/MG 降低了硬石膏的溶解度，從而使水泥因缺少SO42- 而產(chǎn)生異常凝結(jié)。通常水泥適應(yīng)性不好，水泥在生產(chǎn)過程中采用立窯回轉(zhuǎn)窯干法濕法生產(chǎn)，使水泥礦物組分晶相狀態(tài)細度石膏形態(tài)發(fā)生不同程度的變化，從而導(dǎo)致了混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性問題的產(chǎn)生。一般，水泥

20、中吸附外加劑能力：C3A> C4AF> C3Sn> c2s。其水化速率與其關(guān)系近似成正比。當新鮮水泥存放一段時間后，由于其中f-CaO 減少，使混凝土拌合物需水量減少，坍落度損失減緩，從而改善了混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性；水泥中親水性摻合料保水性好?；鹕交屹|(zhì)水泥保水性差，易泌水。一般，水泥需水量大小和坍落度損失大小按規(guī)律：P IP I> P.O > P.S > P.F> P.P。泌水性正好與其相反。1.4.2 細度水泥過細，水化速度快，需水量大，保水性好，但其坍落度損失快，而且水泥過細，混凝土收縮大，含氣量下降，降低了混凝土的抗?jié)B抗凍耐久性。1.4.3

21、石膏(1)石膏細度不夠，使石膏溶解度不夠，產(chǎn)生速凝。(2)石膏用量不夠，不能有效控制C3A 的水化。(3)石膏形態(tài)一般在混凝土中CaSO4.2H2O調(diào)凝效果優(yōu)于 CaSO 4.1/2 H2O。石膏與熟料的粉磨溫度通常較高，從而使二水石膏脫水或半水石膏再脫水成硬石膏，從而導(dǎo)致混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性較差。1.5 摻和料通常摻粉煤礦灰或磨細礦渣有利于新拌混凝土的流動性，而且使其坍落度損失減緩。但是需水量比的關(guān)系為I級> n桀m級。故I級灰坍落度損失小但保水性差，易泌水。通常摻膨劑的混凝土其坍落度損失快，水泥與混凝土外加劑適應(yīng)性較差。用塑料桶裝上新鮮混凝土拌合物，敞口，室溫存30.5 C,濕度

22、61%。其中用水量為扣砂含水，砂為濕砂重量，粉煤灰為n級,膨脹劑為山東建材院的JEA.1.6 溫度、濕度由于溫度高，水泥水化速度加快，而且混凝土表面水分蒸發(fā)加快，混凝土內(nèi)游離水通過毛細管源源不斷地補充到混凝土表面。這樣，一方面水泥水化加憐惜，一方面混凝土游離水大量被蒸發(fā)而沽少，從而使新拌混凝土坍落度損失加快。而且某些混凝土外加劑的緩凝效果在30 以上作用大大降低。如有機酸在高溫下對C3S 緩凝效果大降低。醇酮酯在高溫下，對 C3S 的緩凝效果較好。因此，在高溫下，大多需要提高混凝土外加劑的摻量和防止水分蒸發(fā)。（如圖4圖5 ）施工中配比雖然看似是設(shè)計問題，但它對混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的影響很大

23、。據(jù)有關(guān)資料和試驗表明，砂率過高會使混凝土拌合物流動性降低，保塑性降低，坍落度損失加快。在混凝土配比中，石子的形狀吸水量級配也嚴重影響混凝土的施工性保水必粘聚性流動性保塑性可密實成型性。在實驗中W/C 降低右以提高混凝土的強度，而在低W/C 下，有一最佳Mwo ,在最佳Mwo條件下，混凝土外加劑對水泥混凝土的各項性能能充分發(fā)揮出來使混凝土拌合物的保水性能保塑性等工作性狀態(tài)改善，更重要的是保證了 SO 42-水泥在水化時，石膏有足夠的溶解用水，從而保證 了的濃度，使與水泥適應(yīng)性得到了改善。如圖6。2解決混凝土外加劑的摻加工藝2.1 改變混凝土外加劑的摻加工藝采用后摻或滯水法或少量多次摻加的工藝。

24、這種方法的效果較好。這就需要改變混凝土輸送車的某些裝置。若在攪拌運輸車上安裝配套的后摻或多次參加混凝土外加劑的儀器裝置，那么混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性差便可大大改善，而且這種運輸車的技術(shù)優(yōu)勢便能較好地發(fā)揮出來，肯定會受到市場的青睞。2.2 適當增加或減少混凝土外加劑的摻量當混凝土摻合物坍落度損失太快時，適當增加混凝土外加劑摻量。當混凝土嚴重泌水，適量減少混凝土外加劑摻量，當然最好根本方法是降低Mwo2.3 適當調(diào)整混凝土外加劑的配方，使混凝土外加劑對石膏的溶解度影響小，并能提高石膏的溶解度，有效地控制SO42-的濃度。能產(chǎn)生效果的物質(zhì)有HCl、 H2SO4、 HNO3 及其鹽類硅氟酸鈉、NaF、

25、 NaCl 。特別是對硬石膏作調(diào)凝劑的水泥，更應(yīng)注意減少或不用木鈣、糖鈣這類使石膏溶解度降低的物質(zhì)。在混凝土外加劑使用反應(yīng)性高分子物質(zhì)，并適應(yīng)復(fù)配相應(yīng)的保水、緩凝、保塑組分。2.4 調(diào)整混凝土配比根據(jù)不同工程及設(shè)計要求調(diào)整好施工配比。混凝土外加劑只能使較合理配比的混凝土性能得到改善，卻不能使配比不合理質(zhì)量差的混凝土性能得到改善。在嚴重泌水的混凝土中適量摻加部份摻合料或適當提高砂率或適當降低 Mwo o在混凝土坍落度損失率較高的混凝土中，適當增加 Mwo或適當增加混凝土外加劑摻量，使其初始坍落度SL0>200mm ， 這樣有助于提高石膏的溶解度，防止水分蒸發(fā)過快，混凝土拌合物中游離水嚴重不

26、足的現(xiàn)象產(chǎn)生。2.5 調(diào)整摻合料。盡量降低f-CaO、 MgO、 CaSO 4的含量， 有效控制C3A、SO42-、 OH -的平衡。使混凝土中C3A<8%2.6 采取綜合措施。通過調(diào)整混凝土外加劑配方，調(diào)整混凝土配比。采取不同的摻加工藝，或用部分摻合料代替部分水泥等措施。調(diào)整水泥與混凝土外加劑的適應(yīng)性。3 3工程應(yīng)用3.1 濟南財稅大廈九七年濟南財稅大廈工程使用YNB-6 泵送劑的商品混凝土，SL0=190、SL1=1.0、h = 80mm。經(jīng)過實驗研究及水泥分析。 發(fā)現(xiàn)水泥中C3A達11%。f CaO 達 1.89%。 水泥中石膏溶解度不足引起坍落度損失較快。因此， 我們及時調(diào)整了混

27、凝土外夾劑配方，使SL0=200mm、SLi=1.0、h= 195mm。混凝土和易性較好、硬化混凝土表面光滑，強度、抗?jié)B達到設(shè)計要求。3 . 2電信大廈濟南電信大廈在使用C30 商品混凝土中，發(fā)現(xiàn)泌水量較嚴重。通過實驗，及時調(diào)整了Mwo,解決了混凝土嚴重泌水這一問題（實驗結(jié)果如表 2）,通過實驗調(diào)整配比中M w o ,使Mwo下調(diào)4kg。這樣較好地解決了混凝土拌和物泌水量問題。4 . 3天建大廈天建大廈應(yīng)用YHB-6 配制 C40 商品混凝土時，發(fā)現(xiàn)商品混凝土坍落度損失快。我們通過調(diào)整混凝土外加劑的摻量及Mw。，即適當?shù)卦黾覻HB-6摻量或增加Mw o ,較好地解決了混凝土坍落度損失快這問題。

28、其實驗結(jié)果如表3 o5 結(jié)束語混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性是一個復(fù)雜的研究課題。隨著國內(nèi)外研究水平提高和廣大混凝土技術(shù)施工人員認識的提高，相信能正確認識使用混凝土外加劑的人員會愈來愈多，解決混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的方法也更多。關(guān)鍵詞：外加劑；水泥；適應(yīng)性；解決措施；工程實例混凝土外加劑已成為現(xiàn)代化混凝土制備技術(shù)和施工技術(shù)所離不開的一種重要組分，各種外加劑的應(yīng)用更是使混凝土材料實現(xiàn)高性能化和綠色化的重要措施之一。然而混凝土外加劑與水泥之間有時存在不相適應(yīng)性，并在一定程度上影響著外加劑的應(yīng)用效果以及混凝土的性能。筆者曾經(jīng)對混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的定義進行了描述1。認為：按照混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范

29、，將經(jīng)檢驗符合有關(guān)標準的某種外加劑摻入按規(guī)定可以使用該品種外加劑的水泥所配制的混凝土（或砂漿）中，若能夠產(chǎn)生應(yīng)有的效果，就認為該水泥與這種外加劑是適應(yīng)的；相反，如果不能產(chǎn)生應(yīng)有的效果，則該水泥與這種外加劑不適應(yīng)。為了摸清上海、江蘇、浙江、廣東等地區(qū)水泥與外加劑的適應(yīng)情況，尋求產(chǎn)生不相適應(yīng)性現(xiàn)象的原因，提出有效的解決措施，從而更好地為高速發(fā)展的國民經(jīng)濟和工程建設(shè)服務(wù)，課題組開展了“水泥與外加劑適應(yīng)性”的研究項目，就減水型外加劑（包括普通減水劑、高效減水劑、緩凝減水劑、緩凝高效減水劑、普通泵送劑、高效泵送劑和控制混凝土坍落度損失外加劑等）與水泥的適應(yīng)性問題展開一系列的試驗研究。試驗從上海、南京、

30、鎮(zhèn)江、深圳、廣州、浙江等地所普遍使用的外加劑產(chǎn)品中共抽取28 個樣品，并抽取六家水泥廠九種標號（牌號）的水泥樣品、細度不同的水泥樣品以及存放期不同的水泥樣品。本文簡要總結(jié)了通過試驗研究得出的影響外加劑與水泥適應(yīng)性的各種因素，提出了解決這一問題的幾個可操作措施，并列舉了兩個工程應(yīng)用實例。1 混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的影響因素及其作用規(guī)律影響外加劑作用效果的因素很多，如表1 。這些因素往往相互交織在一 起 , 共同對外加劑的使用效果產(chǎn)生影響。表1影響混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的因素Table 1 Factors influencing the compatibility between cement

31、 and concreteadmixturesSuperplasticizersCementDegree of sulfonationMineral componentsDegree of polymerizationAlkali contentKinds of alkali for neutralizationKinds and dosage of gypsumPurityKinds and dosage of blendsStateFineness從表1可以看出，影響外加劑作用效果的因素很多，有外加劑方面的， 也有水泥方面的，混凝土摻合料、環(huán)境因素及外加劑摻量、摻加方法的影 響也不容忽視。

32、上述各種因素對混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的影響規(guī)律及 機理分析參見文獻1-12 o2混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的改善措施改善混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性，首先要對混凝土原材料生產(chǎn)者、 混凝土拌合物制備者和施工技術(shù)人員進行大力宣傳。只有全社會都承認水 泥與外加劑之間存在適應(yīng)性這一事實，才能正確面對其可能產(chǎn)生的后果， 也才能促使人們努力解決這一問題。其次，混凝土制備者應(yīng)對每一批水泥、每一批外加劑進行質(zhì)量檢測 和混凝土試配試驗，尋求原材料的技術(shù)特性，盡量將相互適應(yīng)性好的外加 劑與水泥配合使用，以避免因?qū)⒉幌噙m應(yīng)的水泥與外加劑共同使用而造成 的質(zhì)量事故、材料浪費或成本提高。再者，混凝土的制備成本固然重要，但

33、混凝土制備者不能只注重節(jié) 省費用而無視某些水泥（如鋁酸鹽含量相對較高者）或摻加了某種摻合料后 配制的混凝土對外加劑摻量的實際需求，因為，外加劑的適宜摻量與水泥 特性、摻合料性能及摻量等因素有關(guān)，而非傳統(tǒng)觀念上的固定值。第四，水泥廠、外加劑廠與混凝土制備單位應(yīng)攜手解決這一類問題, 而決不能對自己所存在的技術(shù)問題遮遮掩掩、推卸責任。比如水泥廠盡量 不采用硬石膏作為調(diào)凝劑，外加劑廠遇到所配合使用的水泥為摻硬石膏水 泥時，應(yīng)提供不含木鈣或糖鈣的外加劑或采取其它技術(shù)措施，同時，混凝 土制備者也應(yīng)采納外加劑廠的建議，及時改變外加劑的品種和摻量。在實際工程中，水泥與外加劑的適應(yīng)性試驗應(yīng)在混凝土拌合物制備 前

34、就完成，這樣才能正確地選擇水泥、摻合料和外加劑，弁確定最優(yōu)化的 配合比。在施工中，水泥廠和外加劑廠應(yīng)提供質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。如果某批 水泥或外加劑出現(xiàn)了不相適應(yīng)性問題，應(yīng)立即配合分析和查找原因，以尋 求有效的對策。表2是針對水泥與外加劑不相適應(yīng)的一些常見現(xiàn)象建議采取的措施。 必須指出的是，有時導(dǎo)致水泥與外加劑不相適應(yīng)的原因是多方面的和互相 交織的，具體采取哪種解決措施，要進行充分的前期試驗和細致周密的分 析。另外，此類問題要由水泥廠和外加劑廠、混凝土拌合物制備單位以及 施工單位聯(lián)手解決。表2水泥與外加劑不適應(yīng)性常見問題的解決措施Table 2 Solving measures for the in

35、compatibility problems between cement and concrete admixturesPhenomena of incompatibilityPossible reasonsSolving measuresUnits being responsible1)Plasticizing efficiency of the nephthelene based superplasticizer is not ideal at the recommendeddosagea)Sulphanaton of superplasticizer is not enoughIncr

36、ease the sulphanation degree of superplasticizer1b)Degree of polyrization of superplasticizer is not suitableAdjust the degree of polyrization of superplasticizerc)C 3A content in cement is too high or the ratio of gypsium to C 3A is too lowIncrease the dosage of superplasticizer2Add the superplasti

37、cizer a few minutes after the waterAdd some SO42- in concrete mixUse new type superplasticizers, i.e. poly carboxylicacids, etc.d)Alkali content in cement is too highIncrease the dosage of superplasticizers2Add some SO42- in concrete mixReduce the alkali content in cement3e)The quality of fly ash bl

38、ended in cement is not goodIncrease the dosage of superplasticizer or select new type superplasticizers2f)Add zeolite or silica fume in concrete as mineral admixturesg)Specific surface area of cement is too highIncrease the dosage of superplasticizers22)Set time of concrete is extremely shortened wh

39、en adding lignosulfonate plasticizer or calcium sucrose3)The slump-loss of concrete can not be efficiently controlled when adding a certain pumping admixtureUnhydride exists in cementc，c 八 2- .，Supplement some SO4 in concrete mix2Add lignosulfonate plasticizer or calcium sucrose with superplasticize

40、rs together1 and 2Add lignosulfonate plasticizer or calciumsucrose a few minutes after waterAdd superplasticizer instead of lignosulfonate plasticizer or calcium sucrose1)Part or all of adjusting agent of cement set time is anhydride, or there is lignosulfonate plasticizer and/or calcium sucrose in

41、pumping admixturec，c 八 2- -Supplement some SO4 in concrete mix2Add pumping admixtures a few minutes afterwaterReplace the lignosulfonate plasticizer and/or calcium sucrose in pumping admixture with other set retarders1Select other type pumping admixtures2Don' t use unhydride as adjusting agent o

42、f cement set time32)Alkali content in cement is too high2-Supplement some SO4 in concrete mix2Increase the dosage of pumping admixtureAdd pumping admixtures a few minutes after waterReplace some cement with mineral admixtures(i.e. slag powder)Increase the set retarder content in pumping admixture13)

43、C 3A content in cement is too high, or2-,/SO4 /C3A ratio is not enoughIncrease the dosage of pumping admixture22-Supplement some SO4 in concrete mixIncrease the set retarder content in pumping admixture1Select the efficient set retarder4)The cement used in concrete is too freshIncrease the dosage of

44、 pumping admixture2Replace some cement with reactive mineral admixtures5)The temperature of cement is too highAvoid using cement with high temperature2Increase the dosage of pumping admixtureIncrease the set retarder content in pumping1admixture6)Use zeolite or fly ash of not good quality as mineral

45、 admixtureIncrease the dosage of pumping admixture2Decrease the dosage of this kind of mineral admixtures7)Use expansion admixtures with high alkali contentIncrease the set retarder content in pumping admixture1Increase the dosage of pumping admixture2Notes: 1-concrete admixtures factories; 2-concre

46、te manufactures; 3-cement plants3改善混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的工程實例利用筆者所提出的基本措施，曾成功解決了幾個工程實際問題，舉例 如下。3.1 因更換水泥所引起的不適應(yīng)性問題3.1.1 工程概況上海浦東某重點工程，2001年開始施工。該工程采用商品混凝土，強 度等級為C40 ,要求初始坍落度為 20+2cm ,1小時后坍落度不得低于 16cm?；炷僚浜媳葹樗啵悍勖夯遥旱V渣粉：砂：石子：泵送齊h水 =262:82:110:680:1023:6.81:180。原材料如下：江西某廠52.5級普通硅酸鹽水泥；II級粉煤灰；上海產(chǎn) S95礦渣粉；長江河砂，細度模數(shù)

47、 2.6; 5-25mm連續(xù)級配碎石；上海某廠 SP406高效泵送劑。該工程所澆注的混凝土由上海某攪拌站供應(yīng)，該攪拌站采用SP406高效泵送劑制備混凝土，過去所使用的水泥為京陽嘉新牌52.5 P.O和安徽海螺牌52.5 P.O ,按上述配比所配制混凝土的初始坍落度和坍落度保持 性均滿足工程要求。但當時由于上海市預(yù)拌混凝土需求量非常大，水泥供 不應(yīng)求，臨時改換了江西某廠生產(chǎn)的52.5 P.O。攪拌站事先對該水泥的性能特點不很了解，擬定仍按原來的配比進行生產(chǎn)，卻遇到了所配制混凝土 坍落度嚴重損失的異常情況。具體表現(xiàn)為：初始坍落度較小，只有 16cm, 且即使通過增加用水量使初始坍落度達到 20cm

48、，但只停放30min后坍落 度就減小到6.5cm ,根本無法滿足運輸和泵送要求。3.1.2 原因分析及解決措施根據(jù)筆者的分析，一方面，可能是因為該水泥礦物成分與其它水泥有差 別，或者石膏與鋁酸鹽比例較小，另一方面，當時正處于水泥舊標準向新 標準轉(zhuǎn)換的階段，為滿足早期強度的要求，可能該水泥的粉磨細度較大， 再者，也有可能是泵送劑出現(xiàn)了質(zhì)量波動。因此進行了一系列試驗進行對 比，查找原因弁提出了相應(yīng)對策。試驗結(jié)果如下。1）采用標準檢驗方法對外加劑進行檢測，當摻量為1.5%C時，當時供應(yīng)的一批SP406高效泵送劑和前幾批泵送劑的留存樣品均符合泵送劑一 等品標準13,且質(zhì)量穩(wěn)定。因此，可以排除外加劑的質(zhì)

49、量波動因素。2）對江西某廠水泥質(zhì)量進行檢測，結(jié)果表明其性能符合GB175-1999硅酸鹽、普通硅酸鹽水泥標準，可以排除水泥的質(zhì)量因素。3）在不摻加摻合料的情況下，對比了海螺水泥、京陽水泥和江西某廠水 泥與SP406的適應(yīng)性，結(jié)果如表 3。表3三種同強度等級的普通硅酸鹽水泥與SP406高效泵送劑的適應(yīng)性Table 3 Compatibility between pumping agent SP406 and the 3 kind of ordinary Portland cement(52.5 grade)Series numberConcrete proportionC:S:G:SP406:W

50、Kinds of cementSlump/cm0min30min60minNo.1454:680:1023:6.81:180Hailuo 52.5 P.O21.018.517.0No.2454:680:1023:6.81:180Jingyang 52.5 P.O20.519.017.0No.3454:680:1023:6.81:180Jiangxi 52.5 P.O17.58.04.5No.4454:680:1023:9.08:180Jiangxi 52.5 P.O24.019.018.0可見，采用同一種SP406高效泵送劑，摻量也相同，只是水泥品牌不同， 所配制混凝土的坍落度損失情況不同，江

51、西某廠的水泥所配制的混凝土坍 落度損失較大。觀察表明，NO.3混凝土拌合物在0-20min內(nèi)的稠化現(xiàn)象 非常嚴重，可以將出現(xiàn)不適應(yīng)性現(xiàn)象的原因基本歸結(jié)于該水泥的特性上。為此，將SP406的摻量增加到2.0%C ,便發(fā)現(xiàn)混凝土的坍落度損失 減小了俵3中No.4）。另外，在對混凝土原材料的進一步了解中發(fā)現(xiàn)，當時所使用的粉煤 灰盡管符合II級粉煤灰標準，但其含碳量相對較高（燒失量為6.2%）,對于 本C40混凝土配合比，顯然粉煤灰的用量偏大。 粉煤灰大量吸附減水劑也 將導(dǎo)致混凝土坍落度損失過大。最后筆者提出，可采取以下措施改善江西某廠水泥所配制混凝土的拌合 物性能：1）在配合比不變的情況下，適當增加

52、 SP406外加劑的摻量；2） 在配合比不變的情況下，適當調(diào)整SP406外加劑的復(fù)合方案；3）適當改變 混凝土的配合比，比如減小粉煤灰用量，而相應(yīng)增加礦渣粉的用量。表4為在上述三種方案的基礎(chǔ)上，采用江西某廠52.5 P.O所配制混凝土的拌合物性能，Shen 8 ”外加劑為按本C40混凝土原材料性質(zhì)和配合比 新研制的泵送劑。表4采取措施后，用江西某廠水泥所配制C40混凝土拌合物的性能試驗結(jié)果Table 4 Test results of properties of concrete mix using 52.5 P.O cement produced in Jiangxi ProvinceSeriesnumberConcrete proportionSlump/cmC:FA:Slag:S:G:WAdmixture and its dosage /%(B)0min30min60minNo.5262:82:110:680:10