摘要：水泥与外加剂的适应性问题一直是水泥生产厂家、混凝土施工单位和外加剂生产厂家比较棘手的技术难题，本文根据实际工作中遇到的问题，讨论水泥生产中质量控制对水泥与外加剂适应性的影响，供同行参考。
关键词：水泥；外加剂；适用性
1 前言
近几年在混凝土质量整体提高的同时，也有部分混凝土搅拌站由于质量控制技术水平不高，给工程质量带来了隐患，甚至出现了工程质量事故，造成了重大经济损失。
2 外加剂与水泥适应性的概念
按照混凝土外加剂应用技术规范，将经检验符合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所配制的混凝土（或砂浆）中，若能够产生应有的效果，就认为该水泥与这种外加剂是适应的；相反，如果不能产生应有的效果，就认为该水泥与这种外加剂不适应。外加剂与水泥适应性有多种表述方法，目前对混凝土拌合物的流动性的影响，可以采用测定水泥净浆流动性能的变化来实现，对水泥厂或混凝土施工单位而言，这是检验外加剂与水泥是否“适应”的直观而又快捷的一种测定方法。下面的分析、论述就是以此方法测定的数据为依据的。
3 水泥生产中影响适应性的主要因素
3.1碱含量
某公司一时期生产的水泥与外加剂的适应性很差，主要表现在净浆流动度小。原因是水泥中的碱含量较高，外加剂与水泥适应性比较好的水泥碱含量一般在0.37%～0.52%左右，并且波动范围较小，而适应性较差或不稳定的水泥碱含量大约在0.54%以上。碱含量对水泥净浆流动度是有影响的，碱含量高的水泥与外加剂（聚羧酸盐系列）适应性较差。这是因为水泥中碱含量高，会加速水泥中铝酸盐相的溶出，使水泥早期水化速度加快，对外加剂的吸附量增大。因为铝酸盐相在水化初期其电动电位呈正值，对外加剂分子的吸附强（大多数减水剂为阴离子表面活性剂）。导致混凝土凝结时间缩短和坍落度损失增大。
3.2熟料中的游离氧化钙
f-CaO含量某公司有几天出磨水泥和外加剂的适应性变差，检查发现当时粉磨水泥所用的熟料中f-CaO含量较高，平均值为2.32%，且波动大。将熟料中f-CaO控制在小于1.5%之后，水泥与外加剂的适应性恢复正常。有关f-CaO影响适应性的机理还有待于进一步研究。
3.3混合材种类及掺加量
混合材对外加剂有吸附作用。对不同品种混合材（矿渣、粉煤灰、石灰石）以不同比例所磨制的水泥进行了水泥与外加剂适应性的试验。试验表明：加入混合材后能改善水泥与外加剂的适应性，掺用不同种类、不同比例的混合材所对应的水泥对外加剂的适应性产生的效果不同。
3.4水泥细度
水泥细度的稳定性对外加剂的适应性也是一个重要的影响因素，A公司曾接到某工程反映该公司近期水泥对同种外加剂的适应性变差。公司技术人员立即赶赴现场，将工地同品种不同批次的水泥取了63个样品带回厂里对水泥细度进行了检验，结果发现这些样品的细度（80μm筛余）波动较大，63个样品的细度标准偏差为0.91，极差为4.8.为了进一步验证细度对适应性的影响，对不同细度的水泥进行了适应性试验。试验数据也显示了细度的波动对适应性的影响较大，其中比表面积偏大的水泥，与外加剂的适应性变差。由此可见，粉磨细度的不稳定是造成某工程适应性出现较大波动的主要因素。为此将颗粒分布的均匀性系数控制在0.9～1.0，提高平均粒径，控制水泥细度在较稳定的范围之内，这个问题便迎刃而解。
3.5水泥的温度及新鲜度
对不同温度下的水泥在掺0.8%UNF外加剂、水灰比W/C=0.29时的水泥净浆流动度进行了试验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆试验数据表明，随着水泥温度的升高，净浆流动度无论是初始，经时30min或者经时60min均呈下降趋势，温度越高流动度越小。事实上，水泥温度越高，减水剂对其塑化效果越差，混凝土坍落度损失也越快。因此，有些施工者或商品混凝土生产者利用刚出磨还未来得及散失掉热量的水泥配制的混凝土，往往出现坍落度损失特别快，甚至出现在搅拌机内就异常凝结的现象。外加剂对新鲜水泥的塑化效果要差一些。这是因为新鲜水泥的正电性较强，对外加剂的吸附能力较强。水泥的温度越高，外加剂对其塑化效果也越差，混凝土坍落度损失也较快。
3.6石膏的种类
不同品种和形态的石膏由于其溶解速度、溶解度和杂质含量的不同，在很大程度上影响了外加剂的使用效果，掺不同形态石膏的水泥在预拌混凝土中使用后，其效果大相径庭。有研究表示不同石膏种类及掺量对高效减水剂-缓凝剂-水泥三元体系的辅助塑化效应的影响后提出：二水石膏作为熟料的调凝剂是最佳选择；半水石膏、二水石膏、无水石膏这三种石膏中，硬石膏与减水剂相容性最差。因此必须明确认识到：按现行国家水泥标准作检验时，虽然不同品种、形态的石膏作缓凝剂都可能是适宜和合乎要求的，但在预拌混凝土中由于掺入了外加剂，会发生水泥与外加剂不适应的情况。
3.7熟料矿物组成的影响
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。
4 水泥、外加剂、粉煤灰的选择
4.1水泥的选择
从影响外加剂与水泥适应性的因素中可以看出，需水量大的水泥更容易出现与外加剂不相适应的问题。所以，应选用需水量小、强度较高的水泥。对于配制高性能混凝土，选择流变性好、反应速度慢的水泥更加重要。其选择方法是:用不同厂家的外加剂检测该种水泥的净浆流动度或砂浆流动度，对多种外加剂均出现了最大的流动度及最小的流动度损失的水泥，其与外加剂的适应性好，应优先选用。
4.2外加剂的选择
采用已知与外加剂适应性较好的水泥进行试验，选择能使该水泥砂浆流动度较大的外加剂，同时应试验掺加该外加剂的混凝土工作性能。外加剂应注意选择大的生产厂家，因其自动化程度高、技术水平高、产品质量稳定而且品种多，处理问题能力强。而小的外加剂厂家大多人工操作，产品不稳定，甚至有的厂家只是进半成品复配，所用原料质量都难以保证，所供外加剂的质量也就难有稳定的质量。
4.3粉煤灰的选择
粉煤灰的含碳量高则需水量大;粉煤灰越细或球型玻璃体含量越高，能改善混凝土的性能，使需水量减小，所用粉煤灰要有减水效果。比表面积在450～550m2/kg、0.045mm筛筛余在12%～50%的粉煤灰，能与水泥颗粒形成良好的级配组合，可以更好地发挥微集料的填充效应，对混凝土的耐久性有利。以选用烧失量<5%、需水量<100%的Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰较好。虽然材料厂家所供的水泥、粉煤灰通常能达到合格的标准，但混凝土厂家应对水泥、粉煤灰提出具体的质量指标，并要求质量稳定。当水泥生产厂家改变原材料来源、改变工艺时，均会造成水泥品质的很大改变，所以，应要求水泥厂家在出现这些情况时事先通知。如果所生产出的水泥不能达到使用要求，应重新选择水泥供货厂家。
5 结束语
混凝土外加剂与水泥的适应性问题，是个错综复杂的问题，但也是一个必须了解和基本掌握的问题。预防和处理混凝土出现外加剂与水泥的适应性问题，首先要从混凝土原材料入手。原材料的选择不当，均会给施工带来问题，增加费用，甚至造成工程事故，所以混凝土厂家应该以实验为基础慎重科学地选择使用材料。
参考文献
[1]冯浩,朱清江.混凝土外加剂工程应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2016.
[2]王华生,赵彗如.混凝土技术禁忌手册[M].北京:机械工业出版社,2015.
论文作者:程松峰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/2
标签：水泥论文; 外加剂论文; 适应性论文; 混凝土论文; 含量论文; 石膏论文; 熟料论文; 《基层建设》2017年第33期论文;