大连华科商品混凝土有限公司
0.前言
混凝土外加剂与水泥和掺合料之间有时存在不相适应性，并在一定程度上影响着外加剂的应用效果以及混凝土的性能。对混凝土外加剂作用效果造成影响的因素很多；这些因素往往会相互交织，共同对外加剂的使用效果产生影响。因此，我们必须采取必要的措施，以有效的技术手段，将因水泥与外加剂不相适应所造成的工程质量问题降到最低。
1.水泥与混凝土外加剂不适应主要表现形式
水泥与混凝土外加剂不适应主要表现形式为一下几方面：新拌混凝土的和易性（流动性、保水性、粘聚性）差，不能满足工作要求，坍落度经时损失大；混凝土出现速凝、假凝或过度缓凝；所有这些现象均会对混凝土的质量及正常生产产生较为严重的影响，而影响混凝土外加剂与水泥的适应性的因素有很多，如：水泥中熟料的矿物组成、水泥中石膏形态和掺量、水泥碱含量、水泥细度、水泥新鲜程度和温度、掺合料种类及掺量、水胶比等。
2.混凝土外加剂与水泥适应性影响因素及改善措施分析
2.1 影响因素分析
2.1.1 水泥熟料矿物组成的影响
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。硅酸盐水泥熟料对混凝土减水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。原料的变化将对外加剂的作用效果产生很大的影响。
2.1.2水泥中石膏形态和掺量的影响
因为水泥矿物中的C3A（铝酸三钙）本身水化速度极快，会使水泥急凝，使混凝土施工无法进行，加入石膏后（必须是生石膏，熟石膏会使水泥造成假凝，影响施工），石膏中的CaSO4（硫酸钙）可与水泥矿物C3A（铝酸三钙）生成溶解度极小的水化硫铝酸钙，以阻止急凝的水化铝酸钙的形成，从而延缓水泥的凝结时间，给施工创造条件。水泥中SO3大于1.90%以上就可以了，生产控制最好在2.3%，以防止配料工艺、设备的异常波动。石膏的加入量根据品位不同大概在3.5--5%之间。如果石膏掺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1.3%时，不能阻止水泥快凝，则容易产生速凝的现象，但如果溶解度含量大于2.5%时，凝结时间的增长也很少。因此，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。
2.1.3水泥碱含量的影响
水泥中碱含量主要来源于生产所用的原材料。水泥中过量的碱会和集料中的活性物质SiO2反应，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高效减水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，不仅当减水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，会出现严重的离析与泌水。大量实验数据表明，碱含量在0.4%-0.8%以内时，碱含量对外加剂与水泥间的适应性影响很小，而在国家标准中，低碱水泥的碱含量不得大于0.6%，因此为了使外加剂与水泥的适应性较好，碱含量宜控制在0.4%-0.63%以内。
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2.1.4水泥细度的影响
在水泥生产过程中，许多厂家为了满足强度的要求，一味地提高水泥的细度，细度越小，比表面积越大，而水泥对外加剂的吸附性随比表面积的增加而增加，在相同的外加剂掺量下，水泥的需水量随比表面积的增大而增大，同样混凝土坍落度损失也随比表面积的增大而加快，所以，本来在一定掺量下表现为适应的外加剂在水泥细度的提高下会表现出不适应现象。
2.1.5水泥新鲜程度、温度的影响
由于粉磨时会产生电荷，新鲜的水泥出磨时间短，颗粒间相互吸附凝聚的能力强，正电性强，吸附阴离子表面活性剂多，因此表现出减水剂减水率低，混凝土坍落度损失快的现象，与外加剂的适应性差。另一方面刚磨出来的水泥温度很高，当水泥温度小于70℃时对减水剂的塑化效果影响不大，当水泥温度超过80℃时对减水剂的塑化效果降低明显，当水泥温度更高时，可能会造成CaSO4.2H2O脱水变成无水石膏，需水量及外加剂吸附量明显增大，坍落度损失也会明显加快，使外加剂适应性明显变差。
2.1.6掺合料种类及掺量的影响
在水泥及混凝土的生产过程中，均掺有一定量的掺合料，如矿渣粉、粉煤灰等，由于这些掺合料的品质及掺量的不同，对混凝土外加剂的作用效果也会产生一定的影响。例如，单掺一定量的粉煤灰，由于粉煤灰中富含的球状玻璃体对浆体起到"滚珠轴承作用"，随着掺量的增加混凝土流动性增加，外加剂的适应性表现较好。另外由于粉煤灰中的碳会吸附较多的外加剂而使混凝土坍落度下降，因此，当粉煤灰掺量一定时，Ⅰ级粉煤灰烧失量较小（含碳量低），对外加剂的适应性表现较好，而Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰烧失量大（含碳量高），对外加剂的适应性表现就差。单掺矿渣粉对外加剂的适应性与粉煤灰相似但没有粉煤灰表现得这么明显，由于"微集料效应"，矿粉的粒径比水泥小，填充了水泥颗粒间的空隙，使水泥颗粒间水分得到释放，提高了混凝土的流动性。当粉煤灰和矿渣粉以一定比例掺加到混凝土中去时，二者的作用可互相促进，试验表明，双掺40%，矿渣粉：粉煤灰=2：1时最佳，此时表现出的混凝土与外加剂的适应性最好。
2.1.7水胶比的影响
在配合比的设计中，降低水胶比可以提高混凝土的强度，但在低水胶比下，有一最佳用水量，在最佳用水量的条件下，混凝土外加剂对水泥混凝土的各项性能能充分表现出来，使混凝土拌合物的保水性能、保塑性等工作状态得以改善，更重要的是保证了水泥在水化时石膏有足够的溶解用水。
2.2 几点改善措施
控制好水泥的细度和颗粒级配，水泥颗粒太细，一方面对减水剂的吸附作用较强；另一方面水泥的水化速度较快。这两个方面的作用都会使得透水混凝土的坍落度损失增大。在相同比表面积时，水泥颗粒的级配越窄，水化速度越快。所以水泥的颗粒级配太窄也会引起较大的坍落度损失。因此应控制好水泥的细度和颗粒级配，以提高水泥对外加剂的适应性。增加粉煤灰的掺量，减少磨细矿渣粉的掺量，粉煤灰混凝土对化学外加剂的适应性较强，而矿渣混凝土外加剂的适应性较弱。
3.结论
本文从影响水泥与外加剂适应性的各种因素入手，探讨了改善适应性的一些可行的措施，希望能对混凝土原材料生产单位、混凝土制备单位以及混凝土施工单位技术人员有所启示。影响水泥与外加剂的适应性是多方面的，为了使外加剂与水泥达到最佳适应状态，对水泥和外加剂最直观的就是做适应性试验和化学分析，通过新拌混凝土的坍落度及坍落度损失、保水性、粘聚性等及硬化混凝土的强度和耐久性来综合评定是否达标。
参考文献：
[1柯蕾，黄仕阶，帅希文，柯科杰；浅谈混凝土外加剂与水泥的适应性及对混凝土性能的影响[J]；混凝土；2014年10期。
[2]张艳红，张晓红；《掺合料与外加剂对混凝土质量的影响》[J].科技信息，2012年17期.
论文作者:奚广英
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第12期
论文发表时间:2019/7/18
标签：水泥论文; 混凝土论文; 外加剂论文; 适应性论文; 石膏论文; 粉煤灰论文; 含量论文; 《科技尚品》2018年第12期论文;