摘要：在当今社会，随着经济社会的迅速发展，水泥生产也越来越多的出现在人们的生活中。水泥生产过程中影响水泥与外加剂适应性的因素有：熟料的质量、混合材料种类与品质、石膏的品种及掺量、水泥的碱含量、颗粒分布和温度以及所有助磨剂的性能。在水泥与外加剂适应性上，尽管外加剂的调整方便、快捷，且可以根据实际使用情况及现场环境现场调配，但作为水泥提供者，在水泥生产的过程中应加强控制，减少因水泥生产带来的水泥与外加剂适应性的问题，为用户拌合混凝土减少用水量创造条件。
关键词：水泥；生产过程；外加剂；适应性
引言
随着现代化建设的不断发展，国家对水泥生产的过程要求也越来越高。高铁、水电、机场等基建的不断投入，以及高层建筑的普及等，对高性能混凝土的要求也越来越严格，不再是只追求强度，而是以低水胶比、低水泥用量、低单位体积用水量为主要技术特性的现代混凝土，要求提高施工性能、满足各种施工条件、能应付野外恶劣环境条件等，然而从混凝土耐久性出发，对水泥强度的依赖程度变小，超细粉等外掺料发挥的作用越来越大，对骨料的要求越来越高，特别是不同骨料不同水泥如何让其拌和出满足这些不同的情况的混凝土，对混凝土外加剂也提出了更高的要求，作为主要原料的水泥与外加剂的适应性就成了不可回避的研究课题。
1外加剂与水泥适应性的概念
根据混凝土外加剂的技术规范，将符合检验标准的外加剂按照一定的标准加入可以将外加剂与水泥进行合理的配置，如果在混合后能够产生理想的效果，则认为水泥与外加剂是相互适应的；相反来说，如果并没有产生相应的效果，则认为其适应性较弱。对于水泥与外加剂适应性的概念，也有其他的表述方法，一般来说，主要是在制作过程中对于净浆流动性的影响，可以通过这个性能的变化，来进行适应性的检验，这对多数水泥厂来说是较好的检验标准。
2外加剂与水泥适应性的影响因素
2.1外加剂的品种
外加剂的品种不同，由于其化学成分的差异，会对外加剂与水泥的适应性产生影响。目前市场上的减水剂多为聚羧酸减水剂和萘系减水剂。聚羧酸减水剂分子呈梳型结构，主要通过在水泥颗粒或者水泥水化产物上吸附，产生立体位阻效应对水泥颗粒起分散与保持分散的作用。不同大单体、主链长度、侧链密度、侧链长度的聚羧酸减水剂,其性能也有较大区别。由于其分子结构的可设计性决定了聚羧酸减水剂可以开发出不同性能特点的系列化产品。聚羧酸减水剂对含泥量特别敏感，含泥量大导致聚羧酸减水剂掺量大幅增加。在高强混凝土、自密实混凝土中存在粘度太大，混凝土不易泵送的问题。萘系减水剂的主要原料为工业萘，其品种和纯度直接影响了减水剂的性能。萘系减水剂分子的聚合度对其塑化效果有明显影响，其减水率与生产过程中磺化程度成正比。同时液态萘系减水剂减水率高于粉态减水剂5%。萘系减水剂与聚羧酸减水剂相比，优点为对含泥量不敏感，缺点为减水率一般，混凝土坍落度损失大、冬季有结晶。因此外加剂的品种也会影响外加剂与水泥的适应性。
2.2混合材料种类及不同品质的影响
不同品种的混合材对外加剂的吸附作用是不同的，一般为高炉矿渣<粉煤灰<高硅岩<火山灰质。多年来实践证明，掺高炉矿渣的水泥适应性、耐久性、施工性能等都是最优的，特别是超细矿粉，在取代了部分水泥以后，这些小颗粒填充在水泥颗粒间的空隙中，置换其间的填充水，拌和物的表面水相应大量增加，促进了混凝土流动性的改善；矿渣微粉的微填充效应，有助于提高水泥与外加剂的相容性。火山灰质混合材具有较大的内表面积，吸水性及外加剂吸附量大；自然形态的粉煤灰、超细粉煤灰适应性好，粗粉煤灰或加工型粉煤灰吸附量大，适应性差。
2.3水泥细度
水泥的细度对于水泥与外加剂的适应性也有较大的影响，目前水泥制造领域普遍认为，水泥的细度越高，颗粒越多，那么水泥的性能越好。但是混凝土领域内并不这样认为，相反地，认为水泥的细度越高，那么需水量越大，这样与外加剂的相容性就会变差。
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2.4混凝土拌制工艺
外加剂的掺量会对外加剂与水泥的适应性造成很大影响，外加剂掺量不足或过掺都会造成外加剂与水泥的适应性变差。在混凝土性能相同的条件下，采用后掺法外加剂的用量更少，更能节约成本。混凝土的搅拌时间和速度可以影响其含气量、分散效果和凝结时间，最终影响混凝土的强度和耐久性。
2.5石膏品种及掺量的影响
现在的水泥企业使用石膏都是根据当地资源及成本共同考虑选用，使用天然石膏的相对较少，资源综合利用使用工业副产品石膏如电厂脱硫石膏、化工厂磷石膏等的较多。不同种类石膏的溶解速度和溶解度差别较大，对水泥的缓凝作用不同，表现为：磷石膏>脱硫石膏>天然石膏。天然二水石膏与高效外加剂适应性好，工业副产品石膏中的某些微量成分如P2O5含量可能使水泥与高效外加剂的相容性变差。
2.6水泥颗粒分布的影响
水泥颗粒对外加剂分子的吸附与水泥的比表面积有关，比表面积越高，水泥与水接触的面积越大，水泥颗粒表面形成水膜所需水量就越大，相同水灰比条件下，颗粒之间的自由水相应减少，水泥浆体流动性变差；水泥比表面积越大，水泥细颗粒多，水泥早期水化速度加快，水泥浆体流动性差，水泥与外加剂相容性不好。另外，水泥颗粒分布范围窄，其堆积空隙率大，需要更多水来填充这些空隙，自由水相应减少，外加剂掺量大，水泥与外加剂适应性差。因此，水泥粉磨的控制对水泥与外加剂的性能影响也很大，建议在磨机球配时，应尽可能地多级配球，以获得更宽的颗粒分布，同时提高水泥强度的发挥。
2.7水泥温度的影响
水泥粉磨温度高，特别是磨内达到150℃时，二水石膏脱水成半水石膏，而半水石膏和硬石膏较二水石膏溶解度下降，不能有效阻止水泥快速水化生成絮凝结构，外加剂对其的塑化作用变差，混凝土坍落度损失也快，水泥与外加剂相容性差；出厂水泥温度高，水泥水化反应速度快，水泥与外加剂适应性差。控制水泥出磨的温度和熟料温度有很大关系，要尽量强化熟料冷却，降低熟料温度，为水泥粉磨提供条件。混合材的水分含量对出磨水泥温度影响也较大，水分重温度低，且易糊球堵隔仓板降低产量等，应强化控制。另外，未经储存的水泥干燥度高，正电性较强，对外加剂吸附大，降低了外加剂的塑化效果，水泥浆体流动性大大降低，在配制高强度等级混凝土时更明显，因此，应尽量避免热水泥出厂。
2.7熟料中的fCaO含量
某公司在生产的过程中缺少某种材料，导致水泥生产的原材料发生了较大变化，在这种情况下，虽然许多的试验条件并没有发生太大的变化，但是水泥的性能却出现了较大的波动，虽然加入了外加剂，但是水泥的净浆流动性能完全不能达到要求。通过实际调查发现，在磨制水泥的原料中，游离的fCaO含量较多，这样就出现了性能上的变化，这样在其他的条件未发生变化时，改变fCaO的含量，就可以使得水泥与外加剂的适应性重新恢复正常。虽然其适应性受到其他因素的影响，但是其他因素的影响相比于此可以忽略，因此我们可以得出结论，fCaO的含量较高也是影响水泥适应性的因素之一，所以在日常的生产工作中，也要注意fCaO的含量。
3结语
本文从外加剂、水泥及混凝土搅拌工艺角度考虑，提出了改善外加剂与水泥适应性的措施，有利于混凝土性能的提高。在实际应用过程中，需要外加剂、水泥、混凝土企业技术人员及时沟通配合，共同解决外加剂和水泥的适应性问题。
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论文作者:吴冬霞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
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