浅谈水泥与外加剂(减水剂)的适应性问题

【前言】浅谈水泥与外加剂(减水剂)的适应性问题由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1.减水剂的技术经济效果 随减水剂的基本使用方法，减水剂通常有三种技术经济效果：（1）在混凝土配合比不变的条件下，掺用减水剂后可以增大拌和物的流动性，且不降低混凝土的强度。（2）在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以减少用水量及水泥用量，以节约水泥，降...

一.前言

随着混凝土技术的发展，混凝土外加剂在混凝土中发挥着重要作用，它可大大改善混凝土的性能，提高混凝土的强度和耐久性，降低费用等好处，但是在某些情况下使用减水剂后，混凝土的凝结和坍落度变化给施工造成麻烦，从而影响混凝土质量。掺了减水剂的混凝土其拌和物坍落度损失过快实际上就是水泥与减水剂适应性的问题。

二.水泥与减水剂和适应性

混凝土外加剂是水泥混凝土的第五种组成成分，是提高混凝土强度、改善混凝土性能、保护环境的有效技术措施，是混凝土不可缺少的主要成分。在混凝土中常用的外加剂有减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂、速凝剂、防冻剂、防水剂等，它们各自具有不同功能和作用，对它们的选择使用，可以改善和提高混凝土的性能，满足工程对混凝土技术性能的要求。

混凝土外加剂中应用最广的是减水剂，城市广泛使用的商品混凝土离不开以减水剂为主的泵送剂。为什么减水剂使用如此广泛和普及，这和减水剂的功能和作用效果密切相关的。

1.减水剂的技术经济效果

随减水剂的基本使用方法，减水剂通常有三种技术经济效果：（1）在混凝土配合比不变的条件下，掺用减水剂后可以增大拌和物的流动性，且不降低混凝土的强度。（2）在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以减少用水量及水泥用量，以节约水泥，降低混凝土成本。（3）在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可以减少用水量，从而降低水灰比，提高混凝土强度和耐久性，高强混凝土的配制常采用此法。

上述，减水剂的技术经济效果还和减水剂的种类与品种有关。

2.减水剂的分类与品种

根据GB8075--《混凝土外加剂分类，命名与定义》规定，减水剂分为普通减水剂和高效减水剂，它们都是阴离子表面活性剂。

普通减水剂是在混凝土坍落度基本相同条件下，能减少拌合用水量的外加剂。这类减水剂一般在10%左右，最典型的普通减水剂品种是木质素磺酸盐（木钙、木钠），木质素磺酸钙简称为木钙，适宜掺量0.2%--0.3%,同时具有引气、缓凝作用，这种适合应用于普通混凝土和一般水工混凝土。

高效减水剂是在混凝土坍落度基本相同条件下，能大幅度减水拌合用水量的外加剂。这类减水剂的减水率为15%-25%。高效减水剂的品种，根据生产原料不同分为：萘和萘的同系磺化物与甲醛缩合的盐类、胺基磺酸盐、聚羧酸盐、聚丙烯酸盐脂肪族等高效减水剂，由缓凝剂与高效减水剂复合的缓凝高效减水剂等。在国内应用市场，萘系减水剂占主导，氨基磺酸盐减水剂应用占很小部分。

3.减水剂的塑化和减水机理

减水剂掺入混凝土中之所以具有塑化和减水作用是因为减水剂是有机化合物中的表面活性剂。所谓表面活性剂是指将其配制成溶液后，能吸附在液―气与液―固界面上，并显著降低其界面张力的物质。

水泥混凝土中掺入减水剂后，水泥的水化反应没有改变，也没有发现新的水化产物。减水剂主要起表面物理化学作用，改变了水泥浆体的物理化学性质，对水泥颗粒起分散作用。减水剂的分散作用或塑化作用越大，减水剂的减水效果也就越大。减水剂的分散作用大小与其分子结构、分子量大小、吸附取向能力，吸附形态、吸附量密切相关。

4.水泥与减水剂的适应性

减水剂的技术经济效果既取决于减水剂本身的功能，还取决于所使用水泥与减水剂的适应性。所谓水泥与减水剂的适应性是指工程中选择使用的水泥与减水剂的相溶性和匹配问题。二者相适应的标志是减水剂掺量少而使水泥浆或混凝土拌和物的流动性大，同时流动性随时间损失慢。前者右降低混凝土成本并提高减水效果，后者则有利施工方便、容易。因此水泥与减水剂的适应性问题对混凝土工程来说是一个不可忽视和不能回避的重要问题，很多工程的实践也证明了这一点。

5.影响水泥与减水剂适应性的因素

对水泥来说，影响水泥与减水剂适应性的主要因素有：水泥的矿物组成成分，水泥细度、水泥碱含量，生产水泥时所用的石膏形态、掺量。

三、水泥熟料矿物组成的影响

我国水泥生产量和使用量最大的水泥是硅酸盐类水泥，其中尤以普通水泥生产和使用最普遍。水泥中熟料占主要成分，熟料主要由C3S、C2S、C3A、C4AF四种矿物成分组成。减水剂的使用效果随熟料矿物成分的组成不同而异，其中C3A对适应性影响最大，原因是C3A对减水剂的吸附能力大。熟料中矿物成分对减水剂吸附能力顺序如下：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S。

减水剂掺入到水泥浆体后，由于C3A水化速度最快，对减水剂的吸附量又最大，它首先吸附了大量减水剂。C3A含量高的水泥与C3A含量低的相比，在相同减水剂、相同掺量条件下，吸附减水剂的量就多，必然影响到水泥浆体中其他矿物成分所需的减水剂的数量，因而掺同样多的减水剂因C3A含量高，混凝土的流动性就小，减水率也相应低。为达到要求的流动性或减水率，含C3A高的水泥就要适当增加减水剂的掺量。随水泥细度的增加，C3A的影响愈加明显。

水泥中的抗硫酸盐水泥与减水剂适应性最好，就是因为抗硫酸盐水泥中C3A低，中抗硫水泥中C3A不超过5%，高抗硫水泥不超过3%。

C3A高的水泥，由于其水化快，吸附减水剂量也大，待C3S、C2S开始水化时，液相中减水剂的浓度已变得很低，C3A的水化产物覆盖在水泥粒子表面，严重降低静电斥力，使水化中的水泥颗粒重新接近、凝聚，宏观上就表现出混凝土的坍落度损失要快一些。C3A高的水泥，掺加萘系高效减水剂，混凝土的坍落度损失会更快。

四、水泥中石膏成分的影响

为了满足混凝土从拌和―运输―浇筑―震捣―成型工序顺利圆满完成，要求水泥初凝时间足够长。要保证初凝，水泥厂必须在磨制熟料和混合材时加入一定量的石膏作为调凝剂。一般水泥厂均采用二水石膏。但在球磨机混磨水泥时，如果熟料入磨温度高。再加上磨机内磨擦、撞击，会使混磨的水泥温度升高，将使二水石膏脱水，形成半水石膏。

半水石膏本身需水性很大，其稠度用水量为60%-80%。在水泥水化时，半水石膏很快吸水反应生成二水石膏，使水泥浆体流动性减小，同时对C3A的水化抑制也滞后，混凝土拌和物坍落度损失加快。

这种水泥如果使用普通减水剂木人钙、糖钙，这类减水剂会导致急凝。其原因是人钙、糖钙减水剂中含有“还原糖”和“多元醇”物质，这些物质将降低石膏在水泥浆中的溶解度，使硫酸根离子溶出速度降低，造成水泥浆液相中硫酸盐不足，不能生成必要数量的钙矾石来抑制C3A的水化，结果使C3A急速水化，生成较多的CAH，造成水泥浆急凝。C3A高的这种水泥使用这类减水剂更易出现急凝。

工程中，由于人钙、糖钙是缓凝、引气减水剂，掺量少，价格便宜，在泵送混凝土和商品混凝土中多用它们作为缓凝剂。如果遇到二水石膏脱水的水泥，混凝土不但不缓凝，相反促凝，这在工程实践中已有多例发生。在选择水泥时，可以用人钙、糖钙做为判断水泥中是否有脱水的半水石膏存在的试金石。

五、水泥中的碱含量

水泥中的碱是指Na2Ｏ+0.658Ｋ2Ｏ，Na2Ｏ+0.658Ｋ2Ｏ含量对减水剂的使用效果影响也不小，一般含碱量高的水泥掺入减水剂后流动性减小，而且流动性损失加快。

因为水泥中的碱都有明显的促凝和早强

只要多用些密封带就可以了。

（2）造成酸性盐雾试验项目不合格的主要原因有以下几方面：①许多企业不具备电镀条件，电镀工序是委托其他电镀厂完成，自已又缺少盐雾试验箱，无法对电镀质量进行有效检验，只是简单地目测电镀层外观质量，就认为电镀达到了标准要求。②水嘴基体材料成分复杂，电镀前基体处理不干净，电镀工艺无法满足其电镀要求；③企业或分包电镀厂为了降低生产成本，缩短电镀时间，减少电镀层厚度。

5、 风险监测结论

通过本次风险监测，笔者认为可能造成水嘴不合格的风险源有两方面，一是在产品主要性能方面，管螺纹精度和酸性盐雾试验项目是水嘴产品质量出现不合格的主要风险源；二是在企业生产规模方面，小型企业的产品质量出现不合格风险大，而大型企业生产的低端产品质量仍有可能出现不合格的风险。

6、 对未来风险监测工作的建议

6.1 调整风险监测项目

①保留管螺纹精度、酸性盐雾试验监测项目。从本次风险监测结果上看，管螺纹精度、酸性盐雾试验项目相对其他项目来说合格率会低些，有必要再继续跟踪监测。

②减少流量、密封性能监测项目的监测批次。从本次风险监测结果上看，虽然流量、密封性能合格率较高，但是仍有一定量的消费者投诉，在平时的监督抽查中也发现少量一些问题产品。所以建议对以上2个项目继续跟踪监测,但可以减少监测的批次量。建议监测批次为总监测批次的20%～30%。

③删减阀体强度、冷热疲劳试验、冷热水标志等监测项目。从本次风险监测结果上看，阀体强度、冷热疲劳试验、冷热水标志等项目的合格率均在98.0%以上，并且在平时的监督抽查工作中也较少发现问题和消费投诉，建议在下次的风险监测中删减这三个监测项目。

④增加对阀体中重金属成分的监测。本次风险监测中发现许多中小型企业生产出口到印度、非洲等不发达国家的水嘴产品，由于客户要求价格低廉，采用了锌合金来加工阀体、手柄等部件。这种产品易氧化锈蚀，在使用1-2年后就会腐蚀断裂，更重要的是对人体有害，消费者长期接触使用此类产品，易导致锌中毒，出现持续性的呕吐、头晕并且乏力。部分企业生产的这种劣质锌合金水嘴也在国内市场上销售。另外，不少中小型企业为降低生产成本，获取利润，铸造阀体所用的铜材是回收来的含有很多杂质的废铜，而且很多重金属如锑、铬、铅、镉、汞、镍、锰等成分超标，消费者在长期接触使用此类产品后，易导致慢性重金属中毒，对人体的危害极其严重，甚至威胁到生命安全。因此建议在下一次的水嘴风险监测中增加对阀体中重金属成分的监测。

6.2 增加风险监测批次

从本次风险监测过程看，大中型企业的产品种类都已被覆盖，但受监测总批次数的限制，存在着小型企业监测数量有限、产品批次不足的现象。

6.3 进一步扩大监督抽查的覆盖面

建议进一步扩大水嘴产品监督抽查的覆盖面，积累足够批量的、有可比性的历年水嘴产品质量的数据，以便每年对水嘴质量发展变化趋势做出更为详细的分析，促进水嘴产品质量的进一步提高。

参考文献：

[1] GB18145-2003《陶瓷片密封水嘴》[S]