混凝土外加剂与水泥适应性分析

摘要：水泥与混凝土外加剂之间的相互适应性显然是和这两者的性质是息息相关的，而二者的适应状态直接影响着建筑工程质量的好坏和经济投资的优化程度，因此，对水泥与混凝土外加剂适应性的分析显得越来越重要。本篇文章就是分别从水泥和混凝土外加剂这两者的特性出发，先定义出二者适应性的具体概念，再分析各自影响二者适应性的因素，最后就此提出了一些改善其适应性的可行的措施，希望能够促进水泥与混凝土外加剂二者的适应性，对相关专业人士起到参考与借鉴作用。

关键词：混凝土；外加剂；适应性

随着我国经济的发展和建筑行业对建筑物质量要求的提高，可以应用各种各样的外在添加剂来提高在混凝土中使用的高效能，而且混凝土外加剂已经成为现代混凝土备制技术和施工技术中无法分割的一部分。但混凝土外加剂与水泥之间存在不相适应的问题，在很大程度上不但影响到混凝土的使用性能，而且会给工程建设带来严重的质量和安全的隐患。目前虽然水泥的生产标准严格化、水泥生产工艺得到了极大提高和外加剂生产技术的突飞猛进，但外加剂与水泥的适应性问题却日益突出。因此对于如何改善混凝土外加剂与水泥适应性的探讨具有一定的意义。

一、水泥与混凝土外加剂适应性的定义

1、两者的适应性可以这样定义，根据混凝土外加剂的使用规范，在进行混凝土的配制时，按照规范上的相关指示，把人们经过检验得出的某一种外加剂掺入规范中对应的水泥当中，并且严格按照规范进行配比等操作。如果可以取得预想的结果，那么这种外加剂和水泥之间具有一定的适应性，如果两者进行融合之后，达不到预想的效果，那么这种外加剂和水泥之间就不具有适应性。举一个实例，现有五种混凝土，它们都是通过普通硅酸盐水泥配制而成的，如果分别向其中掺入某一种符合使用要求的减水剂，保证其余的影响因素没有差别的状态之下，按照规范进行标准配置，只有一种混凝土的减水效果特别糟糕，其他混凝土的状况都比较好。根据这一实践结果可以得出，除了这种水泥之外，其余四种水泥与这种减水剂之间的适应性都很好。有的时候在混凝土当中掺入某种速凝剂，却不能够取得预期的速凝结果，还有的时候使用缓凝剂也不能够达到效果，这些情况都属于水泥与混凝土外加剂不适应的表现。

2、混凝土外加剂本身对于适应性的影响分析

根据相关的分析结论我们可以知道，混凝土外加剂本身的特性能够直接影响其与水泥之间的适应性，这其中包括外加剂主要成分的相对分子质量分布，分子结构以及聚合的程度与性质等等，另一方面，外加剂的具体构成状态，比如是液状的还是粉末状的，都会影响到它本身的塑化效果。现以萘系减水剂为例，进行相关的阐述：第一，这种减水剂的磺化进行的完全程度直接影响着减水剂最终的塑化结果，在水解反应的过程中，可以进一步去除磺酸基，促进缩聚反应的快速进行；第二，通过实践可以得到，这种减水剂的聚合程度直接影响着其塑化效果；第三，这种减水剂的合成中有的反离子能够起到中和作用，对于减水剂的塑化效果也产生了直接的影响作用；第四，减水剂的状态也能够直接影响其塑化效果，液状减水剂的塑化效果要明显好于粉末状的减水剂的塑化效果。

3、水泥本身的特性对于适应性的影响分析

实践向我们证明，水泥的种类，内含的矿物成分，石膏的状态以及化学组成这四个方面都能够对外加剂的塑化效果造成一定的影响，现阐述如下：（1） 水泥中含有的矿物成分。不同的生产厂家对于原材料以及生产工艺的选择都会因为各种各样的因素而产生很大的区别，根据我国水泥厂相关的调查数据中的显示，我们可以看到，在水泥中含有的矿物成分具有很大的波动性，各种成分的含量相差很大。即便是同一个水泥生产厂家的水泥熟料，其中含有的矿物成分也存在一定程度的波动。（2）石膏的具体状态。在一般的工艺当中，人们都会把石膏掺入水泥熟料当中，进行共同粉磨，在这个过程当中，石膏对于水泥来讲具有调凝剂的功能。进行共同粉磨的时候，磨机的升温状况明显，包含的二水石膏会逐渐脱去部分结晶水，并且转化成为半水石膏，还可能脱去全部的结晶水，最终成为硬石膏。很多时候水泥厂都会选用硬石膏作为调凝剂，这样可以显著降低成本，但是调凝剂带来的效果往往不是很明显。如果掺入减水剂，塑化效果会有一个特别显著的改变，不同的调凝剂配上不同的减水剂，效果各不相同，需要通过相关的实验，验证它们之间的适应性，最终得到最优化的配制。（3）水泥的化学组成水泥的碱含量。一般包含的是氧化钠和氧化钾两者的含量；水泥的碱含量在混凝土外加剂与水泥之间的适应性当中发挥着巨大的作用，一般能够直接影响外加剂的塑化效果。没有碱含量限制的混凝土工程，作为水泥生产厂家也要严格控制碱含量，因为碱含量的增加会大大降低外加剂的塑化效果，同时还会大大缩短混凝土的凝结时间，使塌落度变小，给施工带来困难。水泥的混合材含量：绝大多数的水泥当中都会掺入混合材，但是掺入量各不相同，而且，很多时候，掺入的混合材的种类以及性质也各不相同，最终使得外加剂的塑化效果也产生了很大的不同。根据实践结果，如果在水泥中掺入矿渣产生的效果要明显好于纯硅酸盐水泥的效果，如果把水泥中加入煤矸石，那么外加剂对于这种水泥的塑化效果会降低，因此，适当地增加混合材的使用量，选择合适的混合材，能够取得较好的塑化效果。

二、改善外加剂与水泥适应性的措施

1、改变外加剂的掺入时间，即采用后掺法或滞水法，可显著改善外加剂的保塑性能。

2、适当增加外加剂的掺量，增加混凝土中外加剂的富余量也有比较明显的效果。

3、采用复合外加剂。多品种外加剂的复合使用，不只是外加剂性能上的取长补短，更重要的是不同分子结构的外加剂同掺，由于分子间的相互作用，应用技术效果会有显著提高。

4、外加剂生产商复配外加剂时，正确选用减水剂的种类、有机、无机缓凝剂、保塑剂等组分。

5、水泥生产厂家控制水泥中硫酸钙的含量和溶解度。因为控制C3A 的水化取决于孔隙溶液中的硫酸盐离子的平衡，SO42-的数量过多或过少都可能导致水泥浆体的急凝。

6、加强磨机内物料温度的控制。在提高水泥比表面积的同时，加强磨机内物料温度的控制，避免温度过高或过低，生产中半水石膏过多或过少将影响到高效减水剂与水泥的适应性。

7、在混凝土配合比设计试验时应充分进行混凝土原材料的优选，要选择流变性好、反应性能低的水泥，也就是说，一经搅拌仅结合少量水的水泥或形成钙矾石少的水泥，以达到节约水泥、降低成本、改善混凝土和易性、提高混凝土物理力学性能和耐久性能。

8、在混凝土中掺入部分活性掺合料（如粉煤灰），可以有效改善外加剂与水泥的适应性不良而导致的混凝土和易性差、减水效果差、保塑性差等问题。

总之，混凝土外加剂和水泥之间的适应性是一个错综复杂的问题，工程现场遇到适应性问题，首先遵照一般的规则将不适合的水泥和外加剂排除，其次在多次试验的基础上，将水泥和外加剂品种的选择范围缩小，最后还必须通过和外加剂品种的选择范围缩小，来尝试解决。

参考文献

[1] 李继周，李文平. 混凝土外加剂与水泥的适应性探讨[J]. 建材技术与应用. 2011（06）

[2] 冯云. 水泥生产中影响水泥与外加剂适应性的因素探讨[J]. 新世纪水泥导报. 2010（02）

[3] 阳乾坤，李忠胜. 预拌混凝土外加剂与水泥适应性问题的研究及对策[J]. 工程质量. 2010（08）

[4] 曹文婷. 混凝土外加剂与水泥的适应性问题浅析[J]. 科技创新导报. 2010（25）