浅谈混凝土外加剂与水泥的适应性的影响因素

1、浅谈混凝土外加剂与水泥的适应性的影响因素摘要：混凝土外加剂与水泥之间的适应性问题长期以来影响着实际工程对外加剂的应用效果，使用的外加剂要进行适应性试验和掺量优选，使用过程中对外加剂质量和掺量要严格控制。所以为了改善和提高混凝土性能和施工性能，现在广泛采用化学外加剂作混凝土的成分来配制混凝上，在增加混凝土耐久性，提高工程质量，配制特种混凝土等方面，混凝土外加剂发挥了不可替代的作用。关键词：混凝土; 水泥; 外加剂引言： 随着建筑技术的不断进步，对水泥混凝土的要求也越来越高，不仅要求混凝土可调凝、早强、高强、大流动度、高密实性、高耐久性、低水化热、轻质，而且要求制备成本低、成型容易、养护简便。为达

2、这些目的，混凝土外加剂起着重要的作用，并已成为混凝土中必不可少的成份。 1.存在的问题 对水泥制品和混凝土的性能提出了新的要求，采用水泥、砂子、碎石和水4组分制作的常用混凝土已不能满足材料性能和施工性能要求。在混凝土、砂浆和净浆的制备过程中，掺人少量的(不超水泥用量的5%)能对混凝土、砂浆或净浆改变性能的一种产品，称为混凝土外加剂。在混凝土中加入适量的外加剂，能提高混凝土质量，改善混凝土性能，减少混凝土用水量，节约水泥，降低成本，加快施工进度。随着技术的进步，外加剂已成为除水泥、粗细骨料、掺合料和水以外的第5种必备材料。掺外加剂是混凝土配合比优化设计和提高混凝土耐久性的一项重要措施。 2.影响

3、混凝土外加剂与水泥适应性的主要因素 2.1 水泥矿物组成的影响 影响水泥适应性的主要是水泥矿物中的铝酸三钙（C3A）及硅酸三钙（C3S）的含量，试验分析水泥中C3A 含量低而C3S 含量高对外加剂适应好，而C3A 含量越高，适应效果越差。 2.2 调凝剂的影响 2.2.1调凝剂(石膏)的形态 水泥常用调凝剂为石膏（硫酸钙），石膏又分为二水石膏（CaSO42H2O）（又称生石膏），半水石膏（CaSO41/2H2O）（又称熟石膏或烧石膏），硬石膏（CaSO4）（又称无水石膏或天然石膏）。根据有关标准，三种石膏都可作水泥调凝剂使用，而其中硬石膏溶解性能较差，一些外加剂如糖钙、木钙等与硬石膏同用，不但

4、不能促进石膏溶解，反而会降低硬石膏的溶解度，使水泥因缺少调凝成份而产生速凝等异常凝结。 2.2.2石膏的细度 如石膏研磨细度不够，会影响石膏的溶解性，即使运用二水石膏也会产生速凝等现象。 2.2.3石膏的用量 在C3A 含量偏高的水泥中，调凝剂仍按常规用量（3%5%），无论选用何种石膏，混凝土凝结时间都会提前，这主要是水泥中C3A 水化快，C3A 含量增加，少量石膏不能满足它生成胶状钙矾石，从而影响了石膏的调凝效果。 2.2.4 石膏研磨温度 水泥厂为了缩短熟料冷却时间，经常将温度还较高的熟料与石膏同磨，二水石膏在150高温下会脱水成为半水石膏，温度再高至160以上，半水石膏还会成为溶解性较差

5、的硬石膏影响水泥的适应效果。 2.3 碱含量的影响 (1)水泥中的碱主要来源于所用原材料，特别是石灰和粘土，当然这些碱相当一部分可以在水泥生产中挥发，但许多水泥厂为了节约能源，将挥发废气进行回收利用，这就使挥发的碱又沉淀下来，无形中使水泥含碱量增高。 (2)减水剂用于高碱水泥，减水率会急剧下降。试验表明，减水剂用于高碱水泥，混凝土增强效果下降，体积稳定性不好。 (3)缓凝剂的作用机理是能够吸附在水泥颗粒的表面，形成一层吸附膜，在一定时间内有效地阻止水泥水化，而大量的碱会破坏吸附膜，使水泥继续水化，失去了缓凝作用，如将缓凝剂用于有一定保塑要求的混凝土，则会加速坍落度损失，达不到保塑保坍效果。 6

6、.水泥的存放时间及温度影响 水泥出磨存放时间较短的水泥称为“新鲜水泥”，由于水泥存放时间短，水泥温度较高，水泥水化速度极快，会造成石膏脱水，影响水泥的正常凝结，加之由于水泥在研磨过程中产生电荷颗粒之间相互吸附，影响了减水剂的分散作用，增大了混凝土坍落度损失率。事实上，出磨水泥的时间越短，水泥颗粒间吸附、凝聚的能力越强，因而致使外加剂的适应性变差. 2.1 外加剂自身的因素 外加剂的自身的原因主要有以下几个方面: ( 1) 品种不同; ( 2) 结构官能团的不同; ( 3) 聚合度不同; ( 4) 复配组分不同。这些影响回通过不同的方式会影响与水泥的适应性。而不同厂家生产出来的外加剂也会有很多差

7、异, 主要原因有: ( 1) 生产制作工艺; ( 2) 厂家制作过程的技术水平; ( 3)质量管理水平。因此, 不同的厂家生产出来的产品必然有差异。 2.4 水泥细度的影响 许多混凝土工程为了缩短工期，要求所用水泥有一定早强效果，而提高水泥细度是最有效的方法，水泥过细水化速度快，水化热高同时水泥比表面积的增加，更加降低了液相中残留外加剂溶度，增加了液体粘度，不能适应泵送，预拌混凝土要求。另外，过细水泥还会降低混凝土中的含气量，降低混凝土的抗渗、抗冻性能。 2.5 掺合料的影响 根据国家标准，允许在水泥中掺入一定量的掺合料，常用掺合料有：粉煤灰、火山灰、煤矸石等，由于掺合料的性能不同，也会影响外

8、加剂对水泥的适应性。表2 为掺煤矸石普通水泥与未用掺合料水泥应用外加剂后的不同测试结果。 虽然应用同一种高效缓凝减水剂，掺量也相同，掺煤矸石水泥混凝土的减水率只有标准水泥的一半，即使外加剂掺量增加0.5%，掺煤矸石水泥的减水率也没有标准水泥高，煤矸石影响水泥效果的主要原因是煤矸石的比表面积大，吸附能力较强，外加剂掺入后，大部分被它吸附，而占较大比例的水泥粒子得不到外加剂的吸附分散，从而影响了减水效果。 2.6 混凝土配合比的影响 （1）施工配合比虽然是设计问题，但它也会影响外加剂对水泥的适应性，如泵送混凝土适当提高砂率可提高混凝土可泵送性，但砂率过高也会影响混凝土的保塑性能，增加混凝土坍落度的

9、经时损失率。 （2）实践证明，降低水灰比可以提高混凝土强度，而在较低水灰比条件下配制掺外加剂混凝土应有一最低用水量，这不但是保证混凝土有一定工作性，更重要的是保证水泥在水化时，石膏有足够的溶解用水，石膏在缺水时会大大影响溶解度，影响外加剂对水泥适应性。 2.7 外加剂品种的影响 （1）外加剂中含钠盐过高对混凝土早期强度是有利的，但用于预拌混凝土中则会加快坍落度损失。 （2）有些引气剂引气量过大，且气泡性能不好会影响混凝土体积稳定性。 （3）有一些膨胀剂与减水剂同掺，特别是和铝酸三钙含量高的水泥一起使用，会降低减水率增加坍落度损失，甚至会造成速凝。 2.8 搅拌时间和搅拌速度的影响 （1）混凝土

10、的搅拌时间会影响混凝土中的含气量以及混凝土外加剂分散的匀质性，从而影响新拌混凝土的工作性。 （2）如果搅拌速度过快，水泥颗粒表面形成的双电层膜受到剪切应力的破坏，影响对水泥的适应性。 3.改善外加剂对水泥适应性的措施 （1）改变外加剂的掺入时间，即采用后掺法或滞水法，这种方法效果比较明显。 （2）适当增加外加剂的掺量，增加混凝土中外加剂残留率也有比较明显的效果。 （3）掺入部分活性掺合料。试验证明具有一定活性的水硬性材料或自硬性材料，在满足一定的技术要求条件下与外加剂同掺，不但节约水泥，改善混凝土工作性，提高混凝土强度，还能改善外加剂对水泥的适应性。 （4）正确设计调整混凝土配合比，在不影响工

11、作性的前提下，保证石膏有一定的溶解度。 （5）有效控制液相中Ca2+、OH、SO2-4 离子的平衡。 （6）采用多种复合外加剂。 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，应用技术效果有较为明显的提高。 将普通减水剂与高效减水剂同掺，在总掺量不变的情况下，减水率增加了15%20%。在减少15%总用量情况下，减水增强性能不变，不但降低了成本，混凝土有些性能比单一掺用还有所提高，对水泥适应性也有所改善。 4.结束语： 混凝土外加剂是一种特殊产品。在混凝土中通常用量很少。但作用明显，因此产品质量特别重要不允许有任何质量误差，否则一旦发生混凝土工程事