水泥同高效减水剂间的适应性分析

苏江

摘 要：文章针对当前水泥中应用的高效减水剂进行了叙述，并针对二者在实际使用中其适应性会受到何种因素的影响进行了论述。分别从四个方面进行了分析，简述了适应性的定义，同时针对检测适应性的方法进行了介绍，并针对现有的影响高效减水剂适应性的因素提出了相应的改善建议。

关键词：水泥；高效减水剂；适应性

引言

为了满足不同建筑项目对于混凝土性能的要求，需要对混凝土添加不同的外加剂，而减水剂是应用最为广泛的外加剂。优质高效的减水剂是高性能混凝土的重要组成，通过减水剂能够有效降低水灰比，达到改善混凝土性能以及坍落度的目地，使得混凝土密实度更高，工作性能更加优良。

1 适应性

1.1 定义

在水泥中加入外加剂是调整施工材料性能的最佳方式，而对其适应性的描述如下：依照相关技术规范，对外加剂进行适用，将其按照标准中的要求，加入到符合规定的水泥中，若按照混凝土的配制要求，外加剂可以产生期待效果，则可以称该外加剂同被加入的水泥材料之间具有适应性，反之（效果低于基准检验结果、出现异常现象）则称其不适应或者适应性不良。

1.2 检测方法

对材料间的适应性进行检测，其检测内容通常包括以下几方面：首先是水泥稠度试验，其次则是对混凝土坍落度的检测，除此之外还包括净浆流动度的检测等，通过上述内容的检测确定水泥同减水剂之间的适应性。在目前的研究中，国际上针对水泥同减水剂之间的适应性试验项目相对较为全面，通过大量的实践发现减水剂的应用具有临界掺量。这一掺量也被称作饱和点。超过饱和点进行高效减水剂的掺入，混凝土塌落度不会有所增加，同时水泥浆体流动性也不会随之变大。并且研究显示，在不同的水泥中，同一种减水剂的饱和点也会具有差异性；而即便水泥相同，由于减水剂种类的差异，其饱和点也不尽相同。

2 材料性能的影响因素

影响高效减水剂和水泥适应性的因素是多方面的、错综复杂的，其主要因素包括四个方面：（1）水泥方面，如水泥的矿物组成、含碱量、混合材种类、细度等；（2）减水剂方面，如减水剂分子结构、极性基团种类、非极性基团种类、平均分子量及分量分布、聚合度、杂质含量等；（3）混凝土拌合物的性能；（4）环境条件方面，如温度、距离等。

2.1 水泥因素

2.1.1 矿物组成

水泥中四大主要矿物成分C3S，C2S，C3A，C4AF对高效减水剂的吸附能力是不一样的，其吸附顺序为C3A>C4AF>G3S>C2S，即铝酸盐矿物对高效减水剂的吸附能力大于硅酸盐矿物。实践证明，在高效减水剂掺量相同的情况下，C3A和C4AF含量较高的水泥胶体中减水剂的分散效果就较差。

2.1.2 石膏因素分析

硅酸盐水泥中通过加入石膏可以对材料的硬化速度以及凝结时间进行调整，虽然在水泥中仅仅加入3%至5%的石膏，但是其对于外加剂-水泥适应性具有很大的影响。

从化学反应上来说，水泥中的C3A矿物的水化速度非常快，在无硫酸钙存在时，C3A非常快地水化，生成铝酸钙水化物：

2C3A+21H2O→C4AH13+C2AH8

在有硫酸钙时，形成了钙矾石的水化产物：

3Ca·Al2O3+3CaSO4·2H2O+26H2O→3CaO+Al2O3CaSO4·32H2O（钙矾石）

为了达到所需要的效果，随时获得合适数量的Ca2+和SO42-是关键的因素。

2.1.3 碱含量

通过诸多实践可以证明，减水剂在水泥中的吸附效果不会受到矿物中不可溶性碱的影响。由于这些碱不溶于水，因而不会造成减水剂性能的下降。而矿物组分中具有影响的物质为硫酸盐，即一些可溶性碱，其主要来与为水泥原料中粘土质原料。Na2O是表示材料中可溶性碱含量的“量”。可溶性碱越多，在混凝土中加入的减水剂适应性便会越差、塑化效果便会越低，在对混凝土坍落度进行试验时，会发现其经时损失越大。

2.1.4 混合材料分析

水泥是我国建筑行业使用最多的原料，其材料中会掺有大量的混合材料。目前使用的混合材料大多为粉煤灰、矿渣以及煤矸石等，沸石粉也是应用较广的混合料之一，由于所加入混合料的品种和用量的差异，减水剂的效果也就具有很大的差异性。

在诸多混合料中，高效减水剂对于粉煤灰水泥的以及矿渣水泥具有较好的适应性，对于除此之外的水泥在适应性上相对较差，因而就需要针对不同的水泥进行不同的掺量研究，通过对高效减水剂掺量的调整，达到最佳的预期效果。

2.1.5 水泥细度分析

高效减水剂应用到水泥中，其分散效果会受到水泥细度的影响，这一点可以通过表面吸附理论进行解释，当水泥对于高效减水剂的吸附作用会随着其比表面积的增大而增大。水泥细度越大，其比表面积越大，那么为了达到想要的效果，必然需要对高效减水剂用量进行增加。

2.1.6 水泥的陈放时间

高效减水剂对于水泥的俗话作用会随着陈放时间的增加而增加，水泥陈放时间越短，那么塑化效果越差。

2.2 减水剂方面

减水剂种类不同，那么其分子结构以及化学成分必然具有差异，材料中的极性基团种类、聚合度以及平衡离子种类也就会具有差异，那么应用在水泥中，适应性也必然不同。在多种水泥中，聚羧酸盐以及氨基磺酸盐系减水剂具有较好的适应性，并且应用于混凝土材料中使得材料坍落损失明显降低，但是，氨基磺酸盐若使用量过大，那么会出现泌水现象；密胺树脂减水剂的适应性较之前两种稍差，同萘系减水剂相同，在坍落损失度上无法同前两种高效减水剂相媲美。

2.3 拌合物性能

参数分析：在混凝土拌合物中，其集料种类以及水灰比会影响到高效减水剂在水泥中的应用效果，尤分散效果造成影响。混凝土水泥水化以及水合作用、电解质溶解液化等必然会争夺水分子，水分子数量也是有限的，因而其中发生的化学反应必然会受到影响，因而高效减水剂的应用效果便会受到影响。

2.4 环境条件

环境条件也是影响减水剂适应性的主要因素之一，包括温度条件以及使用条件等。温度越好，水泥在应用过程中水化速度便会越快，那么坍落损失必然会有所增加。此外，搅拌过程中气泡外溢以及运输过程中气泡外溢都会引发坍落损失。如果混凝土运距稍远，则新拌混凝土因水化及水分蒸发会使坍落度损失更快。

3 适应性的改良措施

3.1 水泥品种的选择

混凝土组成性能是保证混凝土配制质量的基础要素，通过对组成的优化，提高混凝土性能。其中最重要的是对水泥的选择，只有反应性能低且流动性好的水泥，在搅拌中其结合水量便会越低，且钙矾石的形成量便会越低。

3.2 减水剂品牌选择

对水泥品种确定后，还需要对高效减水剂的品牌进行选择，依照工程条件，以及施工时节和工艺的应用状况，对减水剂在水泥中的适应性进行试验，选出性能最佳的高效减水剂品牌。

3.3 复合使用的方式

高效减水剂不同，其极性基团分子便会具有不同的结构，而生产厂家不同，则高效减水剂的性能也不尽相同，将这些不同的减水剂进行复核使用可以有效提高水泥、高效减水剂之间的适应性，从而对混凝土经时损失进行有效控制。

3.4 掺和方法的改变

在进行混凝土的拌和过程中，运输距离以及适应性状况还会对其掺合方式造成影响，合理、科学的掺合方式能够有效提高混凝土材料的性能。

高效减水剂的应用会受到多重因素的影响，因而属于综合性的外加剂应用问题，因而需要全面考虑施工现场会遇到的情况，从不同的角度进行解释、分析，并应用不同的理论进行研究，结合试验的方式对所遇到的问题进行解决。

参考文献

[1]邓浩，朱清江.混凝土外加剂工程应用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[2]靳志国.高效减水剂对水泥水化性能的作用[J].山西建筑，2007，33（10）：216-217.