浅析混凝土外加剂与水泥的适应性

韦炳林

（中山市建设工程质量检测中心有限公司　广东　中山　528400）

浅析混凝土外加剂与水泥的适应性

韦炳林

（中山市建设工程质量检测中心有限公司广东中山528400）

随着商品混凝土的发展和应用，混凝土外加剂得以广泛应用，但在使用中也会常常出现减水率低下、坍落度损失快等现象。本文从水泥熟料矿物成分、水泥细度、石膏的形态及掺量、碱含量等水泥特性方面入手，进行试验论证，分析聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响以及对其改善的初步探讨。

外加剂；水泥；适应性

1　引言

目前，我国现代化建设越来越趋于多样化、多功能化，与此同时，建筑材料的不断更新也是影响现代化建筑发展的直接因素，高效减水剂广泛用来改善混凝土性能；拌制大流动度混凝土，提高混凝土强度。随着各种高效减水剂在不同胶凝材料和各种混凝土中的应用，也会发生了高效减水剂与水泥不相适应，主要表现在减水率效果低下或增加流动性的效果不好，坍落度损失快，甚至降低混凝土强度，这种种不适应的问题与高效减水剂的品种与作用机理、原材料的选用与制造工艺、胶凝材料的成分、细度等差异有关。其他如环境温度、加料方式和外加剂用量也会产生影响。

2　混凝土外加剂品种

混凝土外加剂品种不同，其化学成分、分子量也有所不同，它们的吸附分散效果不同，直接影响到水泥的适应性问题。例如：萘系减水剂，其中硫酸钠含量是影响其性能的一个重要指标，根据硫酸钠含量不同，可分为高浓型（Na2SO4：<5％）、低浓型（Na2SO4：≈20％）和中浓型（Na2SO4：10～15％），不同的超塑化剂与不同水泥作用不同，从而导致水泥与外加剂之间适应性的差异。

3　原材料与试验方法

3.1原材料

基准水泥，该实验所用基准水泥均相同；一定规格的碱、石膏、C3A；外加剂：试验所用的聚羧酸减水剂为普通缓凝型聚羧酸型减水剂FOX-8H。

3.2试验方法

利用控制变量法的实验思想，对其减水剂对水泥的影响进行深入的探讨，具体方法如下：在实验所提供的相同的基准水泥的基础上，分别控制碱、石膏、C3A在水泥中的含量，运用相同的制作工艺，制造出不同种类的水泥，再采用《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）附录A混凝土外加剂对水泥的适应性的检测方法进行净浆测试，观测其在不同时间段减水剂对不同水泥的影响，记录其结果。

4　试验

4.1论证部分

对各个影响聚羧酸型减水剂与水泥适应性的因素分别进行定量控制，加入不同的变量物质，然后通过相同的制作工艺，对不同时间段水泥尽浆流动性进行观察，加以记录。

4.1.1水泥中C3A的掺量对水泥尽浆流动性的影响

基准水泥：碱含量、石膏含量不变，加入不同量的C3A并且掺量逐渐增加，使w/c的值恒定，通过制作得到不同的水泥C1、C2、C3，然后掺入1％的聚羧酸减水剂，观察其尽浆流动性，如表1所示。

表1　水泥C1、C2、C3在不同时间段的尽浆流动性的变化

4.1.2水泥中石膏的掺量对水泥尽浆流动性的影响

基准水泥：碱含量、C3A含量不变，掺入不同量的石膏并且掺量逐渐增加，使w/c的值恒定，通过制作得到不同的水泥C4、C5、C6，然后掺入1％的聚羧酸减水剂，观察其尽浆流动性，如表2所示。

表2　水泥C4、C5、C6在不同时间段的尽浆流动性的变化

4.1.3水泥中碱的掺量对水泥尽浆流动性的影响

基准水泥：石膏、C3A含量不变，掺入不同量的碱并且掺量逐渐增加，使w/c的值恒定，通过制作得到不同的水泥C7、C8、C9，然后掺入1％的聚羧酸减水剂，观察其尽浆流动性，如表3所示。

表3　水泥C7、C8、C9在不同时间段的尽浆流动性的变化

4.2混凝土验证

对各个影响聚羧酸型减水剂与水泥适应性的因素分别进行定量控制，加入不同的变量物质，然后通过相同的制作工艺，对不同时间段坍塌保持度进行观察，加以记录。

4.2.1水泥中C3A的掺量对水泥坍塌保持度的影响

基准水泥：碱含量、石膏含量不变，加入不同量的C3A并且掺量逐渐增加，使w/c的值恒定，通过制作得到不同的水泥C1、C2、C3，然后掺入1％的聚羧酸减水剂，观察其坍塌保持度，如表4所示。

表4　水泥C1、C2、C3在不同时间段的坍塌保持度的变化

4.2.2水泥中石膏的掺量对水泥坍塌保持度的影响

基准水泥：碱含量、C3A含量不变，掺入不同量的石膏并且掺量逐渐增加，使w/c的值恒定，通过制作得到不同的水泥C4、C5、C6，然后掺入1％的聚羧酸减水剂，观察其坍塌保持度，如表5所示。

表5　水泥C4、C5、C6在不同时间段的坍塌保持度的变化

4.2.3水泥中碱的掺量对水泥坍塌保持度的影响

基准水泥：石膏、C3A含量不变，掺入不同量的碱并且掺量逐渐增加，使w/c的值恒定，通过制作得到不同的水泥C7、C8、C9，然后掺入1％的聚羧酸减水剂，观察其坍塌保持度，如表6所示。

表6　水泥C7、C8、C9在不同时间段的坍塌保持度的变化

5　结论

随着C3A含量的增加，减水剂FOX-8H在水泥及混凝土中的分散保持性也逐渐下降，这主要跟C3A的水化速度及晶体缺陷有关，在一定的程度上，混凝土坍落度损失较快的问题就不能通过调节减水剂用量或砂率来解决。因此，对于熟料矿物成中C3A的含量一定要严格控制，确保其含量不会影响到聚羧酸减水剂与水泥的适应性。

采用脱硫石膏作为调凝剂的水泥与FOX-8H的适应性最好，减水剂的分散性及分散保持性均较好，而硬石膏作调凝剂的水泥与FOX-8H的适应性最差，净浆流动度及混凝土坍落度损失较快。由此可见，脱硫石膏掺量的严格控制和释放速度对聚羧酸减水剂与水泥适应性有重要影响。

碱含量对聚羧酸减水剂与水泥的适应性有着重要的影响，大量试验数据表明，碱含量在0.4～0.8％以内时，碱含量对减水剂与水泥间的适应性影响很小，而在国家标准中，低碱水泥的碱含量不大于0.6％，因此为了使减水剂与水泥的适应性较好，碱含量宜控制在0.4～0.63％以内。

6　混凝土外加剂的掺加工艺

混凝土外加剂与混凝配合比存在一个临界掺量，如果低于或高于此临界线会出现不同的结果，如：坍落度损失的快慢，离析现象的大小，凝结时间的长短等，因此在设计配合比时，根据试验结果找出外加剂的最佳掺量是十分关键的。

7　搅拌时间与搅拌速度

混凝土搅拌时间的长短直接影响混凝土含气量及混凝土对外加剂的分散效果，吸附作用，从在而影响混凝土的工作性。搅拌速度过快，直接破坏水泥浆体中的胶体结构和水泥颗粒表面形成的双电层膜，使混凝土坍落度、凝结时间、泌水量受到直接影响。

8　结束语

综上所述，水泥的各个特性中的因素对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响很大。在实际水泥制作中，要得到与水泥外加剂的适应性较好的水泥，必须严格控制C3A的含量以及碱含量、石膏的形态以及掺量的控制，在选用混合材时，要优先考虑与减水剂适应性较好的矿渣与石灰石。另外，新生产的水泥在放置一段时间再使用效果会更好。

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TU528.042

A

1673-0038（2015）27-0136-02

2015-6-20

韦炳林（1976-），男，助理工程师，大专，主要从事建材检测工作。