混凝土外加剂与水泥适应性

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1、前言    外加剂能提高新拌混凝土的工作性能、改善施工环境，提高硬化混凝土的力学性能和耐久性，同时可节约水泥、降低成本、加快施工速度。因此，混凝土外加剂广泛用于各种混凝土工程中。但是我国各地区矿石资源不一样，水泥生产工艺规模有效大差别，导致了水泥品种的多样性。而且，同一种水泥质量差别也大。在高性能混凝土、高品混凝土、泵送混凝土的应用中往往会出现混凝土外加剂与水泥适应性较差的现象。这就类似“青霉素”不适应“某些”病人会现现“过敏”或其它“异常反应”一样。这种现象尤其发生在低水胶比实际用水量少的高性能混凝土的拌合物中

2、。在相同配比下，同掺量同品种的混凝土外加剂往往由于水泥品种不一样，其应用效果有效大差别。同样混凝土外加剂在一种水泥的应用中效果较好，而在另一种水泥的应用中出现较大差别，甚至出现相反效果，出现质量事故。如掺有“甘油”的混凝土外加剂或“糖钙”或“木钙”的混凝土外加剂，在某些水泥中应用效果较理想，而在某些水泥中可能会现相反的效果。又如：东北某工程使用泵送剂之前，未做混凝土外加剂与水泥的适应性试验，盲目地将泵送剂用于大坝水泥的工程中，结果导致混凝土不凝的质量事故。一般，混凝土外加剂适应性较差表现如下：   １）新拌混凝土

3、的搅拌过程中出现异常凝结（速凝、假凝）   ２）新拌混凝土坍落度损失快。   ３）混凝土泌水、离析、分层现象严重。   ４）新拌混凝土坍落度提不上来，看似混凝土外加剂减水效果差。   ５）硬化混凝土强度明显下降。   ６）混凝土收缩加大、抗渗、耐久性下降。   ７）大体积混凝土中缓凝效果不明显、出现温差裂缝。   因此，要正确认识混凝土外加与水泥适应性这一现实问题，在应用某一品种混凝土外加剂之前，一定要做混凝土外加剂与水泥适应性试验。按《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJ119-88）正确地选择和应用混凝土外加剂

4、。１影响混凝土外加剂与水泥适应性的因素   1.1混凝土外加剂掺量掺加工艺   1.1.1混凝土外加剂最佳掺量对于某一水泥、某一配比的混凝土而言，任何混凝土外加剂都存在一最佳掺量，即在最佳掺量时，混凝土外加剂的性能会出现拐点。外加剂的最佳掺量是获得最好的技术、经济效果的重要因素，其最佳掺量是根据试验、混凝土配比确定的,其关系如图１、图２,故在混凝土外加剂大掺量或低掺量（相对最佳掺量而言）往往会出现截然不同、意想不到的效果。如“坍落度”损失快慢、泌水大小、缓凝与促凝等。   1.1.2混凝土外加剂掺加工艺（先掺法与

5、后掺法）    凡进行过混凝土外另剂研究的工作者及进行大量混凝土外另剂的应用试验的人员都应赞同：后掺法的混凝土的工作性能优于先掺法的混凝土，而且达到同样效果，后掺法的掺量往往更小，这可能与混凝土外加剂与水泥颗粒的吸附与分散有关。其关系如图３。   1.2搅拌时间与搅拌速度    混凝土搅拌时间会影响混凝土的含气量及混凝土外加剂对混凝土的分散效果、凝结时间，从而影响混凝土的工作和硬化混凝土的力学性和耐久性。    搅拌机剪切速度过快，会破坏水泥浆中的胶体结构和破坏水泥颗粒表面形成双电层膜，使混凝土凝结时间坍落度损失

6、、泌水量都受到较大影响。   1.3混凝土外加剂品种的影响   1.3.1官能团、分子结构等     混凝土外加剂中所含不同的官能团如－OH、－COOH、－CH2、－SO3等对水泥颗粒影响不同，外加剂的分子量、形状不同都会影响到混凝土外加剂的性能。混凝土外加剂是阴离子表面活性剂还是阳离子表现活性剂或是非离子表面活性剂，水泥中的C3A、C4AF、C3S、f-CaO等吸附分散效果不相同，也直接影响水泥中SO4-2－的溶解度。从而导致混凝土外加剂与水泥适应性的问题。   1.3.2其它因素    混凝土外加剂中碱含量高

7、，则对混凝土早期强度有利，但新拌坍落度损失快。有些外加剂引气量过大，而且气泡不均匀、不封闭。气泡大导致新拌混凝土坍落度损失快，而且使硬化混凝土抗渗、抗冻、耐久性等下降。   1.4水泥   1.4.1矿物成份    影响不泥适应性的主要是C3A、C3S，在水泥中一般以石膏作为调凝剂。一般说来，C3A含量低的水泥，其适应性良好，坍落度损失小。C3A含量高的水泥，需要较多的CaSO4.2H2O作调凝剂。若混凝土拌合物中，SO2-4浓度不足，那么新拌混凝土坍落度损失快。像MG、TG对硬石膏作调凝剂的水泥，其适应性差，就

8、是因为TG/MG降低了硬石膏的溶解度，从而使水泥因缺少SO2-4而产生异常凝结。通常水泥适应性不好，水泥在生产过程　中采用立窑回转窑干法湿法生产，使水泥矿物组分晶相状态细度石膏形态发生不同程度的变化，从而导致了混凝土外加剂与水泥适应性问题的产生。一般，水泥中吸附外加剂能力：C3A>C4AF>C3SⅡ>C2S。其水化速率与其关系近似成正比。当新鲜水泥存放一段时间后，由于其中