混凝土外加劑與水泥、摻合料適應(yīng)性的影響因素分析

　　0、前言

　　隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，混凝土僅由原來(lái)傳統(tǒng)的水泥、砂、石、水這四種組份攪拌生產(chǎn)適應(yīng)不了現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展需要。在這種情況下，各種摻合料及外加劑已經(jīng)成為現(xiàn)代混凝土中不可缺少的組成份。

　　盡管在現(xiàn)代混凝土中已廣泛應(yīng)用混凝土外加劑，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中卻一直存在著水泥與外加劑之間不適應(yīng)的問(wèn)題。可以這樣理解混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性與不適應(yīng)性的概念：按照混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范，將經(jīng)檢驗(yàn)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的某種外加劑摻加到按規(guī)定可以使用該品種外加劑的水泥所配制的混凝土（或砂漿）中，若能夠產(chǎn)生應(yīng)有的效果，就認(rèn)為該水泥與這種外加劑是適應(yīng)的；相反，如果不能產(chǎn)生應(yīng)有的效果，就認(rèn)為該水泥與這種外加劑不適應(yīng)。水泥與混凝土外加劑不適應(yīng)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：新拌混凝土的和易性（流動(dòng)性、保水性、粘聚性）差，不能滿足工作要求，坍落度經(jīng)時(shí)損失大；混凝土出現(xiàn)速凝、假凝或過(guò)度緩凝；所有這些現(xiàn)象均會(huì)對(duì)混凝土的質(zhì)量及正常生產(chǎn)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響，而影響混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性的因素有很多，如：水泥中熟料的礦物組成、水泥中石膏形態(tài)和摻量、水泥堿含量、水泥細(xì)度、水泥新鮮程度和溫度、摻合料種類及摻量、水膠比等。下面主要就這幾個(gè)方面對(duì)混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性作分析。

　　1、混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的分析

　　1.1水泥熟料礦物組成的影響

　　硅酸鹽水泥是建筑工程中最常用的水泥，它由硅酸鹽水泥熟料、石膏調(diào)凝劑和混合材料三部分組成。硅酸鹽水泥熟料對(duì)混凝土減水劑的吸附能力對(duì)于混凝土的流動(dòng)性及強(qiáng)度增長(zhǎng)都有很大的影響。原料的變化將對(duì)外加劑的作用效果產(chǎn)生很大的影響。

　　1.2水泥中石膏形態(tài)和摻量的影響

　　石膏在水泥生產(chǎn)中用于調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間，常采用天然的或合成CaSO4?2H2O，石膏摻量控制在1.3%~2.5%（以SO3

　　%計(jì)）。但如果石膏摻量不夠或細(xì)度不夠使石膏不能充分溶解，當(dāng)溶解度含量小于1.3%時(shí)，不能阻止水泥快凝，則容易產(chǎn)生速凝的現(xiàn)象，但如果溶解度含量大于2.5%時(shí)，凝結(jié)時(shí)間的增長(zhǎng)也很少。而在混凝土中，CaSO4?2H2O的調(diào)凝效果優(yōu)于CaSO4?0.5H2O，但在水泥的生產(chǎn)過(guò)程中，石膏與熟料的粉磨溫度通常較高，從而使二水石膏脫水成半水石膏再脫水成硬石膏，從而影響了石膏的調(diào)凝效果。因此，石膏的成份、溶解度含量直接影響混凝土的凝結(jié)時(shí)間，也影響混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性。

　　1.3水泥堿含量的影響

　　水泥中堿含量主要來(lái)源于生產(chǎn)所用的原材料，是按NaO2+0.658K2O計(jì)算的重量百分率來(lái)表示。水泥中過(guò)量的堿會(huì)和集料中的活性物質(zhì)SiO2反應(yīng)，生成膨脹性的堿硅酸鹽凝膠，一方面會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，另一方面堿含量的增大降低了高效減水劑對(duì)水泥漿體的塑化作用，使水泥漿體流動(dòng)性損失加快，凝結(jié)時(shí)間急劇縮短，減弱了高效外加劑的作用。但當(dāng)可溶性堿的含量過(guò)低時(shí)，不僅當(dāng)減水劑劑量不足時(shí)坍落度損失較快，而且當(dāng)劑量稍高于飽和點(diǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的離析與泌水。大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，堿含量在0.4%~0.8%以內(nèi)時(shí)，堿含量對(duì)外加劑與水泥間的適應(yīng)性影響很小，而在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，低堿水泥的堿含量不得大于0.6%，因此為了使外加劑與水泥的適應(yīng)性較好，堿含量宜控制在0.4%~0.63%以內(nèi)。

　　1.4水泥細(xì)度的影響

　　在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，許多廠家為了滿足強(qiáng)度的要求，一味地提高水泥的細(xì)度，細(xì)度越小，比表面積越大,而水泥對(duì)外加劑的吸附性隨比表面積的增加而增加,在相同的外加劑摻量下,水泥的需水量隨比表面積的增大而增大,同樣混凝土坍落度損失也隨比表面積的增大而加快,所以,本來(lái)在一定摻量下表現(xiàn)為適應(yīng)的外加劑在水泥細(xì)度的提高下會(huì)表現(xiàn)出不適應(yīng)現(xiàn)象。

　　1.5水泥新鮮程度、溫度的影響

　　由于粉磨時(shí)會(huì)產(chǎn)生電荷，新鮮的水泥出磨時(shí)間短，顆粒間相互吸附凝聚的能力強(qiáng)，正電性強(qiáng)，吸附陰離子表面活性劑多，因此表現(xiàn)出減水劑減水率低，混凝土坍落度損失快的現(xiàn)象，與外加劑的適應(yīng)性差。另一方面剛磨出來(lái)的水泥溫度很高，當(dāng)水泥溫度小于70℃時(shí)對(duì)減水劑的塑化效果影響不大，當(dāng)水泥溫度超過(guò)80℃時(shí)對(duì)減水劑的塑化效果降低明顯，當(dāng)水泥溫度更高時(shí)，可能會(huì)造成CaSO4?2H2O脫水變成無(wú)水石膏，需水量及外加劑吸附量明顯增大，坍落度損失也會(huì)明顯加快，使外加劑適應(yīng)性明顯變差。

　　1.6、摻合料種類及摻量的影響

　　在水泥及混凝土的生產(chǎn)過(guò)程中，均摻有一定量的摻合料，如礦渣粉、粉煤灰等，由于這些摻合料的品質(zhì)及摻量的不同，對(duì)混凝土外加劑的作用效果也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。例如，單摻一定量的粉煤灰，由于粉煤灰中富含的球狀玻璃體對(duì)漿體起到"滾珠軸承作用"，隨著摻量的增加混凝土流動(dòng)性增加，外加劑的適應(yīng)性表現(xiàn)較好。另外由于粉煤灰中的碳會(huì)吸附較多的外加劑而使混凝土坍落度下降，因此，當(dāng)粉煤灰摻量一定時(shí)，Ⅰ級(jí)粉煤灰燒失量較小（含碳量低），對(duì)外加劑的適應(yīng)性表現(xiàn)較好，而Ⅱ、Ⅲ級(jí)粉煤灰燒失量大（含碳量高），對(duì)外加劑的適應(yīng)性表現(xiàn)就差。單摻礦渣粉對(duì)外加劑的適應(yīng)性與粉煤灰相似但沒(méi)有粉煤灰表現(xiàn)得這么明顯，由于"微集料效應(yīng)"，礦粉的粒徑比水泥小，填充了水泥顆粒間的空隙，使水泥顆粒間水分得到釋放，提高了混凝土的流動(dòng)性。當(dāng)粉煤灰和礦渣粉以一定比例摻加到混凝土中去時(shí)，二者的作用可互相促進(jìn)，試驗(yàn)表明，雙摻40%，礦渣粉：粉煤灰=2:1時(shí)最佳，此時(shí)表現(xiàn)出的混凝土與外加劑的適應(yīng)性最好。

　　1.7水膠比的影響

　　在配合比的設(shè)計(jì)中，降低水膠比可以提高混凝土的強(qiáng)度，但在低水膠比下，有一最佳用水量，在最佳用水量的條件下，混凝土外加劑對(duì)水泥混凝土的各項(xiàng)性能能充分表現(xiàn)出來(lái)，使混凝土拌合物的保水性能、保塑性等工作狀態(tài)得以改善，更重要的是保證了水泥在水化時(shí)石膏有足夠的溶解用水。

　　2、結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，影響水泥與外加劑的適應(yīng)性是多方面的，為了使外加劑與水泥達(dá)到最佳適應(yīng)狀態(tài)，對(duì)水泥和外加劑做適應(yīng)性試驗(yàn)和化學(xué)分析也是必要的。