水泥与混凝土外加剂相容性的试验研究
水泥与外加剂相容性是生产优质混凝土的重要影响因素，本文通过检测水泥净浆流动度，对比不同矿物组成的熟料及不同条件下的水泥与外加剂相容性的差异，为高性能水泥生产提供参考。
1 试验用材料
1）水泥、熟料：选择江山南方水泥生产过程中有代表性的样品及小磨制备对比样品。 2）混凝土外加剂：不同时间用户提供的多种外加剂。
2 试验方法
检测水泥、熟料掺入外加剂后的净浆流动度，外加剂掺量按用户提供的推荐掺量加入。
3 试验结果及分析
3.1 熟料矿物组成对净浆流动度的影响
表1 熟料净浆流动度试验记录
试样编号 熟料矿物组成（%） 水泥净浆流动
度 (mm) 窑型
外加剂
C 3S C 2S C 3A C 4AF f-CaO A0 57.57 18.76 6.77 9.73 0.94 238 5000t/d 江山南方 温州用户提
供 聚羧酸1.0%
A1 56.77 19.87 7.27 9.46 0.89 257 A2 58.44 18.65 7.75 9.50 0.88 240 A3 51.54 22.45 8.17 9.83 1.06 249 A4 53.57 20.73 8.43 9.90 1.07 244 A5 56.88 17.83 8.86 9.96 1.10 238 B0 56.29 19.31 7.05 9.28 1.27 233 2500t/d 江山南方 B1 47.52 26.68 7.96 9.65 1.54 244 B2 50.08 25.96 7.98 9.44 0.98 238 B3 43.61 31.18 8.43 9.75 1.18 247 B4 56.25 16.88 9.12 10.12 1.75 255 C0 51.23 25.29 7.96 9.94 / 249 5000t/d 常山南方 C1
55.64
20.61
8.24
9.15
/
247
从表1熟料净浆流动度试验结果看：
江山南方5000t/d 和2500t/d 两条生产线熟料，其C 3A 含量从6.77%逐步增加至9.12%，C 3S 含量在43.61%至58.44%之间变动，检测熟料净浆流动度结果比较接近，熟料矿物组成与净浆流动度之间没有形成一定的规律性，与常山南方5000t/d 的熟料相比，其净浆流动度结果也未有明显差异。
3.2 水泥混合材料对净浆流动度的影响 3.2.1试验用材料
1）熟料：江山南方5000t/d 生产线生产的熟料； 2）矿渣：本地钢铁厂矿渣；
3）炉渣：本地电厂锅炉渣；
4）石煤渣a ：本地石灰窑煅烧石灰产生，燃烧较透，已在露天山上堆放几十年； 5）石煤渣b ：燃烧不完全，亦在露天山上堆放几十年，与石煤渣a 不在同一片区； 6）自燃渣：劣质石煤在山上的自燃物。 7）煤矸石：取自本地。 3.2.2水泥配方
熟料70%，混合材料30%，二水石膏3.5%。配合料5kg 化验室标准小磨分别粉磨27min 。 3.2.3不同混合材料的水泥净浆流动度见表2。
表2 不同混合材料的水泥净浆流动度试验记录
试样编号 物料配比（%） SO 3 (%) 45μm 筛余细度
(%) 水泥净浆流动度
(mm) 外加剂
熟料 混合材 D0 100 0 1.91 18.6 190 宁波用户提供 萘系1.5% D1 70 矿渣30 1.79 18.1 217 D2 70 石煤渣a30 2.15 15.6 196 D3 70 煤矸石30 1.84 16.2 143 D4 70 石煤渣b30 1.99 14.2 137 D5 70 炉渣30 2.01 14.6 120 D6
70
自燃渣30
1.87
15.6
108
从表2净浆流动度结果可以看出：
混合材料对水泥净浆流动度影响显著。其中以掺入矿渣的水泥流动度结果最大，说明掺入矿渣可起到改善相容性的作用。石煤渣、炉渣及自燃渣都是属于火山灰质混合材料，其总体是明显降低水泥与外加剂相容性的。掺煤矸石的水泥流动度比火山灰质材料略好一点。不同火山灰质材料对相容性影响也各不相同，其中自燃渣的水泥净浆流动度最小，炉渣次之，而石煤渣a 配制的水泥流动度却超过熟料。可见不同来源的材料对流动度的影响是不相同的。
3.3 石膏对净浆流动度的影响
试验样品：5kg 熟料，掺入适量石膏，化验室标准小磨分别粉磨33min 。
表3 不同石膏的水泥净浆流动度试验记录
编号
物料配比（%）
SO 3 (%) 比表面积 （m 2
/kg ）
水泥净浆 流动度(mm) 外加剂
熟料 石膏（外掺） E0 100.0 荆门天然二水石膏
4.5 2.35 353 250 温州用户提供 聚羧酸1.0%
E1 100.0 台州脱硫石膏粉4.5 2.27 350 267 E2 100.0 乐清脱硫石膏粉4.5 2.31 344 247 E3 100.0 兰溪脱硫石膏粉4.5 2.06 344 259 E4 100.0 景德镇脱硫石膏粉
4.5 2.35 350 263 E5 100.0 贵溪脱硫石膏粉4.5 2.13 353 252 E6
100.0
江西氟石膏粉3.3
2.23
355
278
从表3净浆流动度结果看：
脱硫石膏配制的水泥与外加剂相容性总体略好于天然二水石膏配制的水泥，但不同来源的脱硫石膏对流动度影响还是有区别的，氟石膏配制的水泥在本次三种石膏对比中与外加剂
相容性最好。
3.4 水泥助磨剂对净浆流动度的影响
在检测水泥助磨剂大磨试验效果时，同时检测掺与不掺助磨剂的水泥净浆流动度，试验结果见表4。其中：编号F0和G0为掺有助磨剂的生产样品，编号F1和G1为停掺助磨剂的空白样，停掺助磨剂时，增加熟料耗5%（保持强度结果基本一致），按比例减少磨内混合材，其它不变。
表4 助磨剂对比样品净浆流动度试验记录
编号 水泥助磨剂 水泥净浆流动度
(mm) 外加剂
F0 掺1.5‰ 248 温州用户提供 聚羧酸1.0% F1 停掺 202 G0 掺1.5‰ 273 G1
停掺
233
对比表4两组试验结果看出：
掺助磨剂的水泥比未掺助磨剂水泥的净浆流动度分别提高了46mm 和40mm ，说明掺上述助磨剂是能明显改善水泥与外加剂相容性的。分析其中的原因，主要是磨内掺助磨剂后，降低了粉磨过程中形成的静电吸附包球现象及超细颗粒的再次聚结趋势，水泥流动性增强。 3.5 水泥中矿粉外掺对净浆流动度的影响
试验样品：水泥磨正常生产样，矿粉由磨尾掺入。试验结果见表5。其中：编号F0和F1未掺矿粉，编号G0和G1磨尾掺入10%矿粉。
表5 矿粉外掺水泥净浆流动度试验记录
编号 水泥助磨剂 磨尾矿粉掺量
水泥净浆流动度
(mm) 外加剂
F0 掺1.5‰ / 248 温州用户提供 聚羧酸1.0% G0 掺1.5‰ 10% 273 F1 / / 202 G1
/
10%
233
对比表5两组试验结果看出：
磨尾掺10%矿粉（矿粉比表面积460m 2/kg ）的水泥比未掺矿粉水泥的净浆流动度分别提高了25mm 和31mm ，说明外掺上述矿粉是能改善水泥与外加剂相容性的。 3.6 水泥SO 3含量对净浆流动度的影响
试验样品： P ·O42.5水泥配方，石膏掺入量2%～4.5%，配合料5kg 化验室标准小磨分别粉磨28.5min 。
表6 不同SO 3含量的水泥净浆流动度试验记录
编号 脱硫石膏掺量
(%) SO 3 (%) 初凝 (min) 终凝 (min) 水泥净浆流动度
(mm) 外加剂
H0 2 1.70 160 220 222 宁波用户提供 脂肪族1.5% H1 3 1.93 155 215 239 H2 4 2.36 173 240 235 H3
4.5
2.50
168
225
233
从表6净浆流动度结果看出：
SO 3含量1.70%时的水泥流动度最小，随着SO 3含量增加，水泥流动度结果有提高，在SO 3含量为1.93%时，流动度达到本次试验结果的最大值，随后SO 3含量增加，其净浆流动
度又有所减小，但变动的幅度很小。 3.7 水泥粗细程度对净浆流动度的影响
试验样品：编号I0、J0为江山南方2#、4#水泥磨生产的P ·O42.5水泥，称为原样，与之进行的对比样编号I1、J1，系原样品2kg 分别在化验室标准小磨粉磨3min 后制得。
表7 不同粗细程度的水泥净浆流动度试验记录
编号 生产磨机 比表面积 (m 2
/kg)
45μm 筛余细度
(%) 水泥净浆流动度
(mm) 外加剂
I0 2#磨（原样） 363 8.0 259 衢州用户提供 萘系1.8%
I1 2#磨（对比样） 381 6.7 208 J0 4#磨（原样） 416 9.9 189 J1
4#磨（对比样）
445
7.1
155
对比表7两组试验结果看出：
在对比样I1比原样I0比表面积增大18 m 2
/kg ，45μm 筛余细度下降1.3%的情况下，水泥
净浆流动度下降51mm ，下降幅度大；在对比样J1比原样J0比表面积增大29 m 2
/kg ，45μm 筛余细度下降2.8%的情况下，水泥净浆流动度下降34mm ，下降幅度亦非常明显。两组试验表明，水泥的粗细程度对净浆流动度影响明显，特别是水泥的比表面积，与流动度的相关性非常好。 3.8 水泥磨对净浆流动度的影响
江山南方水泥磨主要包括2台闭流磨，规格为φ4.2×13m ，配辊压机；3台开流磨，规格为φ3.8×13m ，配辊压机。检测两种磨机水泥的比表面积、颗粒级配及净浆流动度，可见开流磨和闭流磨生产的水泥有明显的差异，试验结果见表8。
表8 不同水泥磨水泥净浆流动度试验记录
编号
磨机号
比表
面积 (m 2
/kg)
颗粒级配（%）
＜ 3 μm 3～32μm 32～65μm ≥ 45μm ≥
65μm ≥
80μm 水泥净浆流动度(mm) 外加剂
K0 2# （闭流磨）
350 15.93 58.30 24.48 10.42 1.28 0.09 245 宁波用户 提供 萘系 1.5%
K1 5# （开流磨）
388 18.04 56.99 23.06 10.87 1.92 0.20 180 K2
3# （开流磨）
409
19.03
55.42
22.72
12.48
2.83
0.57
158
从表8试验结果可以看出：
闭流磨生产的水泥，其3～65μm 的中间颗粒多于开流磨，＜3μm 和≥45μm 的两头颗粒都小于开流磨，说明闭流磨生产的水泥粗粉少，超细粉也少，颗粒相对集中，同时闭流磨水泥比表面积明显比开流磨小，其净浆流动度明显比开流磨好。可见，选择不同的磨机能影响到水泥的颗粒级配，进而影响水泥与外加剂的相容性。 3.9 水泥新鲜度对净浆流动度的影响
表9 不同新鲜度的水泥净浆流动度试验记录
编号
生产日期
试验日期
水泥净浆流动度
(mm)
外加剂
L07月31日7月31日174宁波用户提供
脂肪族1.5% 8月23日187
从表9净浆流动度结果可以看出：
水泥存放23天后，净浆流动度扩大13mm，说明水泥进行陈化一段时间后，与外加剂相容性会得到一些改善。根据观察，水泥在存放量大，贮存条件好（密封干燥）的情况下，存放时间对流动度的影响相对小些，相反，在阴雨天气，水泥贮存条件差的情况下，存放时间对流动度的影响会更加明显。
3.10 水泥生产季节对净浆流动度的影响
统计不同季节4#、5#磨生产的水泥净浆流动度，其流动度平均值见表10。
表10 不同季节的水泥净浆流动度试验统计
水泥强度等级生产时间水泥平均净浆流动度(mm)
外加剂4#磨生产5#磨生产
42.52012年1月-4月（冬季）248251衢州用户提供
聚羧酸1.0% 2012年7月-9月（夏季）222202
2013年4月-5月（春季）239241温州用户提供
聚羟酸1.0% 2013年7月-9月（夏季）214230
从表10净浆流动度结果可以看出：
4#、5#水泥磨的水泥，2012年冬天的净浆流动度分别比当年夏天的流动度高出26mm和49mm；2013年春天的流动度分别比夏天的流动度高出25mm和11mm。说明水泥与外加剂相容性是受到高温季节影响的。
4 结论
1）在本次熟料与外加剂相容性试验中，熟料矿物组成的变化对净浆流动度的影响不明显，也无规律；不同窑型，不同来源的熟料，其净浆流动度亦无明显的差异性。
2）水泥中的混合材料、石膏、助磨剂及外掺矿粉对水泥与外加剂相容性都是有影响的。其中混合材料为矿渣和外掺矿粉的水泥，其净浆流动度提高，与外加剂相容性得到改善，而掺火山灰质混合材料及煤矸石的水泥，其净浆流动度减少，不利于相容性。试验中掺不同石膏的水泥与外加剂相容性有不同，其净浆流动度按大小顺序分别为掺氟石膏的水泥大于掺脱硫石膏的水泥，掺脱硫石膏的水泥大于掺天然二水石膏的水泥。另外试验表明掺助磨剂对改善水泥与外加剂相容性是非常明显的。
3）在一定的范围内，水泥中SO3含量过高过低都不利于相容性，其含量控制有最佳值。水泥的粗细程度对外加剂相容性影响明显，其表现为水泥比表面积增大，水泥的净浆流动度同步减小，两者之间的相关性非常好。水泥企业在原燃材料、设备无法作大的调整情况下，可通过比表面积的控制作为改善与外加剂相容性的重要手段。
4）水泥粉磨设备对水泥与外加剂相容性也是有影响的，其中闭流磨因水泥中超细粉含量减少，其与外加剂相容性要比开流磨好。从相容性角度出发，水泥企业可选择闭流磨来生产42.5级水泥，开流磨用来生产32.5级水泥。
5）水泥新鲜度、水泥生产季节对水泥与外加剂相容性亦产生影响，陈化过的水泥与外加剂相容性好于刚生产的水泥，而高温干燥天气却不利于相容性。这也是每年夏季来临，相容性问题容易成为混凝土用户投诉水泥厂的重要原因。
6.1 范围 本方法规定了用于水泥混凝土中外加剂的匀质性和掺外加剂混凝土性能试验方法. 本方法适用于普通减水剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、泵送剂、防水剂、防冻剂、膨胀剂和速凝剂共十四种混凝土外加剂。 6.2 一般规定 1)每项试验次数规定为两次.用两次试验平均值表示测定结果. 2)本标准所列允许差为绝对偏差 6.3 固体含量测定 主要用于测定混凝土外加剂的固体物质的百分含量。 6.3.1 仪器设备 1)分析天平——称量200g，感量0.1mg； 2)恒温干燥箱——能控温在0～200℃范围内； 3)带盖称量瓶——容积25mm×65mm； 4)干燥器——内盛变色硅胶等干燥剂。 6.3.2试验步骤 1)将洁净的带塞称量瓶在105±5℃的烘箱中烘干至恒重，称其质量，（m ）； 2)称量固体试样1～2g或液体试样3～5g，装入已经恒重的称量瓶内，盖好盖子称出 试样及称量瓶的总质量，（m 1 ）； 3)将盛有试样的称量瓶打开盖子，放入105±5℃的烘箱中烘干至恒重，在干燥器内 冷却至室温后，称量其质量。（m 2 ）。 6.3.3结果计算 固体物含量按1-1式计算。 m 2－m X 固= ×100% …………………………………1-1 m 1 －m 式中 X 固 ——固体物含量，%； m ——称量瓶的重量，g； m 1——称量瓶和试样的质量，g； m 2 ——称量瓶和试样烘干至恒重后的质量，g。 固体含量试验结果取两个试样测定值的算术平均值作为测试值，结果精确至0.01%。 6.3.4 允许差
室内允许差为0.30%. 室间允许差为0.50%. 6.4 pH值测定 6.4.1 pH值测定原理 pH值根据奈斯特（Nernst）方程E=E 0+0.05915×log[H+]，E=E －0.05915pH，利用 一对电极在不同pH值溶液中能产生不同的电位差，这一对电极由测试电极（玻璃电极）和参比电极（饱和甘汞电极）组成。在25℃时每相差一个单位pH值时产生59.15mV的电位差，pH值可在仪器的刻度表上直接读出。 6.4.2仪器设备 1)酸度计； 2)甘汞电极； 3)玻璃电极。 6.4.3试验步骤 1)直接用原液测定. 2) 电极安装：把电极夹子夹在电极杆上，将已在蒸馏水中浸泡24h的玻璃电极和甘汞电极夹在电极夹上，并适当的调整两支电极的高度和距离，将两支电极的插头引出线分别正确地全部插入插孔，以便紧固在接线上； 3) 校正：将适量的标准缓冲液注入试杯，将两支电极浸入溶液；将温度补偿器调至在被测缓冲溶液的实际温度位置上；按下读数开关，调节读数校正器，使电表指针指在标准溶液的pH值位置；复按读数开关，使其处在开放位置，电表指针应退回pH=7处；校正至此结束，用蒸馏水冲洗电极，校正后不要再旋转校正器，否则要重新校正； 4) 测量：手执滤纸片的一端，用另一端轻轻把附在电极上的剩余溶液吸干，或用被测溶液洗涤电极，然后将电极浸入被测溶液中，轻轻摇动试杯，使溶液均匀；把温度器拨在被测溶液的温度20±3℃位置上，按下读数开关。电表指针所指示的值即为溶液的pH值；测量完毕后，复按读数开关，使电表指针退回pH=7的位置，用蒸馏水冲洗电极，以待下次测量。 5) 测试结果：测试结果取两个试样测定数据的算术平均值作为测试值，精确至0.1。 6.4.4 允许差 室内允许差为0.2。室间允许差为0.5。 6.5 氯离子含量测定 6.5.1测定原理：用电位滴定法，以银电极为指示电极，其电势随Ag+浓度而变化。以甘
《水泥与减水剂相容性试验方法》行业标准介绍 0引言 为了改善水泥与减水剂的相容性或进行水泥质量稳定性的考核,水泥用户和部分水泥企业引用GB8076《混凝土外加剂》中的净浆流动度试验方法进行水泥与减水剂相容性试验,从而进行生产控制和指导水泥的使用。这样做,虽然解决了试验方法的问题,但由于没有统一的评价基准,导致结果没有可比性。 同时,当出现相容性问题时,没有评判依据。为此,2006年国家改革与发展委员会下达了《水泥与减水剂相容性试验方法》行业标准制定工作计划。经过大量的工作,该标准于2007年8月通过了水泥标准化技术委员会的审议,并建议2008年6月1日实施。为 1 ;而相容 被征服, 2 如下: 同时 ,由于 ”。3 经过试验研究表明(见表1):不同的水泥具有不同的饱和掺量点;不同的水泥在饱和掺量点时的Marsh时间和经时损失不同;不同的水泥在减水剂掺量相同时Marsh时间和经时损失不同。
另外,在保证一 ,以失3个参数 在3 (见图1),
经过研究,水泥浆体的流动性和经时损失率在减水剂饱和掺量点之后趋于稳定。经试验,大多数水泥的饱和掺量点小于0.8%,个别的大于0.8%,因此选择了0.8%的减水剂掺量作为水泥浆体的流动性和经时损失率的评价基准点。 4关于方法问题 根据资料[1~4],水泥与减水剂相容性试验方法有净浆流动度法、Marsh筒法和胶砂坍落度法几种,而且不同的文献对这几种方法给出了不同的评价。 考虑经济因素,排除了胶砂坍落度法,并对净浆流动度法和Marsh筒法进行了对比研究,结果表明: 1)两者的原理有所侧重,但基本一致,特别是Marsh筒法的高水灰比与混凝土的实际情况接近; 2)用 3)用 关性; 6)Marsh筒法试验误差影响因素少,重复性误差小于净浆流动度法。 考虑到净浆流动度法的应用历史和普遍性,以及与GB8076的兼容性,本标准将两个方法并列,供标准使用方选择。但有争议时,以Marsh筒法为准。 同时,作为标准起草单位,为了方便试验操作、减小试验误差,和河北科析仪器设备有限公司联合开发了自动Marsh时间测定仪,供大家选择。 5关于基准减水剂问题
1．引用标准 GB8074 水泥比表面积测定方法（勃氏法） GB8075 混凝土外加剂的分类、命名与定义 GB8076 混凝土外加剂 GB50010 混凝土结构设计规范 GB/T176 水泥化学分析方法 GB/T1345 水泥细度检验方法（80μm筛筛析法） GB/T1346 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法GB/T12573 水泥取样方法 GB/T17671 水泥胶砂强度检验方法（ISO法） GB/T8077 混凝土外加剂匀质性试验方法 GB/T50080 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 GB/T50081 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB/T4357 碳素弹簧钢丝 GB/T14684 建筑用砂 GB/T14685 建筑用卵石、碎石 GBJ82 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法 JGJ55 普通混凝土配合比设计规程 JGJ63 混凝土拌合用水标准 JC473 混凝土泵送剂 JC474 砂浆、混凝土防水剂
JC476 混凝土膨胀剂 JC477 喷射混凝土用速凝剂 JC/T420 水泥原料中氯的化学分析方法 3 术语 3.0.1引气高效减水剂 兼有引气和高效减水功能的外加剂。 3.0.2引气缓凝高效减水剂 兼有引气、缓凝和高效减水功能的外加剂。 3.0.3 高温缓凝剂 在温度35±3℃，相对湿度60±10%的条件下，按标准GB8076第5.5.4条进行试验，能延长混凝土凝结时间的外加剂。 3.0.4聚羧酸盐高效减水剂 以羧酸类梳形接枝共聚物为主体的外加剂。 3.0.5 抗裂防水剂 兼有抗裂防渗、高效减水和膨胀性能的多功能外加剂。 3.0.6混凝土膨胀剂 其定义见JC476，其余混凝土外加剂的定义见GB8075。 3.0.7基准水泥 符合标准GB8076附录A要求的、专门用于检验混凝土外加剂性能的水泥。 3.0.8 基准混凝土 按照本标准试验条件规定配制的不掺有外加剂的混凝土。 3.0.9 受检混凝土
混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法 发表时间：2019-02-25T11:52:27.797Z 来源：《防护工程》2018年第33期作者：郝如如董予冬 [导读] 随着施工技术的不断进步，对水泥混凝土的要求越来越高。混凝土需要达到可调、高强度、流动性大、耐久性高等特点 山东广信工程试验检测集团有限公司山东省济南市 250000 摘要：随着施工技术的不断进步，对水泥混凝土的要求越来越高。混凝土需要达到可调、高强度、流动性大、耐久性高等特点，也需要最大限度地降低生产成本。因此，在这种情况下，需要对混凝土的添加进行严格的分析。其中，混凝土的掺混类型相当复杂，可以提高混凝土的性能。因此，有必要对混凝土外加剂进行严格的分析，不断研究外加剂和水泥的适应性和混凝土特性的影响，了解混凝土外加剂和水泥本身的适应性，充分了解和掌握混凝土本身的性能。为了更好地利用混凝土外加剂，最大限度地发挥混凝土在施工中的作用。 关键词：混凝土外加剂；水泥；适应性问题；解决方法 1 水泥矿物构成对外加剂的影响分析 从结构上来看，水泥矿物主要是由铝酸三钙（C3A）、硅酸二钙（C2S）、硅酸三钙（C3S）、铁铝酸四钙（C4AF）等构成，其中，C3A 的水化速度最快，其次是 C3S，再次是 C2S和 C4AF。以回转窑生产的水泥熟料为例，其矿物构成通常是C3S ：45%~65%。C4AF ：10%~18%。C2S ：15%~32%。C3A ：4%~11%。不过，从实际情况来看，在与外加剂匹配程度上，C3A 水化最快，而且，其对外加剂的吸附也最快，其次是 C3S。可见，C3A 和 C3S 对水泥与外加剂适应性产生主要影响。根据多年来的经验与教训，只要 C3A、C3S 能达到如下两个条件，一般都能满足施工要求：C3A 不大于8% 或 C3A＋ C3S 不大于65%，即只要能确保 C3A 不大于8%，C3S 在 50%~55% 范围内，同时使用两种水泥石膏制备。这种水泥强度通常具有良好的掺混适应性。用萘系列高效复合减水剂、一般木质素型减水剂、泵加料剂等制备。混凝土的倒坍损失较小，能较好地满足施工标准要求。但是，如果C3A大于8%，或者C3A＋ C3S大于65%，水泥和外加剂的问题就会不适应，混凝土的倒坍损失就会比较大。在水泥的各种矿物中，C3A是影响外加剂的主要因素。因此，为了提高水泥的早期强度，水泥厂会增加C3A的含量，但也给外加剂的应用带来很大的困难。 在施工实践中，当发生水泥与外加剂不相适应的问题时，通常可采用如下解决对策： 1.1进行试验比对，使用同一种外加剂，将其与几种不同品牌、种类的水泥进行配置，根据砂浆流动度试验结果，来对外加剂与水泥的适应情况进行评价和判断； 1.2以一种常用且适应良好的掺杂物的水泥为试样，通过砂浆流动试验结果配置其他掺杂物以确定掺杂物的质量。通过对比试验，我们可以看出失调的原因是在水泥或外加剂中。如结果表明是由水泥引起的，则需要进一步分析水泥矿物的组成，并分析水泥石膏的类型、掺入物的类型、高、低碱性含量，以及对外加剂的影响。如结果表明它是由外加剂引起的，有必要立即联系制造商进行调查，看看外加剂的配方是否有变化。 从近年来的情况来看，木质素外加剂的原料发生了很大的变化。主要原因是针叶林原料短缺，而优质褐煤主要供出口，这引起了许多复杂的木质素外加剂质量有所波动。此外，预混混凝土表面存在高含气量、减水量下降等明显问题，导致大量气泡频繁出现。试验结果表明，混凝土强度降低。在萘系减水剂方面，国内大厂都是采用全自动控制生产，产品质量比较稳定。不过，生产合成萘磺酸钠的不少厂家，仍然以人工操作为主，受人为因素影响，在关键生产过程中，磺化、缩合等存在不稳定现象，使得母体聚合度不高，且存在减水率波动较大的情况，如果使用此种母体复合各种萘系减水剂，其质量自然也达不到标准要求。由此看来，尽管外加剂厂家的配方没有发生变化，但却没有重视产品母体质量变化带来的影响。因此，在试验过程中，必须要重视原材料质量的调查和检验，只要发现属外加剂导致的问题，应当立即进行退货处理，如果发生第二次退货，就要停止使用此种外加剂，更换更稳定的品牌。现在国内大多数外加剂厂家，采用的都是复配生产，必须要加强对母体质量的控制。 2混凝土外加剂与水泥适应性的改善措施 根据上述内容可以知道混凝土外加剂与水泥适应性对整个工程施工质量与安全性的重大影响，因此也就要求工程施工单位要更加重视混凝土外加剂与水泥之间存在的适应性问题，从各方面采取改进和完善措施，使混凝土外加剂与水泥适应性问题得到有效解决。 2.1重视混凝土外加剂与水泥的质量检测。混凝土加料和水泥的质量是影响其适应性的重要因素。对混凝土编制者，要对实际施工过程中使用的每一批混凝土外加剂和水泥进行严格的质量检测，同时进行混凝土试验和试验，掌握原材料的技术特点。尽可能将适应性好的混凝土外加剂与水泥一起使用，以防止因联合使用不合适的混凝土外加剂和水泥而发生严重的工程质量事故或成本增加。 2.2复合选用混凝土外加剂，对掺入方法加以合理调整。对合理选择和复合使用混凝土外加剂可大大提高减水剂与水泥的相容性，并能抑制水泥的崩落损失。这已成为提高混凝土外加剂和水泥适应性的快速措施，受到市场的广泛欢迎。该措施的具体内容包括使用速效减水剂和延迟缩合试剂的混合物。通过这两种试剂的性能，可以显著降低水泥崩落速度的损失，进而引起大量微泡混合使用还原剂和气体。因此，提高了水泥混合物的实际流动性能，提高了水泥的粘结力，有利于减少水泥的水分分泌和分离分析。减水剂的混合和应用主要依靠叠加效应和协调效果，以提高混凝土与减水剂的相容性。当运用调整混凝土外加剂配方与掺量的方法还无法解决适应性问题的时候，可以采取调整混凝土配合比的方式来加以解决，在原有基础上适当将初始坍落度增大，这可以作为解决实际工程施工中遇到的紧急事件的处理方法。 2.3重视混凝土外加剂与水泥适应性问题的宣传。要提高混凝土外加剂与水泥的适应性，必须认识到其重要性，才能采取措施解决这一问题。因此，应向混凝土原料生产商、混凝土混合料制造商和实际施工技术人员宣传混凝土加料和水泥适应性的重要性，并重视这一问题的重要性。只有让全社会都认识到混凝土外加剂与水泥适应性问题的重要性，才能正确应对适应性问题带来的各种后果，才能鼓励人们为解决这一问题作出更大的努力。 2.4混凝土制备方、外加剂厂与水泥厂共同采取措施加以解决。混凝土外加剂和水泥的适应性问题不能由一边解决。所有涉及混凝土外加剂和水泥适应性问题的单位必须共同努力解决这一问题。例如，对于水泥厂来说，有必要设法改变过去使用石膏作为凝结剂的做法；当加剂厂遇到与水泥配合使用的水泥时，是混合石膏水泥的问题，需要为工程施工方提供不含糖钙或木钙的外加剂，也可以采取其他措施解
摘要:简单介绍了外加剂在水泥混凝土中的作用, 总结了外加剂与水泥产生不相适应问题的主要表现及危害, 具体的论述了引起混凝土中外加剂与水泥不 相适应的主要影响因素。从工程施工质量和安全的角度出发, 阐述了由外加剂与混凝土不适应带来危害的解决对策。 关键词: 混凝土外加剂坍落度 1 引言 混凝土的性能不仅取决于组成材料的性能, 还受到材料之间的适应性及混凝土配合比等因素的影响。外加剂作为混凝土的第5 组分, 所占比重很小, 但对混凝土的性能却影响很大, 能够明显提高混凝土的坍落度、调节凝结时间, 改善混凝土施工性能或节约成本。水泥水化反应时形成絮凝结构将水包裹在里面, 为了使水化更完全以及提高混凝土施工性能需加入更多的水, 外加剂的加入能够 在水泥颗粒表面定向吸附, 使水泥颗粒表面带有同性电荷, 因斥力作用而分离开来,释放出水泥絮凝结构包裹的水分, 使更多的水参与水化反应并提高流动性。 但由于各种原因, 外加剂与水泥也极易产生不相适应问题。主要表现在: ( 1) 外加剂对水泥工作性能改善不明显; ( 2)混凝土坍落度损失过大或混凝土过于快凝; ( 3) 造成混凝土结构构件更易出现的裂缝。这些问题会严重影响水泥混凝土质量, 给工程质量带来隐患, 严重的甚至出现工程事故, 造成重大经济损失。本文着重分析混凝土外加剂与水泥产生不适应性问题的主要因素及相关对策, 对 工程施工质量和工程安全管理均具有一定的参考价值。 2 产生不适应性问题主要因素 外加剂与水泥的不相适应性问题主要的主要因素有: 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[1]。 2.2 水泥的矿物组成对外加剂的影响 水泥的矿物组成对外加剂的影响很大, 水泥的矿物组成主要有铝酸三钙(C3A)、铁铝酸四钙(C4AF)、硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)等, 不同矿物组成主要是由生产水泥的原材料和生产工艺决定的, 水泥的矿物组成中对外加剂影 响因素大小依次为C3A>C4AF>C3S>C2S。C3A 水化反应快, 早期强度提高快, 需水量大, C3A 含量过高(质量分数大于8%), C3A 吸附外加剂量大, 外加剂作 用损失大[2]。水泥矿物组成名称和范围见表1, 矿物与水作用时表现出来的特征见表2。 2.3 水泥熟料中添加调凝石膏品种的影响 水泥生产最后工序需加入石膏调节凝结时间, 水泥厂家使用的调凝石膏对外加剂影响因素大小依次为硬石膏( 工业无水石膏) >半水石膏>二水石膏, 水泥厂家为节约成本往往使用工业无水石膏, 这样不影响水泥达到质量指标要求, 对普通不掺加外加剂的混凝土亦没有不良反应, 但对现代掺加外加剂的混凝土, 使
水泥与混凝土外加剂相容性的试验研究 水泥与外加剂相容性是生产优质混凝土的重要影响因素，本文通过检测水泥净浆流动度，对比不同矿物组成的熟料及不同条件下的水泥与外加剂相容性的差异，为高性能水泥生产提供参考。 1 试验用材料 1）水泥、熟料：选择江山南方水泥生产过程中有代表性的样品及小磨制备对比样品。 2）混凝土外加剂：不同时间用户提供的多种外加剂。 2 试验方法 检测水泥、熟料掺入外加剂后的净浆流动度，外加剂掺量按用户提供的推荐掺量加入。 3 试验结果及分析 3.1 熟料矿物组成对净浆流动度的影响 表1 熟料净浆流动度试验记录 试样编号 熟料矿物组成（%） 水泥净浆流动 度 (mm) 窑型 外加剂 C 3S C 2S C 3A C 4AF f-CaO A0 57.57 18.76 6.77 9.73 0.94 238 5000t/d 江山南方 温州用户提 供 聚羧酸1.0% A1 56.77 19.87 7.27 9.46 0.89 257 A2 58.44 18.65 7.75 9.50 0.88 240 A3 51.54 22.45 8.17 9.83 1.06 249 A4 53.57 20.73 8.43 9.90 1.07 244 A5 56.88 17.83 8.86 9.96 1.10 238 B0 56.29 19.31 7.05 9.28 1.27 233 2500t/d 江山南方 B1 47.52 26.68 7.96 9.65 1.54 244 B2 50.08 25.96 7.98 9.44 0.98 238 B3 43.61 31.18 8.43 9.75 1.18 247 B4 56.25 16.88 9.12 10.12 1.75 255 C0 51.23 25.29 7.96 9.94 / 249 5000t/d 常山南方 C1 55.64 20.61 8.24 9.15 / 247 从表1熟料净浆流动度试验结果看： 江山南方5000t/d 和2500t/d 两条生产线熟料，其C 3A 含量从6.77%逐步增加至9.12%，C 3S 含量在43.61%至58.44%之间变动，检测熟料净浆流动度结果比较接近，熟料矿物组成与净浆流动度之间没有形成一定的规律性，与常山南方5000t/d 的熟料相比，其净浆流动度结果也未有明显差异。 3.2 水泥混合材料对净浆流动度的影响 3.2.1试验用材料 1）熟料：江山南方5000t/d 生产线生产的熟料； 2）矿渣：本地钢铁厂矿渣；
一、定义 1 1 外加剂 混凝土外加剂的定义见GB 8075-87《混凝土外加剂分类、命名与定义》。 1 2 基准水泥 符合本标准附录A“混凝土外加剂性能检验用基准水泥技术条件”要求的、专门用于检验混凝土外加剂性能的水泥。 1 3 基准混凝土 按照本标准试验条件规定配制的不掺外加剂的混凝土。 二、技术要求 2 1 掺外加剂混凝土性能指标 掺外加剂砼性能指标应符合表1的表示。 外加剂种类普通减水剂高效减水剂早强减水剂 性能指标 试验项目一等品合格品一等品合格品一等品合格品减水率，% ≥8 ≥5 ≥12 ≥10 ≥8 ≥5 泌水率比，% ≤95 ≤100 ≤100 ≤100 ≤95 ≤100 含气量，% ≤3.0 ≤4.0 ≤3.0 ≤4.0 ≤3.0 ≤4.0 -60～-60～-60～-60～-60～-60～ 凝结时间之差初凝＋90 ＋120 ＋90 ＋120 ＋90 ＋120 min 终凝-60～-60～-60～-60～-60～-60～ ＋90 ＋120 ＋90 ＋120 ＋90 ＋120
1D - - ≥140 ≥130 ≥140 ≥130 3D ≥115 ≥110 ≥130 ≥125 ≥135 ≥120 抗压强度比，% 7D ≥115 ≥110 ≥125 ≥120 ≥120 ≥115 28D ≥110 ≥105 ≥120 ≥115 ≥110 ≥105 90D ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 收缩率比，% 90D ≤120 ≤120 ≤120 相对耐久性指标，% 钢筋锈蚀应说明对钢筋有无锈蚀危害 缓凝减水剂引气减水剂早强剂缓凝剂引气剂 一等品合格品一等品合格品一等品合格品一等品合格品一等品合格品 ≥8 ≥5 ≥10 ≥10 - - - - ≥6 ≥6 ≤95 ≤100 ≤70 ≤80 ≤100 ≤100 ≤100 ≤110 ≤70 ≤80 ≤3.0 ≤4.0 3.5~5.5 3.5~5.5 - - - - 3.5~5.5 3.5~5.5 +60~ +60~ -60~ -60~ -60~ -60~ +60~ +60~ -60~ -60~ +210 +210 +90 +120 +90 +120 +210 +210 +60 +60 ≤+210 ≤+210 -60~ -60~ -60~ -120~ ≤+210 ≤+210 +60~ -60~ +90 +120 +90 +120 +60 +60 - - - - ≥140 ≥125 - - - - ≥110 ≥100 ≥115 ≥110 ≥130 ≥120 ≥100 ≥90 ≥95 ≥80 ≥110 ≥110 ≥110 ≥110 ≥115 ≥110 ≥100 ≥90 ≥95 ≥80 ≥110 ≥105 ≥110 ≥110 ≥100 ≥100 ≥100 ≥90 ≥90 ≥80
浅谈混凝土外加剂与水泥的相容性及其应用 混凝土是世界上使用最广泛的人造产品，是除了水之外的世界上最常使用的物质。大约66%的混凝土用来建立街道、建筑、公路和其他基础设施。其中混凝土的五大原材料包括水泥、掺合料、水、外加剂、骨料。其中矿粉掺合料情况相对稳定些。粉煤灰掺合料品牌虽然少但来源多元化，时常影响混凝土的拌合性能，对粉煤灰进行车检，对细度、需水量比进行检验控制；粗细骨料可以从厂家源头来控制。但原材料任何一项指标的波动，都或多或少带来混凝土的生产和施工问题。因此除了做好原材料的日常检验，往往是不够的。 标签：混凝土外加剂；水泥；相容性 1、什么是混凝土外加剂与水泥的相容性 按照混凝土外加剂应用技术规范，将经检验符合有关标准的某种外加剂掺加到按规定可以使用该品种外加剂的水泥所配的混凝土中，若能产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂是相容的，反之，如果不能产生应有的效果，则该水泥与此种外加剂之间存在不相容性。混凝土外加剂与水泥不相容给混凝土工程带来的质量问题主要表现在以下几个方面：①预拌混凝土在搅拌过程中出现不正常的凝结，影响混凝土的均匀性；②混凝土泌水、离析、分层现象比较严重，致使混凝土质量明显降低；③新拌制的混凝土坍落度损失快，影响混凝土的浇筑和振捣； ④施工时，混凝土硬化以后强度出现明显下降，达不到质量要求，造成经济损失； ⑤混凝土的抗渗性和耐久性明显降低，收缩性加大，给混凝土的后期使用带来诸多不便；⑥大体积混凝土存在裂缝，致使工程质量受到较大影响；因此混凝土外加剂与水泥相容与否至关重要。本文根据GB50119-2013《混凝土外加剂应用技术规范》的附录A进行试验。单种外加剂与三种水泥的相容性试验，对混凝土外加剂与水泥的相容性进行初步探讨。预拌混凝土中普遍用到的是减水剂。 2、影响混凝土外加剂与水泥相容性的因素 2.1 外加剂方面的因素 首先，在混凝土外加剂中，萘系高效减水济的应用是目前占比较多的品种之一。而这种外加剂的主要成份是工业萘。一般来说，工业萘的种类和纯度不同都会直接影响减水剂的应用效果。如果工业萘在减水剂生产过程中所产生的磺化程度高，则就会产生更多的硫酸基磺化物，水溶性也会越好[1]。因此来说，萘系减水剂的水分子聚合度越高，对混凝土塑性效果越好。另外，减水剂的生成状态对水泥的塑性效果也有着关键性的影响，一般来说，萘系减水剂的聚合度保持在10 个左右是最佳的效果，而硫酸钠含量对外加剂适应性能有较大影响，如果在混凝土外加剂生产中对材料的配比失去平衡，则会直接影响外加剂对水泥的分散性能。其次，相对于萘系减水剂来说，聚羧酸高效减水剂的性能会更好一些，与水泥的适应性也更好。在与水泥配比中，不仅渗量低，而且所形成的塑性效果也更明显。一般来说，相同种类的聚羧酸高效减水剂对不同的水泥所产生的相融性
外加剂与水泥适应性的定义与试验方法 外加剂和水泥的相容性应该是“双向适应”，实际上还是单纯强调外加剂对水泥的适应性，即混凝土外加剂如何去适应水泥。关于混凝土外加剂与水泥的适应性有多种描述。 《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119 - 2003附录A 规定了混凝土外加剂对水泥的适应性检测方法。其主要内容是：对某种水泥需选择外加剂时，每种外加剂应分别加入不同掺量；对某种外加剂选择水泥时，每种水泥应分别加入不同掺量的外加剂。对不同品种外加剂，不同掺量应分别进行试验。绘制掺量为横坐标，流动度为纵坐标的曲线。其中饱和点(外加剂掺量与水泥净浆流动度变化曲线的拐点) 外加剂掺量低、流动度大，流动度损失小的外加剂对水泥的适应性好。 ①按照混凝土外加剂应用技术规范，将经检验符合有关标准要求的某种外加剂，掺入到按规定可以使用该种外加剂且符合有关标准要求的水泥中，外加剂在所配制的混凝土(或砂浆) 中若能产生应有的作用效果，则称该外加剂与水泥相适应；若外加剂的作用效果明显低于使用基准水泥的检验结果，或者掺入水泥中出现异常现象，则称该外加剂与水泥适应性不良或不适应。 ②按照混凝土外加剂应用技术规范，将经检验符合有关标准的某种外加剂掺加到用按规定可以使用该品种外加剂的水泥所配制的混凝土(或砂浆) 中，若能够产生应有的效果，就认为该水泥与这种外加剂是适应的；相反，如果不能产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂不适应。 ③水泥与减水剂的适应性影响到混凝土硬化前，硬化过程中和硬化后的性能。涉及电化学、表面化学、水泥化学和高分子化学诸方面相互影响，十分复杂。大体上可用 3 项指标衡量，即：初始流动度，是否有明晰的饱和点和流动度损失大小。国内用水泥净浆流动度方法进行检测。 ④作者认为，应从实际应用来考虑，以在外加剂和水泥系统中，掺入某种功能性外加剂能否达到预期的效果来表示外加剂与水泥是否适应。GB50119 -2003 的方法有时会出现误判。最直观地应进行混凝土试验，通过新拌混凝土的坍落度及坍落度损失、保水性、粘聚性等及硬化混凝土的强度和耐久性来综合评定。快速测定方法建议采用《混凝土外加剂匀质性试验方法》GB/ T8077 - 2000 测定胶砂的减水率或流动度；或者水泥净浆流动度及损失来判定。
混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法郭岩 摘要：随着我国的科技在不断的发展，社会在不断的进步，外加剂作为混凝土 拌合物中重要组成材料，对提高混凝土的性能发挥着极其重要的作用。本文总结 了各规范对外加剂匀质性能指标以及几种常用外加剂对混凝土性能的影响。 关键词：混凝土；外加剂；均质性能；影响 引言 通过各类胶质材料混合沙子以及石质，按照相对的比例进行配置，常见的混 凝土使以水泥作为混合料广泛使用的水泥混凝土。在这一过程中，需要借助机械 进行充分混合搅拌，同步加入水和有机或者复合的外加剂来强化混凝土结构黏性。混凝土的使用用途较广，包括土木建筑，机械工程，开发工程以及能源建筑工程等。混凝土的制造工艺和材料配比以及竣工密度的规范程度，会直接影响混凝土 的荷载效应和使用弹性。而外加剂的使用可以释放混凝土中多余的水分，同时可 以使混凝土中的沙石颗粒形成规律的网状结构，强化混凝土的硬度。 1外加剂种类 现代土木工程中用到的混凝土，在其搅拌过程中都会加入少量不同功能的外 加剂，从而可以有效改善混凝土的性能。现在国内外混凝土建筑物中最常用的混 凝土外加剂类型有早强剂、减水剂、引气剂、泵送剂、缓凝剂等几种。我国根据 各类建筑物的特性，提出了适用于不同建筑物的外加剂的匀质性能标准，见表1。表1 各规范外加剂匀质性能指标 2常用外加剂对混凝土性能影响 2.1引气剂对建筑工程的影响 混凝土的综合质量受到外部环境的影响，尤其是风蚀造成的影响，包括空气中的氧元素 和水分对混凝土的渗入。在混凝土制作过程中除了混合时掺入水分对其造成的影响，还会受 到混入空气的影响，空气占据相对空间，会影响石料的排列。但在此基础上，石料中混入的 空气值，能够起到绝对的支撑作用，降低因水分流失造成的混凝土干缩反应，加强混凝土体 积的饱满度，从而增强抗裂性能。日常的建筑工程中，混凝土的使用通常会伴随钢筋结构进行，要增强混凝土与钢筋结构的黏连，就必须严格控制相关配料的计量，主要是外加剂，某 些工程为了加强混凝土的硬度和抗收缩能力，加大了引气剂的计量，导致混凝土弹性饱和， 不能很好的与钢筋架构黏连，形成开放式裂口。比如土木建筑工程中常用到的混凝土灌注桩，该工程要求混凝土与钢筋笼之间形成良好的密闭性，使灌注桩达到要求的承重标准，一旦混 凝土与钢筋笼出现分裂开合，就会使整个地基的危险系数增高。根据此现象，我们判断外加 剂的计量需要严格控制，同时外加剂的使用对建筑结构具有较大的影响。 2.2早强剂 现代混凝土建筑物常用的早强剂可以分为以下几类:强电解质无机盐类、水溶性有机化合 物类(如三乙醇胺)、其他有机化合物、无机盐复合物等，目前最常用、效果最好的早强剂是 三乙醇胺。早强剂通过与混凝土拌合物发生化学反应，使混凝土的密实度提高，减少混凝土 孔隙率，从而提高混凝土的早期强度。掺入适量早强剂虽然混凝土表面的早期强度提高了， 但是也导致了混凝土中胶体含量较少从而显得结晶体含量较多，使混凝土弹性模量达不到规 范规定值，在后期混凝土长期的使用过程中产生较大的收缩徐变，严重时可以缩短混凝土建 筑物正常使用寿命。 2.3缓凝剂对建筑工程的影响 在日常的工程建筑中，混凝土的制造首先要考虑其收缩程度，再就是遇水遇高温天气造
材料与工程学院材料化学0901班 学号：0904250130 姓名：姜峰
减水剂及减水剂与水泥的相溶性 一．减水剂 1．概念：减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度；或在和易性及 强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。 2．形貌组成：外观形态分为水剂和粉剂。水剂含固量一般有20%，40%（又称母液），60%，粉剂含固量一般为98%。 3．减水剂的分类： 根据减水剂减水及增强能力分为：普通减水剂（又称 塑化剂，减水率不小于8%）、高效减水剂（又称超塑化 剂，减水率不小于14%）和高性能减水剂（减水率不小 于25%），并又分别分为早强型、标准型和缓凝型。 按组成材料分为：木质素磺酸盐类；多环芳香族盐类； 水溶性树脂磺酸盐类。 4. 目前市场上常用的几种减水剂为：木质素磺酸钠盐减 水剂，萘系高效减水剂，脂肪族高效减水剂，氨基高 高效减水剂，聚羧酸高效减水剂等。 二．减水剂的作用机理 1.分散作用：水泥加水拌合后，由于水泥颗粒分子引力的作用，
使水泥浆形成絮凝结构，使10%～30%的拌合水被包裹在水泥颗粒之中，不能参与自由流动和润滑作用，从而影响了混凝土拌合物的流动性。当加入减水剂后，由于减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有同一种电荷（通常为负电荷），形成静电排斥作用，促使水泥颗粒相互分散，絮凝结构破坏，释放出被包裹部分水，参与流动，从而有效地增加混凝土拌合物的流动性。 2.润滑作用：减水剂中的亲水基极性很强，因此水泥颗粒表面 的减水剂吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜，这层水膜具有很好的润滑作用，能有效降低水泥颗粒间的滑动阻力，从而使混凝土流动性进一步提高。 3.空间位阻作用：减水剂结构中具有亲水性的聚醚侧链，伸展 于水溶液中，从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层。当水泥颗粒靠近时，吸附层开始重叠，即在水泥颗粒间产生空间位阻作用，重叠越多，空间位阻斥力越大，对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大，使得混凝土的坍落度保持良好。 4.接枝共聚支链的缓释作用：新型的减水剂如聚羧酸减水剂在 制备的过程中，在减水剂的分子上接枝上一些支链，该支链不仅可提供空间位阻效应，而且，在水泥水化的高碱度环境中，该支链还可慢慢被切断，从而释放出具有分散作用的多羧酸，这样就可提高水泥粒子的分散效果，并控制坍落度损
混凝土外加剂和水泥的复配技术（一） 一、外加剂与水泥的适应性调整方法 混凝土外加剂：(GB/T8075-2005)是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的，用于改善新拌混凝土或硬化混凝土性能的材料，简称外加剂。 按其主要使用功能分为四类: （1）、改善砼拌合物流变性能的外加剂，包括各种减水剂和泵送剂等。 （2）、调节砼凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、促凝剂和速凝剂等。 （3）、改善砼耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂、阻绣剂和矿物外加剂等。 （4）、改善砼其它性能的外加剂，如膨胀剂、防冻剂、着色剂等。 1、外加剂 1.1高效减水剂 单一组分的高效减水剂又称超塑化剂，俗称母液，复合型高效减水剂因所掺入其它组分从而满足对混凝土不同性能的需求而分别被称 为高效泵送剂、高效防冻剂等等 高效减水剂按主要化学结构的不同分为以下几类 （1）芳香烃（环状结构）（传统型） 单环：氨基磺酸盐类（苯酚和对氨基苯磺酸钠） 双环：萘系高效减水剂，蒽基减水剂， 甲基萘高效减水剂 三环：脱晶蒽油
杂环：三聚氰胺甲醛缩合物（亦称水溶性蜜胺树脂，耐温性能好，用于耐火砼，硬化后表面光亮），氧茚树脂（亦称古马隆，低温增强性能优于其他外加剂），蒸养混凝土。 （2）脂肪烃（链状）（属现代型） ①酮基磺酸盐高效减水剂：又称脂肪族高效减水剂，以丙酮、丁酮和亚硫酸钠等为原料合成。（目前山东各地应用较多） ②聚羧酸系列高效减水剂（PC）： 第一代：含有不同侧链基团的结构（丙烯酸-烯酸甲酯共聚物，马来酸酐聚氧乙烯酯磺酸盐）； 第二代：含羧酸基和磺酸基的接枝共聚高效减水剂—丙烯基醚共聚物；如甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯基磺酸钠共聚体 第三代：酰胺-酰亚胺型PCE高效减水剂； 第四代：两性型聚羧酸基高效减水剂；2002年欧洲出现的以聚酰胺-聚乙烯乙二醇为支链的两性型聚羧酸基化合物。 ③“小分子”高效减水剂：20世纪末出现的全新类型减水剂 1.2 常用的四种高效减水剂的常用掺量 萘系高效（粉）:0.5~1.2% ( >1.5%,后期强度降低） 脂肪族（液30%浓度）：1.8~2.5% 氨基（液 30%浓度）：1.0~2.3，对引气剂品种有选择； 聚羧酸（液 40%浓度）:0.3~1.6%（固0.15~0.64%）可配制C15~C100。 除聚羧酸外，另外三种减水剂可自由复配，和各种缓凝剂、引气剂、早强剂、防冻剂等复配，不会发生化学反应。 1.3 芳香族与水泥的适应性 1.3.1芳香族（萘系、氨基、三聚氰胺系、蒽油）掺量接近饱和点时，适应性好。 1.3.2原液与干粉再溶入水，性能有差异；原液效果性能好，差异5%左右。 1. 3.3氨基磺酸盐外加剂：与水泥的适应性最好，对引气剂有选择性，用三铁皂甙较好。
混凝土外加剂试验作业指导书 1.依据标准： 1.1 GB8076-2008<<混凝土外加剂>> 1.2 GB23439-2017<<混凝土膨胀剂>> 2.试验目的及适用范围： 2.1目的：为了规范试验室对外加剂检验的工作程序，实现标准化操作，特制定此作业指导书。 2.2适用范围：本作业指导书适用于混凝土、砂浆用普通减水剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、缓凝减水剂、早强剂、防冻剂、缓凝剂、防水剂等外加剂的进货检验。 3.试验环境：进入试验室内先检查温湿度仪，并在记录中注明试验时室内的温湿度。 4.试验准备： 4.1仪器设备 4.2试件制备 4.2.1水泥： 应采用基准水泥，若无此种水泥时，可以采用熟料中C3A含量在5％～8％并以二水石膏作调凝剂（若用硬石膏时其掺量不得超过调凝剂总量的1/2）的525号普通硅酸盐水泥。 4.2.2砂：采用细度模数为2.6～2.9的砂，其质量应符合JGJ52-2006《普通混
凝土用砂、石质量及检验方法标准》。 4.2.3石子：采用粒径为5～20mm 的卵石或碎石，其质量应符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》。采用二号级配，其中 5～10mm 占45％，10～20mm 占55％。 4.2.4水：采用清洁的饮用水。 4.2.5外加剂：减水剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、缓凝减水剂、早强剂、防冻剂、缓凝剂、防水剂 5.试验步骤： 5.1减水率测定 减水率为坍落度基本相同时基准混凝土和掺外加剂混凝土单位用水量之差与基准混凝土单位用水量之比。按下式计算. W 0 - W 1 W R = ——————×100 % W 0 式中：W R —减水率，%； W 0—基准混凝土单位用水量，kg/m 3; W 1—掺外加剂混凝土单位用水量，kg/m 3. 5.2泌水率比检验： 按下式计算，精确到小数点后一位数。 B t B B = ——————×100 % B c 式中：B B —泌水率之比，% B t —掺外加剂混凝土泌水率，% B c —基准混凝土泌水率，% 泌水率的检验和计算方法如下： 先用湿布润湿容积为5L 的带盖筒（内径为185mm ，高20mm ），将混凝土拌合物一次装入，在振动台上振动20s ，然后用抹刀轻轻抹平，加盖以防水分蒸发。试样表面应比筒口边低约20mm 。自抹面开始计算时间，在前60min ，每隔10min 用吸液管吸出泌水一次，以后每隔20min 吸水一次，直至连续三次无泌水为止，每次吸水前5min ，应将筒底一侧垫高约20mm ，使筒倾斜，以便于吸水。吸水后，将筒轻轻放平盖好。将每次吸出的水都注入带塞的量筒，最后计算出总泌水量，准确至1g ，并按下式计算泌水率。
谈混凝土外加剂与水泥之间的适应性 发表时间：2009-11-26T09:37:31.373Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年7月下旬刊供稿作者：李永庆 [导读] 根据掺外加剂的水泥水化理论，凡是有利于水泥水化更完全、更彻底的外加剂特别是减水剂，均会一定程度地增大干缩 李永庆（汕尾市营通水泥制品厂有限公司） 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第5组分来配制混凝上，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：混凝土外加剂水泥适应性 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、集料和水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 外加剂与水泥适应性检验的必要性 外加剂适应性必须检验，主要原因是，对于工程所使用的某种非基准水泥而言，即使符合《混凝上外加剂》(GB8076)一等品的外加剂，同样存在化学成分定性和剂量定量的不适应性问题。目前已经知道，所有的普通减水剂，如木钙、木镁、木钠、糖蜜、糖钙、糖镁等对水泥所使用的石膏调凝剂中的无水石膏、硬石膏、萤石膏、镁石膏、工业膏渣、半水石膏、脱水石膏均存在化学上的不适应题，使用后不是减少单位用水量，而是增加了水量。其次，剂量适应性则主要取决于铝酸三钙的含量大小，铝酸三钙越高外加剂剂量适应性越差不同产地的水泥中所含铝酸三钙含量差别较大，由于其强大的吸附能力，几乎对所有的(高效)减水剂都存在剂量不适应问题。外加剂适应性的定量检验实测出所有的水泥在混凝土中的减水率与减水剂的掺量关系，求出最优掺量即饱和掺量，超过饱和掺量，掺再多的外加剂也将不起减水作用，反而可能带来副作用。按最优(饱和)掺量的要求使用。是使用好减水剂的重要保证。 根据掺外加剂的水泥水化理论，凡是有利于水泥水化更完全、更彻底的外加剂特别是减水剂，均会一定程度地增大干缩。这是由于水化更充分的水泥石中会生成更多的水化硅酸钙凝胶，在其贡献更高更强的同时。也产生了更大的干缩。外加剂在化学适应的前提下。其产品的减水率并不代表实际减水率，这里还有剂量适应性问题。规范上所述的减水率是用基准水泥并按基准配合比的检测结果，与实际工程所使用的水泥与减水剂测得的减水率有差别。在温度、配合比不变的条件下减水剂存在最优(饱和)掺量，缓凝剂对混凝土初凝时间的影响存在最优掺量：即掺加少量的缓凝剂能延长混凝土的初凝时间。当掺量增加到一定值时。混凝土的初凝时间达到极值。若再增加掺量，其缓凝效果反而降低。这与实际工程所使用的水泥和缓凝剂测得的初凝时间最优掺量也有差别。 3 缓凝减水剂与水泥的适应性试验与分析 3.1 试验方法 由于混凝土凝结硬化过程是胶凝材料凝结硬化的体现，两者凝结过程的规律相似。所以本文探讨缓凝剂的剂量作用效果所使用的试验方法是在胶凝材料净浆及胶砂中进行。在相对湿度为98%，温度为2O℃±2℃的恒温恒湿箱中养护。 3.2 各工程项目的试验目的、试验材料及试验结果 3.2.1 ①1999年8月16日，某一级公路白石光跨线桥工程。②)目的：求出符合施工减水率(15%)和初凝时间(5-6小时)要求的缓凝高效减水剂掺量。③水泥：山东鲁南水泥厂“鲁宏”牌42.5MPa普通水泥。外加剂：RST一2缓凝高效减水剂。常用掺量为0.4%～1.2%。常用量为0.6%。④试验得出缓凝剂的不同掺量对水泥胶凝材料净浆、水泥胶砂影响结果 3.2.2 (①某村道工程。②目的：求出符合施工减水率(15%)和初凝时间(4～5小时)要求的缓凝高效减水剂掺量。③水泥：广西红水河水泥厂“红水河”牌52.5MPa普通水泥。外加剂：以β一奈磺酸盐甲醛高缩合物为主要成分的MNF—SP缓凝高效减水剂(液体，固化率30%)，常用掺量为1.5%～3%，常用量为2%。④试验得出缓凝剂的不同掺量对水泥胶凝材料净浆、水泥胶砂影响结果 3.3 实验结果结论 从试验我们可以看到：随着缓凝剂掺量的增大，减水率和初凝时间到一定量值趋于饱和，但并不是同时到达饱和点。当外加剂达到饱和掺量时，再增大外加剂掺量也不起减水或缓凝作用，还会给拌和物带来副作用，如干缩开裂、强度等级降低等。因此，在工程施工中使用缓凝减水剂，必须严格控制剂量，不可用盲目超掺来增大减水率或缓凝，否则，可能会给工程质量和安全带来后患。 4 外加剂与水泥的适应性对施工质量与安全的影响及应注意的问题 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，这给我们的施工带来明显的经济效益。但是，外加剂与水泥的适应性问题却没有引起足够的重视，给工程带来隐患，甚至造成了严重的质量和安全事故。如：某个商品混凝土单位，为了给施工单位提供高强混凝土，在未经检验外加剂剂量与水泥适应性的情况下，在拌制混凝土过程中添加了某种高效缓凝减水剂(2.5%)，由于混凝土从完成搅拌出厂到施工现场泵送浇注所需的时间过长，在这段时间内，混凝土的坍落度损失很大，给浇注造成困难。为了顺利完成施工任务，商品混凝土位采取卸料时往混凝土拌和料中增加外加剂(约l%，总剂量约为3.5%)和水的做法来提高混凝土的流动性，这种危险做法对混凝土结构的质量产生严重的后患。该混凝土7天强度达到设计强度的65%以上，28天强度却远远低于设计强度，甚至比7天强度有所降低。经检验，使用的高效缓凝减水剂掺量与水泥存在不适应问题。最后，该混凝土结构物只能作报废拆除处理，这给施工单位造成了严重的经济损失以及给社会带来恶劣的影响。 5 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故，后果不堪设想。外加剂与水泥适应性的问题应该引起高度的重视。由于质量检验部门对外加剂的性能检测都是依据有关国家标准用基准水泥进行的，往往完全符合有关标准的水泥和外加剂，当在共同作为混凝土的原材料配制生产混凝土拌和料时就出现了不相适应的现象。工程中混凝土外加剂的使用，应通过试验找出适宜掺量范围，切勿盲目用超掺的方法来满足工程对外加剂的要求。