水泥与外加剂的相容性

摘要: 本文分析了水泥化学和物理特性、外加剂本身、掺合料的种类和掺量及集料对相容性的影响；并从外加剂的作用机理出发总结了外加剂对浆体流变性（流动性与稳定性）的影响；同时分析了相容性与混凝土耐久性之间的关系；提出良好的相容性是制备高性能混凝土的基础，对建立相容性定量评价方法做了初步探讨。

1 前言外加剂的使用降低混凝土的水胶比，改善新拌混凝土的工作性和控制混凝土的坍落度损失，并赋予混凝土优良的施工性能及高密实性[1]。

外加剂己成为混凝土的第五组分，其品种日益增多，性能不断提高。

新品种外加剂的研究开发，外加剂应用技术的不断完善与提高，是21世纪混凝土新技术向前发展的关键。

尽管混凝土外加剂的研究不断深入、外加剂的品种也在不断增加，在提高新拌和硬化混凝土的性能中起着越来越重要的作用，但外加剂与水泥的相容性问题一直是一个难以解决的问题，制约了混凝土高性能化的发展 [2]。

因此，充分认识外加剂的相容性问题，对更好的使用外加剂，充分发挥混凝土的性能是十分重要的。

外加剂的相容性问题涉及到水泥化学、高分子材料学、表面物理化学和电化学等多方面的知识，是一个极其复杂的问题，有待于进一步研究。

2 相容性的影响因素 2.1 水泥的化学及物理特性的影响通过对水泥熟料四大矿物成分C2S、 C3S、C3A和C4AF对减水剂分子等温吸附的研究证明，其吸附程度的大小顺序为：C3A>C4AF>C3S>C2S,可见铝酸盐相对减水剂分子的吸附程度大于硅酸盐相。

其原因是C3A和C4AF在水化初期其动电电位呈正值，因而较强的吸附减水剂（大多数减水剂为阴离子表面活性剂），且C3A含量对相容性的影响要远远大于C4AF，这是由于C3A水化速度比C4AF快，减水剂优先吸附于C3A。

C3S和C2S在水化初期动电电位呈负值，因而吸附减水剂的能力较弱。

因此水泥中的C3A和C4AF的比例越大，减水剂与水泥的相容性越差。

所以当商品混凝土中使用铝酸盐含量较高的水泥时，容易造成需水量增加，混凝土坍落度损失加快。

外加剂相容性及其对混凝土性能的影响精概述混凝土中的外加剂是指添加到混凝土中的各种化学药品，如膨胀剂、减水剂、增强剂和防水剂等。

这些外加剂非常重要，因为它们可以显著改善混凝土的工作性能、强度和耐久性。

但是，如果不正确使用和配合这些外加剂，就可能会导致混凝土的质量下降，甚至完全失效。

因此，外加剂的相容性对混凝土性能的影响是非常重要的。

外加剂相容性的定义与作用外加剂的相容性是指外加剂的化学特性和混凝土的成分之间的相互作用。

一个好的外加剂必须与混凝土的成分相容，否则它可能无法提供所需的效果或导致混凝土的质量下降。

外加剂相容性的影响因素：外加剂的种类、用量和质量；混凝土的成分、细度和水胶比；环境因素等。

外加剂相容性的测试方法外加剂相容性的测试可以通过直接混合外加剂和混凝土来进行。

一般测试包括以下步骤：1.准备混凝土试块并分别加入外加剂和水2.对混凝土进行搅拌和打样3.测试混凝土的性能如压缩强度、抗折强度、抗渗性等不同外加剂的相容性影响膨胀剂膨胀剂常用于制造耐久性和抗开裂性能良好的混凝土。

当膨胀剂与混凝土相互作用时，膨胀剂颗粒会与混凝土内的卵石和粉煤灰等颗粒相互作用。

如果相互作用过于强烈，则会导致混凝土的破坏。

减水剂减水剂可以被用来增强混凝土的流动性，减少水泥用量，并提高混凝土的早期强度。

然而，如果减水剂与混凝土的成分不相容，则会导致混凝土的坍落度下降，并可能导致混凝土在使用和运输过程中的损坏。

防水剂防水剂可使混凝土表面不渗水，并提高混凝土的耐久性和抗冻性。

当防水剂与混凝土成分相互作用时，防水剂会与混凝土中的氧化铁、钙矿物质和水泥反应。

如果相互作用过于强烈，则会降低混凝土的强度和耐久性。

外加剂可以提高混凝土的性能和耐久性。

但是，这些外加剂必须与混凝土的成分相容。

为确保混凝土质量和性能的稳定，我们需要测试外加剂的相容性并正确配合它们。

水泥与外加剂相容性检验方法
（净浆流动度法）
1.仪器设备
1）水泥净浆搅拌机
2）净浆流动度仪：上口内径36mm，下口内径60mm，高度60mm，内壁光滑无接缝，为金属或有机玻璃制品；
3）玻璃板（300*300mm,5块）；
4）钢直尺；刮刀；
2.实验步骤及方法
1）将玻璃板放置在水平位置，用湿布将玻璃板、流动度仪、搅拌器及搅拌锅均匀檫过，使其表面湿而不带水滴；
2）将净浆流动度仪放在玻璃板中央，用湿布覆盖待用；
3）称取水泥1000g, 倒入搅拌锅内；
4）称取外加剂1000×x% g（对水泥需选择外加剂时，不同外加剂应加入不同的掺量）；
5）将外加剂溶入290ml水中（外加剂为液体，应扣除其含水量），加入搅拌锅内，搅拌3min；
6）将搅拌好的净浆，迅速注入流动度仪并用刮刀刮平，然后垂直提取流动度仪使其在玻璃板上流动，待停止后量取两个相互垂直方向的最大直径为其初始流动度；
7）继续保留余下的水泥浆，加水后3min、30min、60min，分别测定相应时间的流动度。

8）记录及结果分析：外加剂掺量低，流动度大，流动度经时损失小的外加剂与水泥的适应性好。

市场部:胡廷强
2005/01。

水泥与外加剂相容性分析与试验【摘要】水泥混凝土生产过程中经常遇到外加剂适应性问题，处理不好会使新拌水泥混凝土工作性能下降，增加施工操作难度，本文主要分析的影响外加剂与水泥适应性的因素，提出改善建议，并列举试验实例分析。

【关键词】外加剂；水泥；适应性；试验引言外加剂已经成为商品混凝土除砂、石、水、水泥以外的重要组成成份。

各种外加剂的应用更是使混凝土材料实现高性能化和绿色化的重要措施之一。

然而混凝土外加剂与水泥之间有时存在不相适应性，并在一定程度上影响着外加剂的应用效果以及混凝土的性能。

但是在试验工作中，经常会遇到这样一个问题：水泥与外加剂按相关标准检验均合格，但是在使用过程中，却经常出现混凝土坍落度损失快和假凝等异常现象，导致工程无法施工，或者引发工程事故，使试验工作陷于被动。

这就引出了一个非常普遍却非常重要的问题-外加剂与水泥的适应性。

1 外加剂与水泥的适应性含义与水泥存在适应性问题的外加剂，多是减水型外加剂，并且主要是减水组分与水泥及其他外加剂组分之间存在着适应性问题，故人们经常又将“外加剂与水泥的适应性”称之为“减水剂与水泥的适应性。

2 影响外加剂与水泥适应性的因素2.1水泥方面的因素水泥中C3A的含量在无石膏存在的情况下，水泥中C3A迅速水化产生水化铝酸钙，在有石膏存在的情况下则形成钙矾石可以降低减水剂的减水作用。

因此C3A含量增加对减水剂的吸附增大，减水作用相应的就减小。

其次是水泥的陈放时间和水泥温度。

水泥陈放时间越短高效减水剂对其塑化作用效果越差。

水泥的温度越高水泥水化速度一般越快，减水剂对水泥的塑化效果越差。

这时就会出现减水剂的减水率低混凝土的坍落度损失大等情况。

再次水泥颗粒级配。

水泥颗粒级配对高效减水剂的饱和掺量影响不大。

但是，如果水泥比表面积相近，水泥颗粒中小于3μm颗粒含量的增大，在减水剂的掺量较大或水胶比较大的情况下，可增强水泥浆体的初始流动性，还可加剧水泥浆体流动度的损失。

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 C155.6420.618.249.15/247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。

实验2水泥与外加剂实验一、实验目的1掌握水泥各种技术性质定义。

通过试验进一理解水灰比、掺合料对水泥强度的影响2学会操作水泥强度和与外加剂相容性的实验方法。

3了解水泥安定性、凝结时间的测试方法。

二、实验内容（一）水泥与外加剂相容性试验1）相容性的概念对于混凝土外加剂与水泥适应性的定义，普遍认为：依据混凝土外加剂应用技术规范，将经过检验符合标准的某种外加剂掺入按规定可以使用该品种外加剂的水泥中，用该水泥所配制的混凝土或砂浆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。

2）实验任务选用PO42.5水泥300g,水87g(水灰比相同),减水剂掺量不同,分别测定水泥净浆流动度(mm)。

画出减水剂掺量与净浆流动度之间的关系曲线并进行分析。

3)主要仪器设备：水泥净浆搅拌机；截锥圆模（微型坍落度筒）：上口直径、下口直径、壁厚，内壁光滑无接缝的金属制品；玻璃板；天平，钢直尺等。

3)实验步骤：将截锥圆模置于水平玻璃板上，截锥圆模和玻璃板均用湿布擦过，并将湿布覆盖在上面。

按照预先规定的比例称取水泥和减水剂(萘系高效)，倒入用湿布擦过的搅拌锅内。

胶凝材料总量为。

按照预先规定的比例加入减水剂，然后加水搅拌。

将拌好的净浆迅速注入截锥圆模内，刮平，将截锥圆模按垂直方向迅速提起，量时取互相垂直的两直径，取其平均值作为胶凝材料净浆的流动度。

4)实验数据：5)实验图表6）数据分析：由图象可知，当减水剂含量在0.2%～0.4%之间，流动度有很大幅度的增长。

当减水剂含量达到0.4%之后，流动度的增长幅度缓慢，在1.4%时达到最大值。

由此推断，减水剂饱和点在 1.4%。

在这一百分掺量下，减水剂对水泥的分散作用已经达到最大，含量继续提高后，多余的减水剂并不能继续分散水泥颗粒，对水泥浆体的流动性提高已经没有作用了。

在1%处曲线有明显的下降，这可能是由于实验操作失误引起的。

7）相关资料①减水剂的作用：降低水灰比，提高混凝土强度；增大工作度，使混凝土易于浇筑；不改变混凝土强度和工作度，在减少用水量的同时降低了水泥用量；增加水化效率，减少单位用水量，增加强度，节省水泥用量；改善尚未凝固的混凝土的和易性，防止混凝土成分的离析；提高抗渗性，减水透水性，避免混凝土建筑结构漏水，增加耐久性，增加耐化学腐蚀性能；减少混凝土凝固的收缩率，防止混凝土构件产生裂纹；提高抗冻性，有利于冬季施工。

外加剂与水泥的相容性对混凝土影响的研究【摘要】外加剂与水泥是有一定的相容性的，工程实际中若不注意外加剂与水泥的相容性，则会起到适得其反的作用，本文提出了外加剂与水泥的相容性对混凝土的影响以及影响水泥与化学外加剂的相容性因素。

【关键词】外加剂；水泥；相容性；混凝土；影响外加剂在工程中的应用越来越广泛，是由于混凝土外加剂能改善和调节混凝土的性能，但是外加剂的使用不当不仅不能改善和调节混凝土性能，甚至反而会大大影响混凝土的性能，外加剂与水泥是有一定的相容性的，工程实际中若不注意外加剂与水泥的相容性，则会起到适得其反的作用，本文提出了外加剂与水泥的相容性对混凝土的影响以及影响水泥与化学外加剂的相容性因素。

1. 外加剂与水泥的相容性对混凝土的影响（1）每一种混凝土外加剂都有它特有的功能，掺加这种外加剂，能够对混凝土某一方面或某几方面的性能进行改善。

如掺加减水剂可以在保持相同用水量情况下增大混凝土的流动性，或在保持相同流动性情况下降低单位用水量，从而提高混凝土的强度，改善混凝土的耐久性等。

由此，可以这样理解混凝土外加剂与水泥的适应性与不适应性的概念：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中，若能够产生应有的效果，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之间存在不适应性。

如：用几种普通硅酸盐水泥并掺加某种高效减水剂（经检验符合高效减水剂质量标准）配制混凝土，在配制条件都相同的情况下，有种水泥所配制的混凝土在减水率方面出现了严重不足，则说明这种水泥与该高效减水剂不适应，而其他几种水泥与该高效减水剂相适应。

再如，当某种水泥所配制的混凝土中掺加经检验符合相关质量标准要求的速凝剂却得不到速凝效果，或掺加缓凝剂却得到了假凝效果，都可以认为是由于外加剂与水泥之间不相适应所致。

几乎所有品种的外加剂与水泥之间都存在适应性问题，只是目前来说减水剂使用最普遍，而且当其与水泥产生不适应性的时候能够比较直观快速地反应出来（如流动性差、减水率低、或拌合物板结发热、流动度损失过快等现象）。

水泥、混凝土与外加剂之间的相容性（大纲）2009．8一、水泥1、好用的硅酸盐水泥——商品砼公司和外加剂企业欢迎的“热销”水泥特点及性能。

1.1 水泥细度和粒度分布90%的水泥颗粒在3~30μm，总量中<10μm颗粒<10%，因为<30μm颗粒只有早强作用，而<10μm偏小，需水量大，吸附减水剂多，这是由于颗粒细易絮凝，分散它们就要多量水或减水剂。

太粗颗粒无增强作用>60μm。

1.2 颗粒球形好——流动度高，流动度损失小，对减水剂吸附小。

1.3 水泥熟料中AL2O3含量不太高，可使C3A（铝酸三钙）含量5~8%见P4（3.3高减负面影响）；SO3含量0.5~1.0之间；碱含量不过高（R2O），后两者含量高都会使水泥拌的混凝土坍落度小，坍损大，也就是和易性变差；fCaO含量高，水泥浆流动性小，混凝土坍落度不易大——“打不开”。

2、希望下面信息公开2.1 商品砼公司要求水泥混合材是粉煤灰还是水渣，水渣是旧的还是较新，是还有一定其它的工业废渣；2.2 外加剂企业希望水泥助磨剂的主要成分，熟料分析报告，磨水泥时加的石膏是哪种或两种；混合材中工业废渣是哪种，加入量的百分数；3、水泥对外加剂的适应性，尤其高效（普通）减水剂适应性（P.3~P7）。

3.1 水泥中包含的各矿物组分C3A、C4AF，C3S、C2S含量对外加剂的作用与影响。

3.2 水泥中石膏形态影响铝酸三钙的水化速度。

3.3 水泥中可溶性碱含量明显影响外加剂（高效减水剂）与水泥的相容性：可溶碱低，吸附高减快、多；可溶碱高凝结快，流变性较差（在砼中坍损大，后强偏低）。

3.4 熟料中fCaO量高，浆体流动性小，砼坍落度小。

3.5、水泥中添加的不同混合材对与外加剂适应性有一定影响。

3.6、水泥的温度和水泥熟化时间的影响。

4、改善水泥与外加剂适应性的措施4.1 单独磨细水泥混合材单磨混合材，可不降低混合材用量而提高水泥强度。

因为超细混合材有减水剂的效果。