浅谈水泥与外加剂的适应性试验

混凝土外加剂与水泥的适应性摘要：随着当今建筑行业的不断发展，在建筑施工过程中对施工材料额硬性要求也越来越高。

有时混凝土的配制过程中，作为原材料的水泥和外加剂会出现一些不能相适应的情况，本文将就这个现象展开讨论分析影响两者适应性的因素，以及针对这个现象提出相关的建议和对策，以期能在实践中能够进行相关指导。

关键字：外加剂；水泥；适应性混凝土外加剂旨在改善和调节混凝土的性能，是一种在搅拌混凝土之前或过程中掺和加入的一种材料物质。

外加剂在改善混凝土的性能方面起到了一定的作用，因而在工程中也越来越受到人们的重视，但是，对外加剂的选用一定要慎重，不然将会引起不良影响。

外加剂在配置混凝土的过程中能够提高水泥当中凝聚体的分散程度，从而改变游离水、吸附水与结合水之间的比例，使游离水量得到增加，进而能够提升水泥浆的稳定性和流动性。

外加剂在混凝土的搅拌时会随着水泥的加入而同时进行着一种变相过程，处于一种不断变化的状态，因此，在混凝土的搅拌过程中，对外加剂的掺入量有着严格的要求，以免在过程建设的过程中出现意外。

因此，在混凝土外加剂的使用之前，一定要做好一系列相关的外加剂与水泥的适应性的试验，对混凝土外加剂在使用中与水泥的适应性予以高度的重视。

对于混凝土外加剂和水泥的适应性的初步定义为：将检验过后符合规范标砖的外加剂掺和加入到在规定上可以使用该外加剂的水泥中，在两者的配置所得的混凝土中能够产生应该拥有的结果，那么，我们就认为这种外加剂和该种水泥是能够相适应的，反之，如果不能产生应该拥有的结果，那么，这种外加剂与该种水泥是不能相适应的。

一、影响着混凝土外加剂与水泥的适应性的因素（一）外加剂方面的影响因素1、外加剂掺和加入的量和工艺在配置混凝土的过程中，外加剂掺和加入的量一般小于或者等于水泥质量的5%，在这个大范围下去试验寻找一个最佳的掺入量，以期能够使混凝土的性能得到最佳的效果。

如果在实验过程中，外加剂的掺入量高出或者低于最佳的掺量，那么就会对混凝土的性能产生一系列不良的影响，比如会直接影响到坍塌度损失的快慢和泌水的大小等等，除此之外，还会延长或者缩短凝结的时间，增加或者减弱凝结的强度。

谈混凝土外加剂与水泥之间的适应性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。

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。

0引言混凝土外加剂已成为现代混凝土制备技术和施工技术必不可少的第五组分，各种外加剂的应用是使混凝土实现高性能化和绿色化的重要措施之一。

由于外加剂与水泥适应性问题涉及到水泥化学、高分子材料、表面物理学和电化学等方面的知识，所以是一个极其错综复杂的难题，它影响着混凝土外加剂的应用效果和推广效果。

按照混凝土外加剂应用技术规范，对外加剂与水泥适应性的定义描述为：将经检验符合有关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，所配置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。

根据Aitcin等人的论述，认为水泥与高效减水剂适应性可以用初始流动性、是否有明确的饱和点以及流动性损失等3个方面来衡量。

当外加剂饱和点明显，达到饱和点时高效减水剂掺量不高，初始流动性较大，且静置1h后流动性损失较小，表明适应性优良；当初始流动性不好，达到饱和点时高效减水剂掺量较大，同时静置1h后的流动性损失很大，表明适应性不好。

1影响外加剂与水泥适应性的因素1.1外加剂方面的因素1.1.1减水剂的种类萘系高效减水剂的主要生产原料是工业萘，工业萘的品种和纯度对减水剂的性能有直接影响。

萘系减水剂在生产过程中的磺化程度越高，则转变为带有硫酸基磺化物的萘环越多，该减水剂的分散作用也越强；水解越充分，则随后的缩聚反应越容易进行，减水剂的减水率越好。

萘系高效减水剂分子的聚合度对其塑化效果有明显影响，一般萘系减水剂的聚合度为10%左右较好。

减水剂的状态也影响其对水泥的塑化效果，粉剂的减水率约比液体状态的低5%。

减水剂中存在着起中和作用的平衡离子，如Na+、Ca2+、MgO2+、NH2+等，平衡离子不同，分散效果和适应性效果也会有所差异。

氨基磺酸盐高效减水剂和聚羧酸高效减水剂与传统的萘系高效减水剂和密胺系高效减水剂相比，不仅掺量低，而且塑化效果、控制坍落度损失能力以及与水泥适应性等均得到改善。

适应性试验：如何调整外加剂与水泥的适应性第一步宜从检测计划使用的水泥PH值开始，也就是水泥的碱度。

用PH试纸就可以完成这项工作，当然用PH计更好。

可以用三份水溶解一份水泥，充分搅拌后沉淀澄清，取清液一滴置于广泛PH试纸上，察看试纸背面变色程度以确定水泥的碱性。

一般PH值应在12以上，但也有的普硅水泥只有9～10，个别还更低。

试验结果让我们能初步判定：水泥中可溶性碱量大还是小；水泥中的混合材是否含偏酸性的材料或石粉类惰性材料使PH值偏低。

第二步是考察。

考察的第一部分是要尽量设法取得该种水泥的熟料分析结果。

水泥厂每班做一次熟料的萤光快速分析，每个月有一个平均值，虽然不可能写在水泥合格证上，但也不是一个保密资料。

假如我们能得到近期任何一日的熟料分析结果也可以。

依据分析的数据可以计算出水泥中的四种矿物：铝酸三钙C3A，铁铝酸四钙C4AF，硅酸三钙C3S和硅酸二钙C2S的数量。

影响水泥适应性的矿物是铝酸三钙、硅酸三钙和铁铝酸四钙。

这些数据可以帮忙我们选择缓凝剂的品种。

另外依据熟料分析中的碱和硫含量数据，我们能计算出塑化度值SD，作为复配外加剂时要适当加硫酸盐还是加碱的参考依据。

虽然熟料分析单中的碱是总碱量而非单纯的可溶性碱量，但对我们快速认定SD值仍有紧要的参考价值。

而将水泥溶于水后，溶液的碱含量是包括混合材在内的可溶性碱含量，对我们调整适应性的试验可能更有意义。

考察的第二部分是了解熟料磨成水泥时加多少什么种类的混合材。

这对分析诸如混凝土泌水，凝结时间异常（过长、过短）的成因都很有帮忙。

粉磨熟料时混合材只是矿渣（水渣）或粉煤灰，则出来的成品水泥对外加剂尤是缓凝剂的适应性好, 但以水渣作混合材的水泥有时泌水, 这是因水渣硬度大于熟料，不易磨得与熟料同样细的原因。

考察的第三部分是要把握混凝土掺合料的品种和细度情况。

全掺矿粉易泌水，但改善了混凝土多种性能。

全掺一般需水量高于105%的粉煤灰需要较多的拌和水量，而且凝结时间长，不过却明显抑制了泌水，但优质粉煤灰可以削减减水剂用量，假如掺的是统灰、因其中含一部分三级灰，则往往就是使高效减水剂“失效”的紧要原因。

水泥与混凝土外加剂的适应性1引言在混凝土生产中, 尤其是在商品混凝土生产中,我们在混凝土拌制过程中掺入一定量的用以改善混凝土性能的外加剂。

由于外加剂的加入，使得混凝土拌合物的流动性能、施工性能、凝结时间、硬化过程、耐久性等各个方面得到改善，达到混凝土的高性能、泵送和施工需要。

但外加剂与混凝土生产中的最大用最的胶凝材料的水泥存在着适应性方面的关系。

众所周知，用作通用水泥生产的硅酸盐水泥熟料的矿物组成基本相同,但各种化学成份及矿物含量均非一致。

水泥生产中掺入的混合材料品种繁多且掺量又是各不相同,水泥生产中使用的缓凝材料也存在很大的差异，水泥生产用原燃材料中的各种微量元素含量相差甚大,水泥生产工艺、装备条件和技术水准及管理水平也互有差异等等方面,导致水泥虽表现在强度(相同强度等级)上基本相符相接近,但在性能上存在很大的区别和差异。

外加剂与水泥适应性的定义：按照混凝土外加剂应用技术规范，对外加剂与水泥适应性的定义描述为：将经检验符合有关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，所配置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混凝土外加剂类别：混凝土外加剂更是一个庞大的家族,并受到专利或专业技术的保护,其确切组成成份很不公开。

外加剂的主要原料有:木质素磺酸盐、羟基羧酸、碳水化合物、萘磺酸盐甲醛缩合物、水溶性树脂类、羟酸盐聚合物、氨基磺酸盐、聚次甲基萘磺酸钠、聚次甲基蒽磺酸钠、树脂磺酸钠、脂肪羟基磺酸盐、改性木质素等等、还有氯化物早强剂、硫酸盐早强剂、碳酸盐早强剂、硝酸盐早强剂、有机早强剂……，更有上述系列复合型的外加剂，其成分参差不齐，组成千差万别。

外加剂作用：混凝土中加入外加剂后主要是能降低混凝土的水灰比,增大坍落度值并有效地控制坍落度的经时损失,改善混凝土的和易性和流动性能及混凝土的力学性能等。

所以混凝土外加剂是混凝土生产中一种重要的原料,而被日益重视并广泛使用。

外加剂（减水剂）对水泥适应性试验方法1 适应范围本方法适应于间接评价混凝土中外加剂（一般指减水剂）对水泥的适应性试验。

2 方法提要比较测定水泥砂浆全分散状态下的外加剂饱和掺量、坍落扩展和流动度损失，以此评价若干种外加剂对水泥的适应性好坏。

3 试验仪器a 胶砂搅拌机符合JC/T681 的要求；b 截锥圆模及模套、卡尺，均应符合CB/T2419的规定；c 抹刀；d 玻璃板厚度5mm,尺寸500mm*500mm;e 药物天平称量100g,分度0.1g;f 台秤称量5kg;4 材料一次试验用材料水泥500g;砂和水量按预定混凝土中的砂灰比和水灰比计算确定。

5 试验方法5.1 测量外加剂饱和掺量和最大坍落扩展度5.1.1 标准方法将称量好的水泥、砂倒入胶砂搅拌机锅内，搅拌30s后，再加水和外加剂搅拌3min。

搅拌好后，立即将砂浆一次性装入放在玻璃板上的截锥圆模内，上口用刀刮平，然后将截锥圆模垂直向上提起，测量砂浆坍落扩展度d,以砂浆扩展面得两个垂直方向为直径的平均值（mm）表示。

出现最大坍落扩展度且砂浆又不泌水时的外加剂掺量为外加剂饱和掺量p（按水泥质量的百分比表示）。

5.1.2 简便方法水泥、砂和水量与前相同，外加剂先估计一个掺量区间，由低到高分成若干级，并预先将外加剂每级之间的差量称好。

（1）将称量好的水泥、砂倒入胶砂搅拌机锅内，搅拌30s后，再加水和最低一级的外加剂搅拌3min。

拌好后，立即将砂浆一次性装入放在玻璃板上的截锥圆模内，上口用抹刀刮平，然后将截锥圆模垂直向上提起，测量砂浆坍落扩展度d.（2）将测量完扩展度的砂浆从玻璃板上刮起(注意尽量减少损失)，重新放入胶砂搅拌机锅内，并加入一级差量的外加剂，搅拌3min后，测这级掺量的坍落扩展度。

（3）逐次增加一级外加剂掺量，重复上述实验，当砂浆扩展度不再增加或出现泌水时，不再继续增加外加剂掺量试验。

上一级的外加剂总参量即为外加剂饱和掺量，上一级测得的坍落扩展度即为最大坍落扩展度。

新鲜水泥与外加剂适应性的探讨水泥与外加剂的适应性，是商品混凝土在试验和应用时经常碰到的比较突出的问题，其原因存在于水泥和外加剂各自方面的诸多因素。

本试验通过对几种新鲜水泥的技术数据对比，初步论述了新鲜水泥由于存放时间的不同，对商品混凝土外加剂的兼容性存在很大的差异，提出了解决该差异的办法及其对策，并建议采用净浆流动度的方法来分析新鲜水泥对外加剂的影响。

1研究背景水泥新标准在2001年4月1日正式施行后，各水泥厂已采取了一系列重大技术措施来提高水泥质量以适应新标准的要求，主要从提高水泥早期强度、细度(增大比表面积)、提高C3S的含量、提高混合料的质量，使水泥达到新标准的要求。

与此同时各商品混凝土外加剂厂也紧紧跟上，对各类外加剂进行了性能调整以达到与新水泥指标的兼容性。

从外加剂厂来说，尽管作出了很大的努力，但从工程实践的情况来看，问题仍然很多，如使用同一批外加剂的水泥净浆流动度时大时小，其商品混凝土的坍落度损失有时忽大忽小、甚至有时泌水、有时又不泌水、凝结时间的差异也很大，时而还会出现促凝现象等等。

我们认为：水泥新标准给商品混凝土外加剂的生产同样也提出了更新更高的要求，同时也是一个新的课题，也是一次新的技术革新。

尽管影响商品混凝土指标的因素是诸多方面的，然而水泥出厂后新鲜程度的不同，也是影响商品混凝土指标的一个不可忽视和低估的重要因素。

2试验方法2.1原材料选择水泥：采用京阳嘉兴P·O42.5普通硅酸盐水泥、中国水泥P·O42.5普通硅酸盐水泥和南通华新P·O42.5普通硅酸盐水泥，分别从出厂28d与从新出厂3d～28d的水泥做净浆流动度的对比。

外加剂：TH高效减水剂，用三个品种：AF液、氨基液、萘系液。

掺量为水泥用量的 1.5%。

试验标准：执行《商品混凝土外加剂匀质性试验方法》GB/T8077-2000中水泥净浆流动度试验方法。

2.2试验结果3结果分析当新水泥出厂12d时，对三种外加剂影响都比较大，对AF液的影响要延迟到15d后，也趋于正常。