减水剂以及减水剂与水泥的相容性

浅谈不同减水剂对混凝土性能的影响随着人们对混凝土的性能不断提出新的更高的要求，减水剂极大程度地改善了新拌混凝土的物理性能，提高了硬化后混凝土的强度和耐久性，降低了混凝土中水泥的配比。

但减水剂对混凝土性能的影响存在着多重作用。

评价减水剂对混凝土性能的影响时应充分给予考虑。

根据不同的作用目的选择不同种类的减水剂和选择适当的掺加量，对诸多影响因素有所取舍。

标签：减水剂;混凝土;性能;影响引言：随着科学技术的发展，人们对混凝土的性能提出了各种新的更高的要求。

从上世纪40年代开始推广混凝土外加剂以来，它的发展不但从微观亚微观层次改变了硬化混凝土的内部结构，并且在工艺过程改变了新拌混凝土的结构。

减水剂又称分散剂或塑化剂，是最常用和最重要的外加剂。

使用它时能在不影响混凝土和易性的条件下使新拌混凝土的用水量减少。

它的主要成分是表面活性剂，它对新拌混凝土所起的作用也主要是表面活性作用。

减水剂可以减少混凝土的拌合物的用水量，提高混凝土的强度和耐久性、抗渗性;改善混凝土的工作性，提高施工速度和施工质量，满足机械化施工要求，减少噪声及劳动强度，节约水泥用量等。

1.减水剂对混凝土的作用机理1.1吸附分散作用水泥在加水搅拌后，由于水泥矿物（C3A、C4AF、C3S、C2S）在水化过程中所带电荷不同，产生异性电荷相吸作用，或水泥颗粒在溶液中的热运动，互相碰撞，造成相互吸引，还可能是粒子间的范德华力引力作用产生絮状结构。

在这些絮状结构中包裹着不少拌合水从而降低了新拌混凝土的和易性。

加入适量的减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附干水泥颗粒表面，而亲水基团指向水溶液形成单分子或多分子吸附膜。

由于表面活性剂的定向吸附，水泥胶粒表面上带有相同符号电荷，在电斥力作用下，使水泥——水体系处于相对稳定悬浮态，促使水泥凝状结构分散解体，从而将凝聚体内的游离水释放出来，达到减水的目的。

1.2湿润水泥加水拌和后，其颗粒表面被水湿润，而湿润的状况对其性质影响甚大。

关于水泥与减水剂的相容性，发改委于2008年颁布并实施了行业标准JC/T1083《水泥与减水剂相容性试验方法》，使水泥行业对水泥与减水剂相容性的检验、评价有了标准依据。

我国水泥厂重视和控制水泥流变性能的历史较短，对水泥流变性的研究处于初级阶段。

修订与颁布《水泥与减水剂相容性试验方法》标准时，国内减水剂市场还是蔡系减水剂的天下，现在减水剂市场呈多元化状态，聚竣酸系减水剂成为市场主角。

减水剂市场的变化使得《水泥与减水剂相容性试验方法》在某些方面存在滞后的情况。

1水泥与减水剂相容性的现象特征关于水泥与减水剂相容性的现象特征，《水泥与减水剂相容性试验方法》对水泥与减水剂相容性的定义包含了初始流动性、流动性经时损失和减水剂用量三个要素。

实际上，在饱和掺量(或接近饱和掺量，下同)下的保水性也是水泥与减水剂相容性的一个重要方面。

要全面表征水泥与减水剂相容性，至少应包括以下指标：减水剂的饱和掺量、减水剂推荐掺量下的净浆初始流动度、减水剂推荐掺量下的净浆60min(30min)经时流动度、一定减水剂掺量下净浆的保水性。

《水泥与减水剂相容性试验方法》中定义的水泥与减水剂相容性未包含保水性，也未包含保水性检验方法。

某些减水剂和水泥虽然可以得到很大的净浆流动度，但如果已经产生明显泌水，则净浆流动度再大也是没有应用意义的。

上述表征水泥与减水剂相容性的指标，对应着混凝土性能的不同方面，全部被水泥的使用者所关注。

水泥厂对水泥与减水剂相容性的控制，应该至少包括上述4项指标。

水泥与减水剂相容性良好，应包括以下现象特征：饱和掺量点明确；饱和掺量不高，初始流动度较大；经时流动度损失较小；一定减水剂掺量时净浆没有明显泌水。

上述任何一个方面存在问题，均视为水泥与减水剂相容性不好。

某种与减水剂相容性不好的水泥，可能存在其中一个问题，也可能同时存在多个问题。

问题不同，给混凝土带来的影响不同，在水泥厂的质量控制方法、纠正措施也不同。

减水剂的饱和掺量是随减水剂掺量增加、净浆初始流动度不再明显增加的掺量，也可以是经时流动度损失不再明显减小的掺量。

DB53/T XXXXX—202030附录A（资料性附录）混凝土减水剂密度、与水泥相容性快速测定方法A.1试验材料、仪器A.1.1试验材料本方法所使用的材料为实际工程所用的水泥、减水剂、细集料和水，对各种材料的要求如下：a)测试前水泥、减水剂、细集料和水应提前放置在A.2要求的环境中直至恒温；b)细集料性能应满足本标准规定的连续级配以及有害物质含量要求；c)减水剂密度测试时应保证其温度为（20±1）℃，如有沉淀应滤去。

A.1.2仪器仪器要求如下：a)波美比重计，量程1.000 g/cm3～2.000 g/cm3，1支，精度为0.001 g/cm3；b)精密密度计，量程分别为1.000 g/cm3～1.100 g/cm3、1.100 g/cm3～1.200 g/cm3、1.200 g/cm3～1.300 g/cm3、1.300 g/cm3～1.400 g/cm3、1.400 g/cm3～1.500 g/cm3各1支，精度为0.001 g/cm3；c)超级恒温器或同等条件的恒温设备；d)水泥净浆搅拌机，其性能参数应符合《水泥净浆搅拌机》JC/T729的要求；e)净浆流动度试模，为深60 mm、顶内径Ф36 mm、底内径Ф60 mm的截顶圆锥体。

试模由耐腐蚀的、有足够硬度的、内壁光滑无暗缝的金属制成；f)玻璃板，边长为400 mm、厚度5 mm的平板玻璃，稠度试验每个试模应配备一个边长或直径约100 mm、厚度4 mm～5 mm的平板玻璃底板；g)刮刀；h)直尺，量程300 mm，分度值1 mm；i)天平，量程100 g，分度值0.01 g；量程1000 g，分度值1 g；j)烧杯，容量400 mL；k)量筒，容量250 mL，分度值1 mL；l)抹刀。

A.2环境条件A.2.1试验室的温度应保持在（20±2）℃，相对湿度应不低于50 %。

A.2.2水泥试样、拌合水、仪器和用具的温度应与试验室一致。

1引言与传统的萘系等高效减水剂相比，聚羧酸减水剂因其低掺量、高减水、良好的保坍能力等优点，已然成为目前混凝土改性应用中不可缺少的外加剂之一。

但同样存在与水泥适应性问题，具体表现在:混凝土流动性差；坍落度达不到设计要求；出现假凝、速凝；严重泌水及其扒底等现象，对混凝土力学性能、耐久性及施工性能产生了不利影响。

因此，本文从水泥混凝土的原材料及其减水剂的掺加方式出发，简单分析了聚羧酸减水剂在混凝土中应用性不良问题的影响因素，为扩大聚羧酸减水剂的应用提供一定的参考。

2水泥特性对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响2.1水泥孰料矿物组成聚羧酸减水剂在水泥混凝土中的作用效果主要取决于其对水泥颗粒的分散，其分散作用主要通过吸附来实现。

研究表明，水泥孰料不同的矿物成分对聚羧酸减水剂分子的吸附性大不相同。

张新民、肖煜等人通过TOC试验发现，C3A含量变化对聚羧酸减水剂的分散性影响程度远大于C4AF，随着C3A含量增加，同掺量聚羧酸减水剂在水泥混凝土中分散性变差；C3S和C2S占孰料矿物孰料比例大，但对聚羧酸减水剂的吸附量较C3A的小。

张旭等人研究认为，当C3A含量低于8.0%时，聚羧酸减水剂的适应性不再随着C3A含量的降低而改善。

2.2水泥细度国内外众多学者普遍认为，水泥细度会影响聚羧酸减水剂与水泥适应性。

水泥细度越细，总比表面积越大，C3A水化反应速率加快，早期对减水剂吸附作用越强，减弱了减水剂分子在其它水化产物表面及浆体中吸附分散作用，使水泥初始净浆流动度降低，且损失较大。

此外，伍瑞斌等人认为，水泥颗粒分布范围越窄，减水剂与水泥适应性越差。

2.3水泥碱含量大小水泥中碱含量以NaO2+0.658K2O来表征，过量碱含量会引发碱集料反应，同时也对聚羧酸减水剂和水泥适应性不利。

大量试验研究发现，只有碱含量控制在0.4%～0.8%范围时，其含量对聚羧酸减水剂与水泥适应性影响程度最小。

因此，在水泥生产时应严格把控碱含量，降低对聚羧酸减水剂与水泥适应性的危害。

混凝土外加剂与水泥适应性摘要：本文在总结混凝土外加剂与水泥不适应性的表现基础上，分析了影响外加剂与水泥适应性的因素，从而得到提高混凝土外加剂与水泥适应性的技术方法。

关键词：混凝土外加剂；减水剂；适应性混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料。

混凝土外加剂是提升混凝土性能、提高混凝土耐久性、实现混凝土可持续发展的一个经济有效的技术途径。

但在其使用过程中目前存在一些问题，混凝土外加剂特别是减水剂与水泥的适应性就是问题之一。

1 混凝土外加剂的种类从功能上分，常用的混凝土外加剂主要有减水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂、防水剂、膨胀剂、防冻剂、泵送剂、加气剂、阻锈剂、速凝剂、保水剂、增稠剂、减缩剂、保塑剂以及矿物外加剂。

实际应用中，还会涉及其他具有特殊功能的外加剂。

2 外加剂与水泥的适应性外加剂与水泥的适应性是指外加剂掺入后对水泥及新拌混凝土性能和硬化后性能的影响。

最直观的是对水泥混凝土施工和易性的影响，通常用混凝土拌和后的坍落度损失来表示。

2.1外加剂与水泥不适应性的表现（1）水泥异常凝结水泥以硬石膏为调凝剂时，由于这类石膏对木质素系减水剂、糖钙类减水剂以及多元醇类减水剂有很强的吸附作用，导致石膏的溶解度降低，无法提供足够的硫酸根离子与C3A反应生成钙矾石，会使C3A急剧水化，当水泥中C3A含量较高时（大于8%）,可使混凝土产生“假凝”现象。

案例：某搅拌站用所在地区某品牌水泥给建筑工地供应C40混凝土，由于没有坚持对每一批水泥在开盘前做与外加剂的适应性试验，致使出厂混凝土拌合物坍落度目测有200mm，而到工地往混凝土泵车中卸料时，却发现该车混凝土已经卸不出来，通知厂内送一桶减水剂加入搅拌后，目测坍落度有170mm，基本可以满足泵送要求，但刚卸1m左右时，又卸不出来，立即把该车混凝土返厂，加入大量水及少量的减水剂，才勉强卸出，险些凝固在搅拌车中。

此外，水泥过分缓凝是减水剂导致水泥异常凝结的另一种表现形式。

浅谈水泥与高效减水剂的相容性作者：唐佳来源：《建材发展导向》2013年第01期摘要：本文以水泥为材料进行多种实验，证实水泥与减水剂之间的相容性关系。

关键词：水泥；高效减水剂；相容性高效减水剂与水泥相容性的试验方法在我国已广泛应用，然而在实际应用中，并不是所有的减水剂与水泥都具有很好的相容性。

因此，在实际工程使用减水剂时了解减水剂与水泥的相容性是很必要的。

1、相容性试验方法及原材料水泥与高效减水剂相容性的检测，最终都是要通过检验新拌混凝土的流动性能来进行的。

目前常用的研究方法有微型塌落度筒法及Marsh筒法。

1.1 实验材料减水剂采用某外加剂厂生产的萘系高效减水剂，少数为羧酸系减水剂，水泥净浆水灰比固定为0.35，萘系高效减水剂的掺量固定为1.0%。

1.2 实验方法按GB/T8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》中规定的水泥净浆流动度试验方法进行。

用水泥净浆流动度作为评价相容性的宏观指标。

本试验综合微型塌落度仪法以及Marsh筒法来检测水泥与高效减水剂的相容性。

在高效减水剂的推广应用中，发现减水剂的减水功能与水泥的品种有关，即使是同一品牌、同一品种的水泥，减水剂的减水效果也会出现差异。

2、试验结果与讨论在评价水泥与高效减水剂相容性的时候，有必要将两种方法结合起来，才能做出较全面的评价。

但是，水泥与高效减水剂之间存在相容性问题，相容性不好，不仅会影响高效减水剂的减水率，更重要的是会造成混凝土严重的坍落度损失，使混凝土拌和物不能正常地运输与浇筑施工，降低混凝土强度。

2.1 两种方法试验结果存在的差异①基于的原理是不同的。

Marsh筒法是由加拿大Sherbrooke大学提出。

Marsh筒法是基于筒内水泥净浆在重力的剪切作用下往下流动，其流动的快慢与水泥净浆的表观粘度有关，表观粘度越大，流动越慢，Marsh时间就越长；微型塌落度仪法是基于水泥净浆在重力的作用下，自然摊平而流动开来的情况，反映的是重力在流动方向上的分力（相当于剪切应力）与水泥净浆的屈服应力之间的关系。

没有好的和不好的，只有合适的和不合适的─关于减水剂的选择和使用问题清华大学土木水利学院廉慧珍摘 要：不同减水剂不仅有不同的减水率，而且还有其各自的特性，适合于不同强度等级或其它特性的混凝土。

按具体工程要求正确选择减水剂，不仅能很好地满足混凝土施工要求，而且也是经济合理的。

不能把减水剂和水泥相容性问题称作‚适应性‛问题，相容性问题属于 双方合适，但是主导方面却是水泥。

因为，凡是影响水泥或胶凝材料需水量和流变性能的因 素，都影响减水剂与水泥的相容性，减水剂只要是按设计生产的合格产品，其品质是稳定的， 而当前在水泥方面，如细度过细、需水量大、熟料中C 3A 含量大，含碱量高、S O 3只按凝结时间 优化、出厂水泥温度过高，等等影响减水剂与水泥相容性的因素，是显然而普遍存在的。

首先 要自己先做好，不能单向地要求外加剂适应自己的落后。

关键词：高效减水剂；相容性；流变性能就是其强度不再依赖于水泥的强度。

30多年前，我国常用水泥的最高标号是硬练法* 500#（粗略地相当于现在的32.5等级）。

当时在我国尚无高效减水剂的情况下，借用价格昂贵的纺织助剂 NNO 和MF （都属于萘系磺酸盐甲醛缩合物）已经能配制出700# 以上的混凝土；90年代初，用当时的425#水泥（约相当于现在的32.5等级）所配制的C 60混凝土已应用于实际工程。

这表明，高效 减水剂使混凝土脱离了‚水泥强度必须是混凝土强度的 1.5倍～3 倍‛的限制。

混凝土和水泥强度之间不再有固定的线性关系。

当代混凝土的特点是：（1）以高效减水剂大规模使用和矿物掺和料的使用为特 征，但这只是一个过程，必然但非必须。

未来必然会遵循否定之 否定的规律，从产品匀质性出发，将混凝土所用胶凝材料的生 产和水泥终粉磨工艺相结合；（2）总体强度提高了，但使用混凝土强度范围很宽，从C 20 （极少量C 15）到C 80、C 100（极少），32.5的水泥可以配制C 60的 混凝土，却很难配出合格的C 20混凝土；（3）严酷环境的工程增加，耐久性要求日益凸显；（4）以预拌混凝土、泵送为主流，拌和料的流变性能成为 重要问题；1 前言1819年A bra m s 建立了混凝土强度和水灰比关系的趋势，提出水灰比定则，揭示了‚在一定浆骨比的条件下决定混凝土强度的 因素是水灰比‛的规律，使混凝土的强度可以在一定的条件下预 测，而使混凝土配合比有了科学依据，可以说是混凝土材料发展 的第一个里程碑。

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。

水泥与减水剂的相容性分析关键词：水泥;减水剂;相容性;分析1、引言高效减水剂可以改善新拌混凝土的工作性能，提高硬化混凝土的物理力學性能与耐久性，同时可以节约水泥，改善施工条件，提高施工效率。

高效减水剂已成为混凝土工程建设中重要的外加剂之一，尤其在高强高性能混凝土中应用甚为广泛。

专家学者一直致力于探讨利用便捷的方法评价水泥与减水剂相容性研究[1-2]。

清华大学覃维祖[3]采用微型坍落度仪测定净浆流动度的试验方法进行低水灰比条件下水泥-高效减水剂相容性的检测，得到水泥-高效减水剂体系相容性较好的点。

减水剂被广泛应用于建筑工程施工中，在施工过程中起到无法比拟的作用，学生在课程中已学习了各种外加剂的相关理论知识，为加强学生对减水剂的深刻理解，强化理论知识与实践的联系，本实验研究分析水泥与减水剂的相容性。

学生通过查阅文献等共需设置三种实验情境，三种不同品种的水泥均添加同一种减水剂，测得饱和点时减水剂的添加量，对实验结果分析比较得出结论，分析不同种类水泥与减水剂的相容性。

本项目的开展能激发学生的学习热情，有利于理论与实践的结合，对学生综合素质和能力的提高均有一定作用。

以期培养学生分析问题、查阅文献、实验设计和科研能力，同时使学生懂得独立思考、动手实践、创新创业和团队协作的重要性，培养高素质技能型专业人才。

2、实验目的通过该实验使学生熟悉《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2013的标准、规范与技术要求，对减水剂材料的性状有进一步的了解，研究胶凝材料与减水剂相容性质的分析，巩固与丰富理论知识;使学生掌握基本实验方法、手段和操作技能，学会正确使用各种仪器和实验设备，具有对常用土木工程材料独立进行质量检测的能力;进行科学研究的基本训练，掌握处理实验数据的科学方法，培养学生运用所学理论进行科学研究、分析问题和解决问题的能力，树立实事求是的科学态度和严谨的工作作风;通过理论与实践的结合，巩固和加深对所学基本原理的理解，并在该方面得到充实和提高，培养学生的工程实践能力和创新能力。