混凝土外加剂适应性

混凝土外加剂适应性问题的影响因素分析摘要：混凝土外加剂是现代混凝土的制备及施工中一项重要的组成部分，外加剂的应用可以有效地提高混凝土的性能，并实现混凝土的绿色化。

但混凝土外加剂在使用过程中与水泥之间存在一定的不相适应性，影响了外加剂应用效果以及混凝土的性能。

本文分析了混凝土外加剂的影响因素，并提出了相应的控制对策。

关键词：外加剂；混凝土；适应性在混凝土中使用外加剂可以促进混凝土向高性能化和绿色化方向发展。

然而，在使用过程中，外加剂与水泥之间存在一定的不相适应性，严重影响了外加剂的效果以及混凝土的性能，给建筑工程带来了很大的安全隐患。

要确保混凝土外加剂发挥其应用效果，就应了解并掌握其与水泥之间的适应性作用规律，采取有效的措施解决适应性问题，从而确保混凝土的使用性能。

本文以混凝土外加剂中较常用的减水剂为例，重点分析了外加剂与水泥间的适应性问题的影响因素，并提出了相应的解决对策。

一、混凝土外加剂与水泥间的适应性影响因素在现代建筑工程中，混凝土是一种不可或缺的材料，其性能不仅仅取决于组成材料的性能，还取决于混凝土的配合比以及各材料之间的适应性。

外加剂在混凝土中所占的比例不大，但对混凝土的性能却有很大的影响。

适当地添加凝土外加剂对提高混凝土的坍落度、调节混凝土的凝结时间具有重要作用。

影响外加剂的是影响因素主要可以从外加剂本身、水泥以及混凝土的其它掺合料进行分析。

（一）外加剂自身的因素外加剂的品种、聚合度、纯度、官能团结构以及掺量等不同都会影响外加剂与水泥之间的适应性。

由于生产厂家、质量管理水平、技术水平、生产工艺等都会影响外加剂的适应性。

1、减水剂的种类萘系高效减水剂中，最常使用的为工业萘，其品种及纯度都直接影响着减水剂的性能。

在生产过程中，萘系减水剂的磺化程度越高，转化为硫酸基磺化萘环就越多，相应的减水剂的分散作用就越强。

此外，减水剂的状态对水泥的塑化效果也有一定的影响。

2、缓凝剂的影响多元醇类缓凝减水剂可能会引起混凝土的假凝现象，而除氟石膏以外的醚类、羟基羧酸盐和二甘醇等缓凝剂则不会引发硬石膏等的溶解度降低，反而会使其增高。

附录A 混凝土外加剂对水泥的适应性检测方法A.0.1 本检测方法适用于检测各类混凝土减水剂及与减水剂复合的各种外加剂对水泥的适应性，也可用于检测其对矿物掺合料的适应性。

A.0.2 检测所用仪器设备应符合下列规定：1 水泥净浆搅拌机；2 截锥形圆模：上口内径36mm，下口内径60mm，高度60mm，内壁光滑无接缝的金属制品；3 玻璃板：400mm×400mm×5mm；4 钢直尺：300mm；5 刮刀；6 秒表，时钟；7 药物天平：称量100g；感量1g；8 电子天平：称量50g；感量0.05g。

A.0.3 水泥适应性检测方法按下列步骤进行：1 将玻璃板放置在水平位置，用湿布将玻璃板搅拌器及搅拌锅均匀擦过，使其表面湿而不带水滴；2 将截锥圆模放在玻璃板中央，并用湿布覆盖待用；3 称取水泥600g，倒人搅拌锅内；4 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，每种水泥应分别加人不同掺量的外加剂。

对不同品种外加剂，不同掺量应分别进行试验；5 加入174g或210g水(外加剂为水剂时，应扣除其含水量)，搅拌4min；6 将拌好的净浆迅速注入截锥圆模内，用刮刀刮平，将截锥圆模按垂直方向提起，同时，开启秒表计时，至30s用直尺量取流淌水泥净浆互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为水泥净浆初始流动度。

此水泥净浆不再倒人搅拌锅内；7 已测定过流动度的水泥浆应弃去，不再装入搅拌锅中。

水泥净浆停放时，应用湿布覆盖搅拌锅；8 剩留在搅拌锅内的水泥净浆，至加水后30、60min，开启搅拌机，搅拌4min，按本规范第A.0.3—6方法分别测定相应时间的水泥净浆流动度。

A.0.4 测试结果应按下列方法分析：1 绘制以掺量为横坐标，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。

甄别及调整外加剂与水泥适应性的试验方法外加剂与水泥产生不相适应的情况时有发生，尤其在使用泵送减水剂时，这种现象更加频繁。

不相适应的表现大致有以下几种情况：一是新拌混凝土坍落度偏小，扩展度更小，而此时的减水剂用量已经相当大，通俗的说法就是“打不开”；二是坍落度损失大，有时甚至出现假凝, 即在搅拌开始时水泥浆很稀，随即迅速发粘、变干，出机后混凝土和易性很差；三是虽然坍落度和扩展度都不小，但混凝土泌水，有时滞后1～3小时泌水并且严重；四是砂浆包裹不住石子，发生离析但却并未大量泌水；五是新拌混凝土中未观察到明显不适应，可是硬化后强度偏低。

特定外加剂与特定的水泥发生不相适应的原因可能来自三个方面：水泥特性引起；混凝土组成材料，特别是其中的砂及掺和料引起；外加剂本身匹配不当所引起。

究竟哪个是主要原因，需要经过试验和分析，要想调整到相适应，就必须进行试验。

于是，从何处着手开始试验的问题就摆到我们面前了。

第一步宜从检测拟用的水泥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计或pH笔更好。

可以用三份水溶解一份水泥（以重量计），充分搅拌后沉淀澄清，取清液一滴置于广泛pH试纸上，观察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，但也有普通硅酸盐水泥pH值只有9～10，个别的更低。

试验结果让我们能初步判断：水泥中可溶性碱量大还是小；水泥中的混合材是否是含偏酸性的材料或石粉类惰性材料而使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。

如果我们能得到近期任何一日的熟料分析结果也可以。

根据分析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C3A、C3S和C4AF。

这些数据可以帮助我们选择缓凝剂的品种。

外加剂的适用范围目前，建筑工程中应用较多和较成熟的外加剂有减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、膨胀剂、防冻剂、泵送剂、防水剂等。

( 1 )混凝土中掺入减水剂，若不减少拌合用水量，能显著提高拌合物的流动性；当减水而不减少水泥时，可提高混凝土强度；若减水的同时适当减少水泥用量，则可节约水泥。

同时，混凝土的耐久性也能得到显著改善。

( 2 )早强剂可加速混凝土硬化和早期强度发展，缩短养护周期，加快施工进度，提高模板周转率，多用于冬期施工或紧急抢修工程。

( 3 )缓凝剂主要用于高温季节混凝土、大体积混凝土、泵送与滑模方法施工以及远距离运输的商品混凝土等，不宜用于日最低气温5°C以下施工的混凝土，也不宜用于有早强要求的混凝土和蒸汽养护的混凝土。

缓凝剂的水泥品种适应性十分明显，不同品种水泥的缓凝效果不相同，甚至会出现相反的效果。

因此，使用前必须进行试验，检测其缓凝效果。

( 4 )引气剂是在搅拌混凝土过程中能引入大量均勻分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。

引气剂可改善混凝土拌合物的和易性，减少泌水离析，并能提高混凝土的抗渗性和抗冻性。

同时，含气量的增加，混凝土弹性模量降低，对提高混凝土的抗裂性有利。

由于大量微气泡的存在，混凝土的抗压强度会有所降低。

引气剂适用于抗冻、防渗、抗硫酸盐、泌水严重的混凝土等。

( 5 )膨胀剂能使混凝土在硬化过程中产生微量体积膨胀。

膨胀剂主要有硫铝酸钙类、氧化钙类、金属类等。

膨胀剂适用于补偿收缩混凝土、填充用膨胀混凝土、灌浆用膨胀砂浆、自应力混凝土等。

含硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂的混凝土（砂浆）不得用于长期环境温度为80°C以上的工程；含氧化钙类膨胀剂配制的混凝土（砂浆）不得用于海水或有侵蚀性水的工程。

( 6 )防冻剂在规定的温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，从而保证水泥的水化作用，并在一定时间内获得预期强度。

含亚硝酸盐、碳酸盐的防冻剂严禁用于预应力混凝土结构；含有六价铬盐、亚硝酸盐等有害成分的防冻剂，严禁用于饮水工程及与食品相接触的工程；含有硝铵、尿素等产生剌激性气味的防冻剂，严禁用于办公、居住等建筑工程。

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。

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。

混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法在工程施工过程中，外加剂与水泥的适应性问题十分关键。

若因外加剂与水泥不相适应，而导致混凝土过于快凝或者是坍落度损失过大等问题，总是会归咎于外加剂。

混凝土如果不能满足施工要求，将会导致严重的工程质量，甚至埋下安全隐患，仅归咎于外加剂是较为片面的。

从具体实践来看，通过分析外加剂与水泥不适应导致混凝土不达标的原因，可以看出原因是很多的，既有外加剂质量的影响，也有水泥化学成分的影响，因为水泥本身就是由各种矿物构成的，其所用的石膏种类、掺和物、所含碱量高低等，也都会直接影响混凝土的质量。

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，采用二水石膏进行配制，这样的水泥强度通常能有良好的外加剂适应性。

将其与萘系高效复合减水剂、一般木质素类减水剂、泵送剂等进行配制，混凝土的坍落度损失都是比较小的，能较好地满足施工标准要求。

但如果C3A大于8%或C3A＋C3S大于65%，即会发生水泥与外加剂不适应的问题，混凝土的坍落度损失也会比较大。

在水泥各种矿物中，C3A是影响外加剂的主要因素。

因此，为提高水泥早期强度，水泥厂都会提高C3A含量，但也给外加剂应用带来很大难度。

浅谈混凝土外加剂对水泥的适应性1 外加剂在不同水泥中的应用效果：工作中采用净浆流动度及流动度经时损失来检验外加剂对水泥的适应性。

在工作实践中，外加剂与水泥适应性比较好的判别标准归纳为：1) 混凝土和易性明显改善，密实性好；2) 减水效果显著，混凝土龄期强度大幅度增长；3) 能有效地控制坍落度经时损失。

水泥适应性差表现为：1) 混凝土在搅拌过程中出现异常凝结； 2) 减水效果不明显；3) 新拌混凝土坍落度损失较大；4) 混凝土泌水率增加，分层离析现象严重。

2 影响外加剂对水泥适应性的因素2.1 水泥矿物成分对适应性的影响影响水泥适应性的主要因素是水泥中铝酸三钙C3A及硅酸三钙C3S的含量，大量试验验证，C3A含量低而C3S含量较高的适应性较好，混凝土强度也高，而C3A含量越高，掺用外加剂后应用效果越差。

由于C3A水化反应快，减水剂进入到水泥后，首先被C3A吸附，在减水剂掺量不变的条件下，C3A含量高的水泥由于大量吸附了减水剂，必然使得溶液中减水剂浓度迅速下降，用于分散C3S和C2S等其它组份的含量显著减少，工作状态明显变差，因此C3A含量高的水泥减水效果较差。

2.2 调凝剂对水泥适应性的影响水泥常用的调凝剂为石膏，石膏品种又分为：二水石膏、半水石膏和硬石膏，这几种石膏都可作水泥调凝剂，但是硬石膏溶解性差，对有的外加剂如糖钙、木钙等，不但不能促进石膏溶解，反而使水泥因缺少调凝成分而产生混凝土假凝或急凝现象，原因是水泥中用硬石膏或者是工业废料石膏作调凝剂。

研究资料表明：调凝剂影响水泥的适应性还与石膏的细度及用量有关，如石膏研磨细度不够会影响石膏的溶解性，即使应用二水石膏也会产生急凝现象，在C3A含量高的水泥中，调凝石膏仍按常用量掺加，不论选用何种石膏，混凝土凝结时间也会提前，这主要是水泥中C3A水化最快，C3A含量较高，少量石膏不能满足它的吸附，从而影响了石膏的调凝效果。

但有的水泥C3A含量并不高，采用的是溶解性较好的二水石膏，石膏的用量和细度也合格，却仍会出现不正常凝结现象，经研究发现主要是石膏研磨温度的影响，水泥生产厂为了缩短熟料冷却时间，经常将温度较高的熟料与石膏同磨，二水石膏在150℃高温下脱水成为半水石膏，温度再高至160℃以上，半水石膏还会成为溶解性差的硬石膏，从而影响了水泥的适应效果。