水泥与外加剂相容性

安华梅，等:水泥与外加剂相容性差的原因分析及解决措施中图分类号:TQ172.4+5 文献标志码：B 文章编号:1007-0389(2021)01-35-03 [D0l]10.13697/ki.32-1449/tu.2021.01.010水泥与外加剂相容性差的原因分析及解决措施安华梅1,周李镇2,钟根彳(1•遵义赛德水泥有限公司，贵州遵义563005；2.南京凯盛国际工程有限公司，江苏 南京210036)摘要：水泥与外加剂相容性的影响因素众多，如熟料矿物组成、粉磨工艺、水泥细度、混合材种类等。

本文结合本公司的实际问题，分析了水泥与外加剂相容性差的原因，提出了相应的解决措施。

结果表明，从改善熟料矿物组成和提高熟料烧成质量入手，可改善水泥与外加剂的相容性,效果显著。

关键词：水泥汐卜加剂；相容性；解决措施Cause analysis and solution of poor compatibility between cement and admixtureAn Huamei 1,Zh0U Lizhen 2, Zhong Gen 2(l.Zunyi Saide Cement Co.,Ltd., Zunyi, 563005, Chia)Abstract ： There are many factors influencing the compatibility of cement and admixture, such as clinker mineral composition, grindingprocess, cement fineness, admixture type, etc. Based on the actual problems of our company, this paper analyzes the reasons for thepoor compatibility between cement and admixtures, and puts forward the corresponding solutions. The results show that the compatibili ­ty of cement and admixture can be improved by improving the mineral composition and sintering quality of clinker.Key words ： cement; admixture; compatibility; solution0引言水泥与外加剂的相容性问题一直是水泥生产厂家、混凝土施工单位和外加剂生产厂家比较棘手的 技术难题。

论水泥与化学外加剂的相容性作者：王栋民,金欣2009年06月30日[字体：放大缩小默认] 我要评论摘要：标签：外加剂,水泥,常用的缓凝剂有木钙、糖钙、柠檬酸（盐）、酒石酸、葡萄酸（盐）、多聚磷酸盐等。

在考虑外加剂与水泥的相容性时，对流态高强泵送混凝土常常必须同时考虑外加剂与矿物质掺合料（如磨细矿渣、粉煤灰、硅灰、沸石粉、膨胀剂等）的相容性。

3）环境条件的影响因素在考虑水泥与外加剂的相容性时，离不开一定的环境条件，最主要的有温度、时间、湿度等，如某泵送混凝土坍落度值，会随时间的延长而损失，会随温度的增加而加大损失速率。

这些均可以通过掺用不同品种的外加剂进行调整。

中国陈建奎、王栋民合作提出“复合超塑化剂CSP的配方设计”即在大量试验基础上提出一个配方计算方法，本质也在于解决水泥一外加剂相容性的定量问题。

4 水泥生产厂家的主要应对措施混凝土施工技术的发展、流态泵送混凝土的广泛应用，特别是未来高性能混凝土的工业化将对水泥与化学外加剂相容性的问题提出越来越多的要求。

从某种意义上来说，水泥是否满足国际及ISO标准是决定它能否出厂的问题，而其与外加剂是否具有良好的相容性则是其能否进入市场和实际使用的问题，对水泥企业生死攸关。

对此，作者认为水泥厂应采取的主要应对措施如下：1、应注重本厂水泥与市场所在地区通用化学外加剂的相容性。

2、在厂内建立混凝土试验室，进行水泥与市场通用化学外加剂相容性的研究。

3、有条件的水泥厂，特别是离中心市较近的水泥厂，可以建立专业的混凝土化学外加剂生产分厂（车间），生产化学外加剂，对市场提供一条龙服务。

３中国建筑材料科学研究院能作的工作中国建筑材料科学研究院下属的水泥科学与新型建筑材料研究所（简称水泥所）和设计分院与国内水泥制造、混凝土应用及建筑施工行业有广泛联系，主要从事水泥品种、工艺、装备的研究，水泥厂设计、水泥新标准包括ISO标准的制定等。

水泥所外加剂与工程材料研究组（ASEM研究组）主要从事混凝土化学外加剂的品种、性能与应用的研究以及特种工程材料的开发，研究开发的新品种包括：复合超塑化剂、泵送剂、膨胀剂、防水剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等化学外加剂，以及自流平水泥、高强无收缩灌浆材料、薄层陶瓷地砖粘结剂、无机刚防水涂料、柔性水泥基防水材料等特种工程材料，近年来在对外加剂与高性能混凝土的研究中，对外加剂与水泥的合理技术改造方案。

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。

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。

浅析水泥与外加剂的相容性水泥与外加剂的相容性是影响混凝土质量的重要因素。

相容性要求外加剂适应水泥，同时也要求水泥适应外加剂。

对外加剂和水泥的相容性有影响的主要因素包括以下三个方面：首先是水泥中的矿物成分以及调凝剂的状态和掺量、水泥的新鲜程度和温度、细度、碱含量等；其次是外加剂的分子量、化学性质、磺化程度、平衡离子度和交联度，缓凝剂的用量与种类等；还有时间、温度、湿度等环境条件。

标签：适应性；相容性；坍落度经时损失；矿物成分；碱含量混凝土外加剂以很少的掺量掺加在水泥混凝土中，能根据施工需要有效的对混凝土的工作性能及力学性能进行改善。

自进入21世纪以来，高性能水泥混凝土的应用越来越广泛，外加剂对水泥的是否适应的问题越来越重要。

仅仅依靠调整外加剂配方来适应水泥性能在技术上出现了很多难题，解决问题的方法必须转向水泥与外加剂的相互关系，必须从双向适应考虑来寻找途径，即不仅要求外加剂适应水泥，某些时候也要通过调整水泥的矿物成分、细度等方式来适应外加剂，使水泥与外加剂的相容。

因此，产生了水泥与外加剂的“相容性”的概念。

1 水泥与外加剂相容性不好可存在一下具体表现当水泥、外加剂、水、砂石料、外掺料等混凝土原材料经检验均合格，依照理想的混凝土配合比，外加剂的掺量以及混凝土的拌制方法无误时，若表现出以下情况，则说明水泥与外加剂的相容性不良：（1）有减水效果的外加剂的实际减水率与用基准水泥的检测值有很大差距，新拌制混凝土的初始坍落度不满足设计要求。

（2）新拌制混凝土拌合物初始坍落度满足设计要求，但坍损现象严重，新拌制混凝土无法满足施工生产的需要。

（3）新拌制混凝土初始坍落度满足设计要求，坍损小，但有泌水现象，有“扒底”、骨料包裹性不好等现象，严重时可能导致施工中出现堵泵等工程事故。

（4）在推荐掺量情况下，混凝土（或砂浆）却出现了急凝、假凝等不正常凝结现象。

外加剂与水泥相容性的问题可以从以下三个方面找出原因及解决的方法：其一是水泥方面，其矿物成分以及调凝剂的状态和掺量、水泥的新鲜程度及温度、细度、碱物质含量等，；其二是外加剂方面，如聚羧酸减水剂的分子结构、萘系减水剂分子量、平衡离子度、磺化程度和交联度、缓凝剂的用量与种类等；三是环境条件，如时间、温度、湿度等。

水泥与混凝土外加剂的双向适应性随着当今科学技术的不断发展，外加剂在混凝土中的应用越来越普遍。

目前外加剂已成为混凝土的必要组分，被认为是继预应力混凝土技术以后的又一次技术大突破。

外加剂促进了混凝土新技术的发展，如泵送混凝土、流态混凝自密实混凝喷射混凝土等。

但是，外加剂在混凝土的使用过程中，存在着一个普遍性的问题，就是与水泥的适应性（即相容性）。

例如，在泵送混凝土中经常会出现坍落度损失的问题，这一问题就是外加剂与水泥适应性典型的工程问题。

遇到这种问题，大家普遍认为水泥是固定的，不变的，只要满足水泥标准要求就是合格的、合适的、合理的，而更多的是要求外加剂改变其成份、配方，性能来满足不同品种的水泥，使之相适应。

近年来，特别是高强高性能混凝土、泵送混凝土已经在工程中得到了广泛应用，此时外加剂与水泥的适应性问题对于工程质量显得更加突出。

在某些时候，如果单纯依靠调整外加剂的配方来适应某个特定水泥，技术上是很难实现的。

这样做不但解决不了问题，反而增加了外加剂的成本。

例如，对于欠硫化水泥即使几倍甚至几十倍的添加缓凝剂也解决不了其坍落度操作损失太快的问题。

于是国内外的有识之士就提出了双向适应的问题。

也就是说不仅要求外加剂适应水泥，同时也要求水泥通过调整其熟料矿物组成、细度及颗粒级配等来适应外加剂，使水泥与外加剂双向适应。

确实，混凝土的性能不仅取决于水泥的性能，也取决于外加剂的性能，更取决于二者之间的相容性工程实际和科学研究证明只有;双向适应才能配制出性能优异施工方便的混凝土。

总体来讲，影响水泥与外加剂适应性的因素包括三个方面：一是水泥方面，其主要因素包括：水泥矿物成份、石膏种类及掺量、碱含量、游离氧化钙含量、混合材料种类及掺量、细度及颗粒组成、制成时间（新鲜程度）和温度等。

二是外加剂方面。

如高效减水剂的化学成份，分子量、交联度、磺化程度和平衡离子度，以及缓凝剂的种类与用量等：三是环境条件，如湿度、温度、时间等。

1.适应性问题中水泥方面的因素1.1水泥熟料矿物成分：水泥熟料中四大矿物成分C3S、C2S, C3A、C4AF 对外加剂的吸附能力是不一样的。

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。