【冠亞WL-70減水劑固含量測定儀】我(wǒ)國水泥産量大(dà)，生(shēng)産企業多，材料來源廣。不同水泥礦化成份複雜(zá)，加之混合材品種多，外(wài)加劑用于不同品種水泥技術效果區别很大(dà)。因此，外(wài)加劑對不同水泥存在着相溶性(适應性)問題。這是長期以來困撓施工(gōng)技術人員(yuán)的技術難題。筆者根據相關資(zī)料及施工(gōng)實踐，對解決外(wài)加劑與幾種特殊水泥适應性的問題措施作幾點探讨。

一(yī)、高堿水泥

       水泥中(zhōng)的可溶性堿通常以Na2O當量表示，它主要來源于生(shēng)産水泥的粘土及混合材中(zhōng)，适量的可溶性堿有利于促進水泥水化，更有利于混凝土早期強度發展。試驗證明，水泥混凝土流動性随着堿含量的增加而提高。但是到達一(yī)定量，水泥會急劇水化，水泥漿流動性大(dà)幅度下(xià)降。摻入減水劑後塑化效果也明顯降低。減水劑用于商(shāng)品混凝土及泵送混凝土施工(gōng)坍落度經時損失率增大(dà)。

       産生(shēng)上述現象的原因一(yī)般認爲，水泥中(zhōng)的堿對鋁酸三鈣(C3A)的溶出産生(shēng)了促進作用，此時水泥在調凝劑CaSO4參預下(xià)很快形成了一(yī)定的AFt晶體(tǐ)，并包裹在C3A表面，抑制了C3A直接水化形成鋁酸鈣，改善了水泥漿的流動性。但是如果水泥中(zhōng)堿含量過高，由于初始就有大(dà)量AFt晶體(tǐ)形成，反而使流動度下(xià)降，減水劑用于上述水泥适應性必然會降低。主要表現在減水率不夠，塑化效果差，坍落度經時損失率高。

       在使用高堿水泥時，如釆用低硫酸鹽含量的減水劑，使用效果差。而如果采用硫酸鹽含量較高的減水劑(硫酸鈉含量20%以上)使用效果卻會明顯改善。這主要是，低濃減水劑所含CaSO4是在合成中(zhōng)和時産生(shēng)，水溶性極好，在水泥中(zhōng)石膏尚未溶解時就大(dà)量溶于水中(zhōng)，當較高的堿加快C3A溶出時，因水中(zhōng)已有大(dà)量SO3存在，與C3A反應，形成AFt，從而阻止了因形成鋁酸鈣而導緻的流動性下(xià)降，并減小(xiǎo)了坍落度損失。不難看出，硫酸鈉含量高的減水劑更能适應高堿水泥。

       許多聚羧酸減水劑PH值較低，如與檸檬酸等酸性緩凝劑合用對高堿水泥難以适應。主要是酸性外(wài)加劑摻入高堿水泥後，會迅速産生(shēng)酸堿中(zhōng)和放(fàng)熱反應，溫度急劇上升，不但促使水泥迅速水化，大(dà)量水化熱放(fàng)更會産生(shēng)惡性循環，所配制的混凝土不但流動性差，坍落度很可能在極短的時間内消失。但如果采用其它堿性緩凝劑則可避免上述現象的産生(shēng)

二.低堿缺硫水泥

       水泥中(zhōng)可溶性堿最佳含量一(yī)般認爲應該是0.4%-0.6%。通常将堿含量低于0.4%的水泥稱爲低堿水泥。而水溶性堿多以堿的硫酸鹽存在，所以也将低堿水泥稱爲缺硫或欠硫水泥。

       缺硫水泥摻入減水劑通常流動性較差，而增大(dà)減水劑用量雖然有一(yī)定效果，但更會增大(dà)混凝土泌水，所配制的混凝土勻質性差，坍落度損失快，因此常用減水劑很難适應，即使将緩凝劑用量成倍增加也毫無作用。

       不難看出，缺硫水泥産生(shēng)上述不适應現象的根本原因是由于水泥中(zhōng)SO3不夠，降低了抑制水泥中(zhōng)C3A的水化效果，C3A對外(wài)加劑的迅速大(dà)量吸附也降低了減水劑塑化功能。因此隻有補充可溶性堿(硫酸鹽)對解決低堿缺硫水泥适應性問題有效。而常用的增大(dà)緩凝劑用量的方法效果并不明顯。

三.C3A含量高的水泥

       水泥的主要成份爲C3S、C2S、C3A及C4AF，這些礦化成份其吸附活性順序通常認爲應該是C3A>C4AF>C3S>C2S，其中(zhōng)C3A對減水劑的吸附量最大(dà)，因此在減水劑摻量一(yī)定時，混凝土流動性随着C3A含量增大(dà)而降低。坍落度經時損失率也随之增大(dà)。這主要是由于摻入減水劑大(dà)都會被C3A吸附，而占主要的礦化成份C3S卻沒有足夠的減水劑去(qù)吸附分(fēn)散，而使水泥漿流動性降低。多次試驗看出，水泥中(zhōng)C3A含量超過8%，即會對混凝土流動性産生(shēng)不利影響。

       試驗證明，補充水泥漿中(zhōng)SO3即采用硫酸鹽含量高的減水劑有一(yī)定效果。同摻一(yī)定數量的羟基羧酸鹽緩凝劑，也能抑制C3A的吸附水化，而采用多元醇等緩凝劑效果不明顯。還可以采用價格低廉的減水劑并适當增大(dà)摻用量，滿足C3A吸附并有較多剩餘減水劑去(qù)改善C3S等礦化成份的流動性。由于此類減水劑價格低廉，不會增大(dà)使用成本。

四.高混合材用量水泥

       根據我(wǒ)國水泥标準，水泥中(zhōng)可以大(dà)量摻入混合材。目前使用較多的爲粉煤灰、火(huǒ)山灰、礦渣及磨細石灰石等。這些混合材其活性、需水性、礦化成份及對外(wài)加劑的吸附性能區别較大(dà)，影響了外(wài)加劑對水泥的适應性。

       優質的粉煤灰應該是活性強(即活性SiO2及AL2O3含量高)、燒失量小(xiǎo)、細度低、需水量小(xiǎo)。其中(zhōng)燒失量對外(wài)加劑相溶性影響最大(dà)。

燒失量即粉煤灰中(zhōng)未燃盡的碳的含量。燒失量越大(dà)，未燃盡碳含量越高，與外(wài)加劑相溶性越差。較高的碳含量更會劣化混凝土性能。未燃盡碳多爲多孔顆粒，易吸水，在混凝土中(zhōng)需水量高，溢出後更會增大(dà)混凝土泌水，并會增大(dà)混凝土收縮變形，還會影響水泥漿與集料界面的粘結性能。碳遇水後，還可能在顆粒表面形成一(yī)層憎水膜，阻礙了水份進一(yī)步滲透，影響了粉煤灰的活性。研究也發現，粉煤灰中(zhōng)的碳有較強的吸附能力，減水劑摻入後它會與水泥争相吸附，影響了水泥漿的流動性。

       解決高燒失量粉煤灰，火(huǒ)山灰水泥與外(wài)加劑相溶性目前常用的辦法，主要是增加外(wài)加劑的摻用量，并同摻一(yī)定數量的優質引氣劑。

礦渣由于含鋁酸鹽較多，因此需更多的石膏調凝劑，而按普通矽酸鹽水泥工(gōng)藝生(shēng)産的礦渣水泥更容易出現缺硫現象。因此采用高硫酸鹽含量的減水劑較爲适應，同摻優質引氣劑，微小(xiǎo)細密的氣泡也有一(yī)定減小(xiǎo)鋁酸鹽對減水劑的吸附作用，但需增大(dà)摻用量。

五.摻水溶性較差石膏水泥

       石膏是作爲水泥的調凝劑使用的，它的摻用量基本與水泥中(zhōng)C3A含量相匹配。加水後石膏在水泥中(zhōng)形成一(yī)定數量的鈣礬石，吸附在C3A中(zhōng)控制C3A的水化，起到調節水泥凝結時間的作用。常用石膏以二水石膏(CaSO4.H2O)水溶性最好，因此水泥生(shēng)産多采用二水石膏。但石膏在水泥生(shēng)産中(zhōng)多與水泥熟料同磨，在研磨時溫度過高會使大(dà)量二水石膏轉變成半水石膏(CaSO4.1/2H2O)或無水石膏(CaSO4)即硬石膏。也有些水泥廠也會直接采用無水石膏或使用一(yī)些工(gōng)業廢石膏如氟石膏、脫硫石膏、磷石膏等。硬石膏及上述廢石膏水溶性較差，在水中(zhōng)溶解較慢(màn)，在外(wài)加劑中(zhōng)通常會加入性價比較高的木鈣或糖鈣等緩凝減水劑，而這些減水劑的摻入更會影響石膏的溶解性。由于石膏不能迅速溶解，水泥中(zhōng)C3A會迅速水化，産生(shēng)大(dà)量鋁酸鈣晶體(tǐ)，造成混凝土假凝(即少量水泥已凝結而大(dà)量水泥顆粒尚未水化凝結，水泥漿失去(qù)流動性)。

       爲防止摻硬石膏水泥或摻其它水溶性較差的石膏的水泥産生(shēng)假凝，最好不使用木鈣、木鈉、糖鈣等影響石膏溶解的減水劑。試驗證明，控制上述減水劑的用量有一(yī)定效果。還可以同摻大(dà)量能補充水泥中(zhōng)SO3的外(wài)加劑也能控制假凝。

六.新鮮水泥及比表面積較大(dà)的水泥

       水泥出窯貯放(fàng)時間及比表面積也會影響外(wài)加劑的适應性。通常我(wǒ)們将制成後貯放(fàng)時間較短的水泥稱爲“新鮮水泥”由于上述水泥貯放(fàng)時間短，水泥溫度較高，水泥水化速度極快，加之由于水泥在研磨過程中(zhōng)産生(shēng)電荷，顆粒之間相互吸附影響了減水劑的分(fēn)散作用，增大(dà)了混凝土坍落度損失率。

       延長水泥貯放(fàng)時間，待溫度降至50℃以下(xià)，有利于改善與外(wài)加劑的相溶性，如無法延長水泥貯放(fàng)時間，則可增加緩凝劑的摻用量也有一(yī)定效果。

       水泥的比表面積對外(wài)加劑的适應性有一(yī)定影響。比表面積較大(dà)的水泥需水量較大(dà)，達到一(yī)定流動性所需摻入外(wài)加劑較多，通常認爲水泥較适合的比表面積爲5000CM2/g左右，較大(dà)比表面積水泥早期強度發展較快，但對混凝土後期強度及保坍性能會産生(shēng)不利影響。使用比表面積較大(dà)的水泥時應增大(dà)外(wài)加劑摻用量，考慮到不增加使用成本，可采用價格低廉的減水劑并适當增加減水劑及緩凝劑的摻用量。仍可達到較好的技術經濟效益。

       由于水泥熟料及混合材的礦化成份與形态複雜(zá)，對減水劑的相溶性影響因素太多，很難用一(yī)種簡易的辦法解決所有減水劑對水泥适應性的問題，研究表明，目前正大(dà)力推廣應用的聚羧酸鹽高性能減水劑雖然對水泥适應性相對好于常用的各種高效減水劑，但仍存在一(yī)定适應問題。國内外(wài)常用的改變減水劑摻入時間及摻加方法有利于改善适應性，但用于一(yī)些特殊水泥相溶問題仍會出現，對于減水劑與水泥适應性的研究是一(yī)項較爲複雜(zá)的問題，目前仍需進行深入細緻的研究。