水泥混凝土外加剂与水泥适应性影响因素的探讨 林 江英李谟 彬董绍 昌 ( 江西省建筑科学研究院南昌3 3 0 0 7 7 ) 摘 要 ： 混凝 土外加剂 的开发应用 ， 使混凝土逐渐朝绿色高性能混凝土方 向发展。 然而混凝 土外加剂 与水泥之间有时 存 在不相 适应的状况 ， 影 响了外加 剂的应用效果和混凝土 的性 能 ， 并 由此容易 引起 外加剂供应商 、 商品混凝 土公 司与混凝土施T单位之间的矛盾。 本 文以减水 型混凝 土外加 剂为例 ， 从混凝 土外加剂 、 水泥等方面人手 ， 对水 泥混凝土外加剂与水泥适应性的影响因素进行 了探讨 。 关键 词 ： 混 凝 土外加 剂水 泥适 应 性探 讨 O前 言 混凝 土外加剂的开发应用 ，使混 凝土逐渐朝绿色 高性 能混凝 土发展 。然而混凝土外加 剂与水泥之 间有 时存在不 相适应 的状况 ，影 响了外加剂 的应用效 果和 混凝土 的性 能， 并 由此容 易引起 外加 剂供应商 、 商 品混 凝土 公司与混凝 土施工 单位之 间的矛盾。 混凝 土外加剂和水泥 的适应 性 问题 ， 自外加剂应 用 于混凝 土中 以来 ， 就一直伴 随至今， 绝大 多数混凝 土 外 加剂 与水泥都存在适应性 的问题 。要充分发挥混 凝 土 外加剂在建筑工程 中的作用，首先要掌握混凝 土外 加 剂与水 泥适应 的作用规律 ，才能解决好混凝土 外加 剂 与水泥适应性 问题 ，从而确保 混凝土具有较好 的施 工性能， 并且确保体积稳 定性 能、 耐久性能及混凝 土强 +” + + +一 +一 +一 +“ +* + +一 +一 + 一 一 + 一“ + 一 + 一 一 + 一 一 + 一 一 - 一 - + 一 一 - 卜 一 - - 卜 一 - - 卜 较 短的时间 内让每一个参 与施 工的人都 了解新材 料的 施工要点 。 ( 2 ) 做好施 工计划 ： 在大 面积外 墙面 施工 前 ， 我 们 与建设单位 、 施工单位一起 制定 了施工计划 ， 主 要考虑 的 因素是样板 的施 工、人员的调配 、材料 的供 应和运 输 、 工期的安排， 尽量保 证步调一致 。 ( 3 ) 做好与其他工序 和工种 的搭接和配合 ： 这一次 使用新材料 、 新技术 ， 基 本上是涉及到整个 工程 的许多 部位和工种 ，所 以这个 工序本身与其它 土建的分部分 项工程 、 与安装 的分 部分项工程之 间都 有一个穿插 、 搭 接 的过程 ， 另外也 与施工现场场地 、 机械 、 设备、 施工进 度 的调配有着密 不可分的关系 ，这就要 求参与工程项 度等符合施工要求 。 影 响混凝土 外加剂 和水泥 适应 性 的因素很 多 ， 有 外加剂方面 的因素、 也有水泥方面 的因素 、 还有混凝土 掺合料 品种 、 掺量和掺加方法及 环境等因素的影响。 下 面就 以减水 型混凝土外加 剂为例 ，对混凝土外加剂和 水泥适应性 的主要影 响因素进行 探讨。 1 外加剂方面的影响 因素 外加剂 方面 的影响 因素主要 有 ： 外加剂分子 结构、 聚合度、 纯度、 掺量等。水泥等无机矿物颗粒由于范德 华力 、 不 同电荷 的静 电相互作用 、 水泥水化颗粒 的表面 化学作用 ， 导致 水泥颗粒粒 子形成聚集结构 ， 束缚 一部 分水 ， 不 能用于润 滑水泥 粒子 ， 也不 能立即用于 水化 ， 加入减水 型混凝土外加剂 ， 如加 入萘系高效减水剂后 ， -+- +- -+ 一一 +一- -4 - +- 一- - + 一- 4 - - - + - 目的各方 ， 主要包 括建 设单位 、 施工单 位 、 监理 公 司按 照施工规律 ， 安排 好工作进程。 外墙 的施工为了保 证搭 接处 的质量 ， 应合理安排 劳力， 争取在满足合理 的技术 间歇 时问的前提 下尽快完成 ， 诸如此类 。 总之 ， 通过对高级 商务大厦这个工程项 目的监理 ， 尤其 是监理 了E V B 新 型材料 使用 的全过程 ， 我觉得 自己 又增长了许多见识， 学无止境， 在今后的工作中会更加 努力 ， 提 高 自己的能力 。 参考文献 ： 1 E V B 保温隔热防火干粉砂浆 中山市青龙化学建材工程 有 限公 司 41 总第 1 0 8期 江西建材3 2 0 0 9 由于该减水剂会使水泥颗粒粒子形成双 电层 ，双 电层 的静 电斥力使 水泥颗粒粒子分散 ；如加入氨基磺酸盐 系高效减水剂，由于该减水剂会使水泥颗粒粒子表面 的外加剂层相 互作用 产生空 间斥力，该空 间斥力使水 泥颗粒粒子分散；如加入聚羧酸盐和羧基磺酸类盐系 高效减水剂后 ，由于该减水剂会使水泥颗粒粒子形成 静 电斥力和空间斥力 ，这两种 力的共同作 用而使 水泥 颗粒粒子分散 。 加入这些常用 的减水剂后 ， 水泥絮凝结 构解体， 释放束缚水并阻止粒子的表面相互作用， 使水 泥浆体 的流动性增大 ， 施 工性能得 到改善， 其施工性能 改善的程度 与减 水型 混凝 土J b D i：l 剂 的 品种及 掺量 有 关。 如萘系高效减水剂 ， 其改善混凝 土施工性能的程度 与萘系高效减水剂的磺化程度、 磺化产物、 缩合工艺、 相对分子质量大小、 平衡离子、 分子结构等有关。在合 成萘系高效减水剂时的磺化越完全，则转变为带有磺 酸基磺化物的萘环越多 ， 减水剂的品质越好 ， 静 电斥力 越大 ， 对水泥颗粒粒子 的分散作用越强。 萘系高效减水 剂分子聚合度对其塑化效果也有 明显 的影 响。试验表 明，萘系高效减水剂分子的聚合度为1 0 左右时的塑化 效果较好 。减水剂掺加时的状态对水泥 的塑化效 果也 有影响， 掺加粉状 的减水剂 ， 其塑化效果 比掺加液态 的 减水剂时低，其原因是粉状减水剂的分子呈缠绕形结 构 ， 而减水 剂溶解在水 中1 天 以上 时， 其分子 呈直锁 形 结构， 因此吸附在水泥颗粒上所取 的分散效果就大些。 2 水泥方面的影 响因素 水泥方面 的影 响因素主 要有 ： 水泥矿物 组成成 分、 碱含量 、 石膏形态及其掺 量 、 细度 、 水泥 的新鲜度和温 度、掺合料种类及掺量等。水泥熟料矿物组成一般为 C 3 S 占4 5 6 5 ， C 2 S占1 5 3 0 ， C 4 A F占l 0 1 8 ， C 3 A 占4 l 1 。由于水泥 熟料矿物组成成分 不同， 减 水剂 对其产生 的塑化效果也不 同，水泥熟料四大矿物成分 C 3 S 、 C 2 S 、 C 4 A F 和C 3 A 对 减 水剂吸 附作用 的大 小顺序 是 C 3 A C 4 A F C 3 S C 2 S ， 吸附作用越大 ， 分散 效果越 差 ， 试验表明： 当水泥中C 3 A 的质量分数8 ， C 3 S 的质量 分数在5 0 5 5 之 间，并用 二水石 膏配制 的水泥与各 种外加剂的适应性都较好 ， 一般都能满足施工要求 。 但 当C 3 A 的质量分数 8 时， 通常会出现外加剂与水泥不 相适应的情况 。我国水泥厂数量多， 分布范 围广 ， 水泥 熟料矿物组成成分不尽相 同，这是我 国商 品混凝土 生 产 中较易 出现外加剂和水泥不相适应 的原 因之一 。水 泥 中的碱 含量 主要 取决 于所 用 的石灰 和粘 土等 原材 料， 水泥碱含量越高， 适应性越差。高碱含量会加速水 泥的早期水化速率，导致需水量增大并且加快工作度 损失， 塑性效果变差。 水泥的碱含量大还将导致混凝土 一4 2一 坍落度损失加快和凝结 时间缩短 。 试验表 明， 低浓型萘 系高效减水剂 ， 与碱含量高 的水泥 的适应性 ， 优于高浓 型萘系高效减水剂 。水泥粉磨过程 中要加入一定量 的 石膏作为调凝剂 ， 由于粉磨过程 中磨机 内温度升高 ， 二 水石膏在1 5 0 会脱去部分结晶水转变为半水石膏， 温 度再升 高至 1 6 0 C以上 ， 半水石膏会继续脱去剩余结 晶 水转变 为溶解性较 差的无 水石 膏，无水石 膏作 为调凝 剂 的水泥碰 到木钙 ( 木钠) 、 糖钙组分 时， 无水石 膏表面 立 即大量吸 附木钙 ( 木钠) 或糖钙 分子 ， 并被吸 附膜严 密地 包裹起 来，无法溶解 出为水 泥浆提 供必要 的硫酸 根离子， 因而造成C 3 A 大量水化， 形成相当数量 的水化 铝酸钙结晶体并相互连接，轻者导致混凝土坍落度损 失过快， 严重 者不仅 得不到预期的减 水效果， 还 将导致 混凝土流动性损失过快甚至异常凝结( 假凝) 现象， 即 产生严重的不相适应 。 石膏粉磨细度 不够 ， 石膏的溶解 性差， 即使运用二水石膏也会产生速凝等现象 。 水泥细 度越细 ， 表面积越大 ， 需水量越 大 ， 从而 降低 了液相 中 残 留的外加剂 的浓度 ，使液体稠度增加 ，塑化效果变 差 ， 混凝土坍落度损失变快 ， 而且 ， 水泥过细 ， 水化速度 快， 水化热高， 混凝土容易产生裂缝。新鲜水泥温度有 时高达8 0 9 0 C， 相 当干燥 ， 大部分新鲜水泥在生产后 1 2 天 以内对 外加剂 吸附量较大 ， 随后逐渐趋 于正常 。 新 鲜水 泥早期水 化快 ， 水化 时发热量大 ， 所 以需水 量大 ， 而且对外加剂的吸附作用 也大 。 因此 ， 在 同等掺量情况 下， 混凝土必然会产生需水量增大、 流动度变小、 坍落 度损失快 、 凝结时间短等许 多不适应现象 。 根据国家标 准 ， 允许在水泥 中掺入一定量 的掺合料 ， 常用掺合料有 水淬高炉矿渣、 粉煤灰、 沸石粉、 火山灰、 窑皮等， 由于 掺合料 的掺量 、 细度及性 能不同， 必 然影响外加剂对水 泥的适应性 。 3 混凝土掺合料的影响因素 混凝土掺 合料影 响因素 主要有 ： 掺合料的品种、 掺 量和掺 加方法等 。 活性掺合料 的品种 主要有硅灰、 磨细 矿渣粉 、 粉煤灰等。当混凝 土掺入适量活性掺合料时， 不但能节约水 泥， 改善混凝 土的工作性能 ， 提高混凝土 的强度 ， 还能改善外加剂对水泥的适应性。 4小 结 随着商品混凝土的大量应用，越来越离不开混凝 土外加剂 ，虽然影响混凝土外加剂与水泥适应性 的因 素很多 ，但是只要人们注意到混凝土外加剂与水泥存 在适应性的问题，正确选择混凝土外加剂与水泥及掺 合料品种等原材料， 通过混凝土配合比设计与试配， 合 理配制混凝土，混凝土外加剂与水泥适应性就可以较 好地得到解决 。