混凝土外加剂与水泥适应性——杨勇等

    1.1.2混凝土外加剂掺加工艺（先掺法与后掺法）

    凡进行过混凝土外另剂研究的工作者及进行大量混凝土外另剂的应用试验的人员都应赞同：后掺法的混凝土 的工作性能优于先掺法的混凝土，而且达到同样效果，后掺法的掺量往往更小，这可能与混凝土外加剂与水泥颗粒的吸附与分散有关。其关系如图３。

1.2搅拌时间与搅拌速度

    混凝土搅拌时间会影响混凝土的含气量及混凝土外加剂对混凝土的分散效果、凝结时间，从而影响混凝土的工作和硬化混凝土的力学性和耐久性。

    搅拌机剪切速度过快，会破坏水泥浆中的胶体结构和破坏水泥颗粒表面形成双电层膜，使混凝土凝结时间坍落度损失、泌水量都受到较大影响。

1.3混凝土外加剂品种的影响

1.3.1官能团、分子结构等

    混凝土外加剂中所含不同的官能团如－OH、－COOH、－CH2、－SO3等对水泥颗粒影响不同，外加剂的分子量、形状不同都会影响到混凝土外加剂的性能。混凝土外加剂是阴离子表面活性剂还是阳离子表现活性剂或是非离子表面活性剂，水泥中的C3A、C4AF、C3S、f-CaO等吸附分散效果不相同，也直接影响水泥中SO4-2 －的溶解度。从而导致混凝土外加剂与水泥适应性的问题。

    1.3.2其它因素

    混凝土外加剂中碱含量高，则对混凝土早期强度有利，但新拌坍落度损失快。有些外加剂引气量过大，而且气泡不均匀、不封闭。气泡大导致新拌混凝土坍落度损失快，而且使硬化混凝土抗渗、抗冻、耐久性等下降。

1.4水泥

1.4.1矿物成份

    影响不泥适应性的主要是C3A、C3S，在水泥中一般以石膏作为调凝剂。一般说来，C3A 含量低的水泥，其适应性良好，坍落度损失小。C3A含量高的水泥，需要较多的CaSO4.2H2O作调凝剂。若混凝土拌合物中，SO2-4 浓度不足，那么新拌混凝土坍落度损失快。像MG 、TG对硬石膏作调凝剂的水泥，其适应性差，就是因为TG/MG降低了硬石膏的溶解度，从而使水泥因缺少SO2-4 而产生异常凝结。通常水泥适应性不好，水泥在生产过程　中采用立窑回转窑干法湿法生产，使水泥矿物组分晶相状态细度石膏形态发生不同程度的变化，从而导致了混凝土外加剂与水泥适应性问题的产生。一般，水泥中吸附外加剂能力：C3A> C4AF> C3SⅡ> C2S 。其水化速率与其关系近似成正比。当新鲜水泥存放一段时间后，由于其中f-CaO减少，使混凝土拌合物需水量减少，坍落度损失减缓，从而改善了混凝土外加剂与水泥适应性；水泥中亲水性掺合料保水性好。火山灰质水泥保水性差，易泌水。一般，水泥需水量大小和坍落度损失大小按规律：PⅠ.PⅡ> P.O > P.S > P.F>  P.P 。泌水性正好与其相反。

1.4.2细度

    水泥过细，水化速度快，需水量大，保水性好，但其坍落度损失快，而且水泥过细，混凝土收缩大，含气量下降，降低了混凝土的抗渗抗冻耐久性。

1.4.3石膏

(1)石膏细度不够，使石膏溶解度不够，产生速凝。
(2)石膏用量不够，不能有效控制C3A的水化。
(3)石膏形态

    一般在混凝土中CaSO4.2H2O调凝效果优于CaSO4.1/2 H2O。石膏与熟料的粉磨温度通常较高，从而使二水石膏脱水或半水石膏再脱水成硬石膏，从而导致混凝土外加剂与水泥适应性较差。

1.5掺和料

    通常掺粉煤矿灰或磨细矿渣有利于新拌混凝土的流动性，而且使其坍落度损失减缓。但是需水量比的关系为Ⅰ级>Ⅱ级>Ⅲ级。故Ⅰ级灰坍落度损失小但保水性差，易泌水。通常掺膨剂的混凝土其坍落度损失快，水泥与混凝土外加剂适应性较差。用塑料桶装上新鲜混凝土拌合物，敞口，室温存30.5℃,湿度61%。其中用水量为扣砂含水，砂为湿砂重量，粉煤灰为Ⅱ级，膨胀剂为山东建材院的JEA.

1.6温度、湿度

    由于温度高，水泥水化速度加快，而且混凝土表面水分蒸发加快，混凝土内游离水通过毛细管源源不断地补充到混凝土表面。这样，一方面水泥水化加怜惜，一方面混凝土游离水大量被蒸发而沽少，从而使新拌混凝土坍落度损失加快。而且某些混凝土外加剂的缓凝效果在30℃以上作用大大降低。如有机酸在高温下对C3S缓凝效果大降低。醇酮酯在高温下，对C3S的缓凝效果较好。因此，在高温下，大多需要提高混凝土外加剂的掺量和防止水分蒸发。（如图４图５）

    施工中配比虽然看似是设计问题，但它对混凝土外加剂与水泥适应性的影响很大。据有关资料和试验表明，砂率过高会使混凝土拌合物流动性降低，保塑性降低，坍落度损失加快。在混凝土配比中，石子的形状吸水量级配也严重影响混凝土的施工性保水必粘聚性流动性保塑性可密实成型性。在实验中W/C降低右以提高混凝土的强度，而在低W/C下，有一最佳Mwo，在最佳Mwo条件下，混凝土外加剂对水泥混凝土的各项性能能充分发挥出来使混凝土拌合物的保水性能保塑性等工作性状态改善，更重要的是保证了SO2-4水泥在水化时，石膏有足够的溶解用水，从而保证了的浓度，使与水泥适应性得到了改善。如图６。

２解决混凝土外加剂的掺加工艺

2.1改变混凝土外加剂的掺加工艺

    采用后掺或滞水法或少量多次掺加的工艺。这种方法的效果较好。这就需要改变混凝土输送车的某些装置。若在搅拌运输车上安装配套的后掺或多次参加混凝土外加剂的仪器装置，那么混凝土外加剂与水泥适应性差便可大大改善，而且这种运输车的技术优势便能较好地发挥出来，肯定会受到市场的青睐。

2.2适当增加或减少混凝土外加剂的掺量

    当混凝土掺合物坍落度损失太快时，适当增加混凝土外加剂掺量。当混凝土严重泌水，适量减少混凝土外加剂掺量，当然最好根本方法是降低Mwo

2.3适当调整混凝土外加剂的配方，使混凝土外加剂对石膏的溶解度影响小，并能提高石膏的溶解度，有效地控制SO2-4　的浓度。能产生效果的物质有HCl、H2SO4、HNO3及其盐类硅氟酸钠、NaF、NaCl。特别是对硬石膏作调凝剂的水泥，更应注意减少或不用木钙、糖钙这类使石膏溶解度隐低的物质。在混凝土外加剂使用反应性高分子物质，并适应复配相应的保水、缓凝、保塑组分。

2.4调整混凝土配比根据不同工程及设计要求调整好施工配比。混凝土外加剂只能使较合理配比的混凝土性能得到改善，却不能使配比不合理质量差的混凝土性能得到改善。在严重泌水的混凝土中适量掺加部份掺合料或适当提高砂率或适当降低Mwo。在混凝土坍落度损失率较高的混凝土中，适当增加Mwo或适当增加混凝土外加剂掺量，使其初始坍落度SL0≥200mm，这样有助于提高石膏的溶解度，防止水分蒸发过快，混凝土拌合物中游离水严重不足的现象产生。

2.5调整掺合料。尽量降低f-CaO、MgO、CaSO4的含量，有效控制C3A、SO2_4、OH-的平衡。使混凝土中C3A<8%

2.6采取综合措施。通过调整混凝土外加剂配方，调整混凝土配比。采取不同的掺加工艺，或用部分掺合料代替部分水泥等措施。调整水泥与混凝土外加剂的适应性。

３ ３工程应用

 3.1济南财税大厦

    九七年济南财税大厦工程使用ＹＮＢ－６泵送剂的商品混凝土，ＳＬ0=190、ＳＬ１＝１.０h＝８０mm。经过实验研究及水泥分析。发现水泥中Ｃ３Ａ达１１％。F－CaO达１.８９％。水泥中石膏溶解度不足引起坍落度损失较快。因此，我们及时调整了混凝土外夹剂配方，使ＳＬ0=２００mm、ＳＬ１＝１.０h＝１９５mm。混凝土和易性较好、硬化混凝土表面光滑，强度、抗渗达到设计要求。

３．２电信大厦

    济南电信大厦在使用Ｃ３０商品混凝土中，发现泌水量较严重。通过实验，及时调整了Ｍｗｏ，解决了混凝土严重泌水这一问题（实验结果如表２），通过实验调整配比中Ｍｗｏ，使Ｍｗｏ下调４kg。这样较好地解决了混凝土拌和物泌水量问题。

３．３天建大厦

    天建大厦应用ＹＨＢ－６配制c40商品混凝土时，发现商品混凝土坍落度损失快。我们通过调整混凝土外加剂的掺量及Ｍｗｏ，即适当地增加ＹＨＢ－６掺量或增加Ｍｗｏ，较好地解决了混凝土坍落度损失快这问题。其实验结果如表３。

4结束语