混凝土外加劑與水泥之間的適應(yīng)性

摘要：混凝土外加劑與水泥之間的適應(yīng)性問題長期以來影響著實際工程對外加劑的應(yīng)用效果，使用的外加劑要進(jìn)行適應(yīng)性試驗和摻量優(yōu)選，使用過程中對外加劑質(zhì)量和摻量要嚴(yán)格控制。所以為了改善和提高混凝土性能和施工性能，現(xiàn)在廣泛采用化學(xué)外加劑作混凝土的第5組分來配制混凝上，在增加混凝土耐久性，提高工程質(zhì)量，配制特種混凝土等方面，混凝土外加劑發(fā)揮了不可替代的作用。

1 存在的問題

對水泥制品和混凝土的性能提出了新的要求，采用水泥、砂子、集料和水4組分制作的常用混凝土已不能滿足材料性能和施工性能要求。在混凝土、砂漿和凈漿的制備過程中，摻人少量的(不超水泥用量的5%)能對混凝土、砂漿或凈漿改變性能的一種產(chǎn)品，稱為混凝土外加劑。在混凝土中加入適量的外加劑，能提高混凝土質(zhì)量，改善混凝土性能，減少混凝土用水量，節(jié)約水泥，降低成本，加快施工進(jìn)度。隨著技術(shù)的進(jìn)步，外加劑已成為除水泥、粗細(xì)骨料、摻合料和水以外的第5種必備材料。摻外加劑是混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計和提高混凝土耐久性的一項重要措施。

2 外加劑與水泥適應(yīng)性檢驗的必要性

外加劑適應(yīng)性必須檢驗，主要原因是，對于工程所使用的某種非基準(zhǔn)水泥而言，即使符合《混凝上外加劑》(GB8076)一等品的外加劑，同樣存在化學(xué)成分定性和劑量定量的不適應(yīng)性問題。目前已經(jīng)知道，所有的普通減水劑，如木鈣、木鎂、木鈉、糖蜜、糖鈣、糖鎂等對水泥所使用的石膏調(diào)凝劑中的無水石膏、硬石膏、螢石膏、鎂石膏、工業(yè)膏渣、半水石膏、脫水石膏均存在化學(xué)上的不適應(yīng)題，使用后不是減少單位用水量，而是增加了水量。其次，劑量適應(yīng)性則主要取決于鋁酸三鈣的含量大小，鋁酸三鈣越高外加劑劑量適應(yīng)性越差不同產(chǎn)地的水泥中所含鋁酸三鈣含量差別較大，由于其強(qiáng)大的吸附能力，幾乎對所有的(高效)減水劑都存在劑量不適應(yīng)問題。外加劑適應(yīng)性的定量檢驗實測出所有的水泥在混凝土中的減水率與減水劑的摻量關(guān)系，求出最優(yōu)摻量即飽和摻量，超過飽和摻量，摻再多的外加劑也將不起減水作用，反而可能帶來副作用。按最優(yōu)(飽和)摻量的要求使用。是使用好減水劑的重要保證。

根據(jù)摻外加劑的水泥水化理論，凡是有利于水泥水化更完全、更徹底的外加劑特別是減水劑，均會一定程度地增大干縮。這是由于水化更充分的水泥石中會生成更多的水化硅酸鈣凝膠，在其貢獻(xiàn)更高更強(qiáng)的同時。也產(chǎn)生了更大的干縮。外加劑在化學(xué)適應(yīng)的前提下。其產(chǎn)品的減水率并不代表實際減水率，這里還有劑量適應(yīng)性問題。規(guī)范上所述的減水率是用基準(zhǔn)水泥并按基準(zhǔn)配合比的檢測結(jié)果，與實際工程所使用的水泥與減水劑測得的減水率有差別。在溫度、配合比不變的條件下減水劑存在最優(yōu)(飽和)摻量，緩凝劑對混凝土初凝時間的影響存在最優(yōu)摻量：即摻加少量的緩凝劑能延長混凝土的初凝時間。當(dāng)摻量增加到一定值時。混凝土的初凝時間達(dá)到極值。若再增加摻量，其緩凝效果反而降低。這與實際工程所使用的水泥和緩凝劑測得的初凝時間最優(yōu)摻量也有差別。

3 緩凝減水劑與水泥的適應(yīng)性試驗與分析

3.1 試驗方法

由于混凝土凝結(jié)硬化過程是膠凝材料凝結(jié)硬化的體現(xiàn)，兩者凝結(jié)過程的規(guī)律相似。所以本文探討緩凝劑的劑量作用效果所使用的試驗方法是在膠凝材料凈漿及膠砂中進(jìn)行。在相對濕度為98%，溫度為2O℃±2℃的恒溫恒濕箱中養(yǎng)護(hù)。

3.2 各工程項目的試驗?zāi)康?、試驗材料及試驗結(jié)果

3.2.1 ①1999 年8月16日，某一級公路白石光跨線橋工程。②)目的：求出符合施工減水率(15%)和初凝時間(5-6小時)要求的緩凝高效減水劑摻量。③水泥：山東魯南水泥廠“魯宏”牌42.5MPa普通水泥。外加劑：RST一2緩凝高效減水劑。常用摻量為0.4%～1.2%。常用量為0.6%。④試驗得出緩凝劑的不同摻量對水泥膠凝材料凈漿、水泥膠砂影響結(jié)果。

3.2.2 (①某村道工程。②目的：求出符合施工減水率(15%)和初凝時間(4～5小時)要求的緩凝高效減水劑摻量。③水泥：廣西紅水河水泥廠“紅水河”牌52.5MPa普通水泥。外加劑：以β一奈磺酸鹽甲醛高縮合物為主要成分的MNF—SP緩凝高效減水劑(液體，固化率30%)，常用摻量為1.5 %～3%，常用量為2%。④試驗得出緩凝劑的不同摻量對水泥膠凝材料凈漿、水泥膠砂影響結(jié)果

3.3 實驗結(jié)果結(jié)論

從試驗我們可以看到：隨著緩凝劑摻量的增大，減水率和初凝時間到一定量值趨于飽和，但并不是同時到達(dá)飽和點。當(dāng)外加劑達(dá)到飽和摻量時，再增大外加劑摻量也不起減水或緩凝作用，還會給拌和物帶來副作用，如干縮開裂、強(qiáng)度等級降低等。因此，在工程施工中使用緩凝減水劑，必須嚴(yán)格控制劑量，不可用盲目超摻來增大減水率或緩凝，否則，可能會給工程質(zhì)量和安全帶來后患。

4 外加劑與水泥的適應(yīng)性對施工質(zhì)量與安全的影響及應(yīng)注意的問題

在混凝土中加入適量的外加劑，能提高混凝土質(zhì)量，改善混凝土性能，減少混凝土用水量，節(jié)約水泥，降低成本，加快施工進(jìn)度，這給我們的施工帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但是，外加劑與水泥的適應(yīng)性問題卻沒有引起足夠的重視，給工程帶來隱患，甚至造成了嚴(yán)重的質(zhì)量和安全事故。如：某個商品混凝土單位，為了給施工單位提供高強(qiáng)混凝土，在未經(jīng)檢驗外加劑劑量與水泥適應(yīng)性的情況下，在拌制混凝土過程中添加了某種高效緩凝減水劑(2.5%)，由于混凝土從完成攪拌出廠到施工現(xiàn)場泵送澆注所需的時間過長，在這段時間內(nèi)，混凝土的坍落度損失很大，給澆注造成困難。為了順利完成施工任務(wù)，商品混凝土位采取卸料時往混凝土拌和料中增加外加劑(約l%，總劑量約為3.5%)和水的做法來提高混凝土的流動性，這種危險做法對混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的后患。該混凝土7天強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的 65%以上，28天強(qiáng)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計強(qiáng)度，甚至比7天強(qiáng)度有所降低。經(jīng)檢驗，使用的高效緩凝減水劑摻量與水泥存在不適應(yīng)問題。最后，該混凝土結(jié)構(gòu)物只能作報廢拆除處理，這給施工單位造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失以及給社會帶來惡劣的影響。

5 結(jié)束語

混凝土外加劑是一種特殊產(chǎn)品。在混凝土中通常用量很少。但作用明顯，因此產(chǎn)品質(zhì)量特別重要不允許有任何質(zhì)量誤差，否則一旦發(fā)生混凝土工程事故，后果不堪設(shè)想。外加劑與水泥適應(yīng)性的問題應(yīng)該引起高度的重視。由于質(zhì)量檢驗部門對外加劑的性能檢測都是依據(jù)有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)用基準(zhǔn)水泥進(jìn)行的，往往完全符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的水泥和外加劑，當(dāng)在共同作為混凝土的原材料配制生產(chǎn)混凝土拌和料時就出現(xiàn)了不相適應(yīng)的現(xiàn)象。工程中混凝土外加劑的使用，應(yīng)通過試驗找出適宜摻量范圍，切勿盲目用超摻的方法來滿足工程對外加劑的要求。