外加劑在商品混凝土應(yīng)用中存在的問題及解決方法

　　外加劑與水泥的適應(yīng)性問題是讓所有商品混凝土廠家感到擔(dān)心、頭痛的問題，也是讓許多外加劑廠家感到委屈的問題?？梢哉f目前在國內(nèi)，只要出現(xiàn)外加劑與水泥不相適應(yīng)，從而導(dǎo)致商品混凝土坍落度損失過大或混凝土過于快凝無法滿足施工要求，乃至帶來工程質(zhì)量問題時，最終總是歸罪于外加劑的問題，這是不公正的。外加劑與水泥不適應(yīng)而導(dǎo)致商品混凝土坍落度損失過大等問題，既有外加劑的質(zhì)量、化學(xué)成分方面的原因，但也有屬于水泥本身礦物組成、所用石膏的種類、含堿量的高低及水泥摻和物的種類等多種因素造成的原因。因本人是學(xué)硅酸鹽專業(yè)出身的，1977年以來又先后從事過木質(zhì)素磺酸鹽、β-萘磺酸鹽、三聚氰胺類等各種外加劑的開發(fā)、研究、生產(chǎn)，又先后在日本和國內(nèi)商品混凝土合資公司長期從事于外加劑在商品混凝土中的應(yīng)用工作，對外加劑在商品混凝土行業(yè)、水泥制品行業(yè)及陶瓷行業(yè)中的應(yīng)用有著較深的體會，特別是商品混凝土不同于其他行業(yè)，它有著時間及距離的限制，對外加劑要求更高，也比其他行業(yè)更易發(fā)生問題，現(xiàn)就外加劑在商品混凝土應(yīng)用中存在的問題及解決方法談?wù)勼w會吧！

　　一、外加劑與水泥適應(yīng)性的問題

　　1.水泥礦物組成對外加劑的影響

　　水泥礦物的組成為鋁酸三鈣、硅酸三鈣、硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣，水泥水化速度以C3A為最快，C3S其次，再次C2S、 C4AF。根據(jù)一般回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的水泥熟料來看，水泥礦物的組成一般為C3S：45～65%，C2S：15～32%，C3A：4～11%， C4AF：10～18%。但從實際上與外加劑匹配的角度來看，C3A水化最快，吸附外加劑最快，C3S水化其次，吸附外加劑也其次，這兩項是影響外加劑與水泥適應(yīng)性的主要因素。從多年經(jīng)驗和教訓(xùn)來看，水泥礦物組成中的C3A、C3S如滿足以下二條件：a) C3A≤8%，b) C3A ＋C3S≤65%即只要C3A≤8% ，C3S在50～55%之間，并用二水石膏配制的水泥與各種外加劑適應(yīng)性都較好，用這種水泥與一般木質(zhì)素類減水劑、萘系高效復(fù)合減水劑、泵送劑等配制的商品混凝土的坍落度損失較小，一般都能滿足施工要求。但當(dāng)C3A＞8%或C3A ＋C3S＞65%情況下，就出現(xiàn)外加劑與水泥不相適應(yīng)情況，商品混凝土損失大，無法滿足施工要求。

　　這僅是本人多年來的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，我很希望有哪個研究單位對此比較感興趣的話，能進(jìn)一步論證，這樣對今后外加劑的應(yīng)用起到作用。

　　下面舉例說明水泥礦物組成對外加劑的影響。

　　合肥某研究院下屬外加劑公司配合某工程采用山東某水泥廠回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的42.5＃普通硅酸鹽水泥和合肥當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的42.5＃普通硅酸鹽水泥，使用上海建工麥斯特高科技建材公司用進(jìn)口原料進(jìn)口配方生產(chǎn)的聚羧酸高效引氣減水劑，該減水劑在上海重點(diǎn)工程中使用已獲得很好效果，可以說是當(dāng)前國內(nèi)最好的外加劑。但是該公司在配制混凝土?xí)r，卻發(fā)現(xiàn)用同樣的外加劑，同樣的摻量，采用山東生產(chǎn)的水泥配制的混凝土30分鐘坍落度損失比當(dāng)?shù)厮嗯渲频幕炷撂涠葥p失大50%之多，而且根本無法使用，使用萘系減水劑坍損更大。該公司訴來電與我聯(lián)系，憑多年經(jīng)驗，我馬上判斷出不是外加劑的問題，而是水泥礦物組成的問題。我立即要求對方調(diào)查兩家水泥礦物組成，結(jié)果不出所料，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)山東產(chǎn)水泥礦物組成如下：C3A10.96%， C3S64.36%， C2S10.23%， C4AF11.55%，而當(dāng)?shù)厮嗟腃3A僅6%，最后該工程放棄了山東產(chǎn)水泥。

　　水泥礦物組成中C3A對外加劑的影響最為顯著，近幾年來，水泥廠為了提高水泥早期強(qiáng)度，一般采用提高C3A含量的辦法，這給外加劑的應(yīng)用帶來了諸多麻煩。本人在南京合資混凝土公司工作期間，有一次元旦剛過，便發(fā)現(xiàn)幾輛混凝土攪拌車中的混凝土無法卸料，幾位攪拌車駕駛員在開車時也感到混凝土罐有異常現(xiàn)象。當(dāng)時中方外方立即確認(rèn)了混凝土配合比沒有變、使用的同一罐萘系外加劑沒有變、全電腦計量操作無異常，只是剛從當(dāng)?shù)啬乘鄰S進(jìn)了一批水泥，于是我們馬上懷疑是水泥問題，馬上赴該水泥廠調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該水泥廠正邀請德國一位水泥專家在進(jìn)行回轉(zhuǎn)窯技術(shù)改造，元旦前后將C3A的含量由以往的7～8%調(diào)到了9.5%。為此我們要求該廠恢復(fù)原有的C3A含量，將C3A控制在8%以內(nèi)。同時將已入庫的水泥采取增加外加劑摻量及在水灰比不變的情況下，增加用水量和單位水泥用量，從而增加了混凝土出廠坍落度，以保證施工要求，但這樣的措施無疑增加了商品混凝土的成本，由此可見，C3A過高，無論是對普通減水劑還是萘系高效減水劑乃至當(dāng)今最好的聚羧酸系高效減水劑都會帶來水泥與外加劑不適應(yīng)的情況，所以配制商品混凝土?xí)r，要特別注意水泥中C3A、C3S的含量問題。

　　因為本人是學(xué)水泥的，又是搞外加劑的，現(xiàn)在又在使用外加劑，所以遇到水泥與外加劑不相適應(yīng)時，我采用的辦法是：

　　用同一種外加劑與幾種不同種類、不同品牌的水泥進(jìn)行砂漿流動度試驗，以判斷該外加劑對各種水泥的適應(yīng)情況

　　用常用的、已知其適應(yīng)性較好的一種水泥與幾種不同種類、不同廠家的外加劑進(jìn)行砂漿流動度試驗，以判斷各種外加劑的質(zhì)量情況。

　　這樣一對比，便可發(fā)現(xiàn)不適應(yīng)問題是外加劑造成的還是水泥造成的。如是水泥造成的，應(yīng)進(jìn)一步分析水泥礦物組成、石膏種類、含堿量高低及摻合料種類對外加劑的影響。如是因外加劑造成的，應(yīng)立即與生產(chǎn)廠家聯(lián)系：調(diào)查外加劑的配方是否變動？母體的質(zhì)量是否有波動？近幾年來，木質(zhì)素類外加劑的原料發(fā)生變化，針葉樹原料緊缺，優(yōu)質(zhì)木鈣又出口，結(jié)果造成許多復(fù)配木質(zhì)素類的外加劑廠家質(zhì)量不穩(wěn)定，減水率下降，含氣量過高，商品混凝土表面出現(xiàn)大氣泡、混凝土強(qiáng)度下降等現(xiàn)象，而萘系減水劑目前國內(nèi)除少數(shù)幾家大廠是采用全自動控制、質(zhì)量穩(wěn)定外，許多生產(chǎn)合成萘磺酸鈉的廠家還是人工操作，以致磺化、縮合等幾個關(guān)鍵生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致母體聚合度不高，減水率不穩(wěn)定，用這樣的母體復(fù)合各種萘系減水劑，自然產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定。這種情況，我們商品混凝土公司常遇到。與外加劑廠家交涉，廠家認(rèn)為配方?jīng)]變，質(zhì)量不會變化，卻忽視了產(chǎn)品母體質(zhì)量的變化。對于合資公司，對原材料進(jìn)料質(zhì)量嚴(yán)格控制，一旦發(fā)現(xiàn)是外加劑的問題，立即退貨，二次退貨即停止使用，尋找更穩(wěn)定的外加劑。作為外加劑用戶，需要的是穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，目前國內(nèi)大多數(shù)外加劑廠家是搞復(fù)配的，更應(yīng)注意母體質(zhì)量穩(wěn)定的問題。

　　2水泥熟料中添加的石膏種類對外加劑的影響

　　主要是硬石膏的影響，以硬石膏作緩凝劑的水泥，不僅與木鈣、糖蜜類外加劑不相適應(yīng)，還產(chǎn)生假凝現(xiàn)象，而且硬石膏對萘系減水劑的減水率影響也很大。早在80年代，當(dāng)首次在江蘇南京發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)啬持行椭鄰S的水泥與木鈣、糖蜜產(chǎn)生假凝，給施工單位帶來諸多麻煩后，本人曾將硬石膏及二水石膏以不同比例配制的水泥進(jìn)行萘系減水劑適應(yīng)性試驗。結(jié)果表明，100%硬石膏配置的水泥，對萘系減水劑的影響同樣很大，凈漿流動度僅為105～110，而100%二水石膏配制的水泥，同樣摻量同種萘系減水劑凈漿流動度為240～245。但硬石膏：二水石膏=1：1時，木鈣、糖蜜類仍不適應(yīng)，萘系減水劑基本適應(yīng)，凈漿流動動度為200～210，硬石膏：二水石膏=2：8時，對萘系減水劑沒多大影響，凈漿流動度為230左右，對木鈣、糖蜜類減水劑有影響，但不致出現(xiàn)假凝現(xiàn)象。

　　在實際商品混凝土生產(chǎn)中，我也曾遇到過此類情況。南京某合資混凝土公司剛投產(chǎn)不久，用的水泥品種較多，有次訂購了2000噸當(dāng)?shù)啬乘鄰S生產(chǎn)的水泥，為慎重起見，取樣進(jìn)行適應(yīng)性試驗，結(jié)果無論是木質(zhì)素類還是萘系高效減水劑，都分別出現(xiàn)假凝和速凝現(xiàn)象。外方人員立即與我聯(lián)系，因當(dāng)時南京硬石膏帶來的問題我很了解，馬上派人調(diào)查該水泥廠所用石膏，果然該水泥廠全部使用硬石膏，之后，混凝土公司將預(yù)購的2000噸水泥作了退貨處理。

　　所以在使用外加劑時，也需要事先對水泥中的石膏種類及其含量做一調(diào)查，以防出現(xiàn)不適應(yīng)的情況。