淺析混凝土外加劑的劑量與水泥適應(yīng)性研究

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>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(shí)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(yàn)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。因此，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。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。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>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。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>盡管混凝土外加劑的隊伍不斷壯大，性能不斷提高。但是有一個實(shí)際問題卻一直嚴(yán)重影響著其應(yīng)用效果。即外加劑與水泥之間有時存在不適應(yīng)性現(xiàn)象。這種問題有時會導(dǎo)致嚴(yán)重的工程事故和不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，給建設(shè)工程帶來嚴(yán)重的質(zhì)量和安全隱患。外加劑與水泥之間產(chǎn)生不適應(yīng)性的原因錯綜復(fù)雜。工程中難以避免?？梢赃@樣理解混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性與不適應(yīng)性的概念：按照混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范，將經(jīng)檢驗(yàn)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的某種外加劑摻加到用按規(guī)定可以使用該品種外加劑的水泥所配制的混凝土中，若能夠產(chǎn)生應(yīng)有的效果，我們就認(rèn)為該水泥與這種外加劑是適應(yīng)的；相反，如果不能產(chǎn)生應(yīng)有的效果，則該水泥與這種外加劑之問存在不適應(yīng)性。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>目前深圳地區(qū)使用緩凝減水劑的最普遍。高效緩凝減水劑是兼有緩凝和減水功能的外加劑。用在膠凝材料凈漿及膠砂強(qiáng)度配合比、環(huán)境相對濕度、成型條件不變的情況下，混凝土緩凝劑的不同摻量與水泥的適應(yīng)性進(jìn)行研究探討，且當(dāng)其與水泥產(chǎn)生不適應(yīng)性的時候能夠比較直觀快速地反應(yīng)出。為了探討緩凝劑的劑量與水泥適應(yīng)性這個問題，本文節(jié)選不同時期在多個實(shí)際施工工程中，緩凝減水劑與水泥進(jìn)行試驗(yàn)，均存在不適應(yīng)的問題，這對于更好地認(rèn)識混凝土緩凝劑應(yīng)用中所存在的問題，確保工程質(zhì)量和安全，具有實(shí)際意義。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>二、外加劑與水泥適應(yīng)性檢驗(yàn)的必要性

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>外加劑適應(yīng)性必須檢驗(yàn)，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(yàn)實(shí)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。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>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(shí)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(shí)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?；炷恋某跄龝r間達(dá)到極值。若再增加摻量，其緩凝效果反而降低。這與實(shí)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。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>在使用緩凝劑時。通過試驗(yàn)找出緩凝劑的最優(yōu)摻量。再根據(jù)施工要求的初凝時間，在最優(yōu)摻量的范圍內(nèi)采用與之對應(yīng)的合理摻量，以求達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又能滿足工程施工要求的目的。如果實(shí)際減水率遠(yuǎn)小于產(chǎn)品減水率的外加劑，證明該減水劑劑量與工程使用的水泥適應(yīng)性不佳。一般應(yīng)更換外加劑或水泥。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>三、緩凝減水劑與水泥的適應(yīng)性試驗(yàn)與分析

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>1。試驗(yàn)方法

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>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(yàn)方法是在膠凝材料凈漿及膠砂中進(jìn)行。公路工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺乏此項檢驗(yàn)規(guī)程，因此試驗(yàn)參考《公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》JTJ053規(guī)定方法進(jìn)行。在相對濕度為98%，溫度為2O℃±value="2" UnitName="℃" w:st="on">2℃的恒溫恒濕箱中養(yǎng)護(hù)。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>2。各工程項目的試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)材料及試驗(yàn)結(jié)果

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>2。1 (1)nth="8" Year="1999">1999年8月16日，深圳市坪西一級公路白石光跨線橋工程。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(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。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(3)水泥：山東魯南水泥廠“魯宏” 牌42.5MPa普通水泥。

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 3.0" align=left>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%。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(4)試驗(yàn)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)果見表：

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>2。2 (1)nth="7" Year="2000">2000年7月25日，深圳市南嶺村村道工程。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(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。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(3)水泥：廣西紅水河水泥廠“紅水河”牌52.5MPa普通水泥。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>外加劑：深圳市邁地混凝土外加劑有限公司開發(fā)的以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%。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(4)試驗(yàn)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)果見表：

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>2.3 (1)nth="3" Year="2004">2004年3月25日， 深圳市平湖新世界大道龍平線人行天橋工程。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(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。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(3)水泥： 湖南湘鄉(xiāng)“韶峰”牌42.5MPa普通水泥。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>外加劑：惠州兆基建材有限公司生產(chǎn)的FDN一3緩凝高效減水劑(液體)，常用摻量為2.0%～3.5%，常用量為2.5%。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(4)試驗(yàn)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)果見表：

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及結(jié)論

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>試驗(yàn)2.1，根據(jù)減水率得出外加劑的最優(yōu)摻量0.8%，再根據(jù)初凝時間得出合理摻量0.8%，但強(qiáng)度等級沒有達(dá)到要求，而且初凝時間不能滿足施工要求，如果再增大外加劑摻量，則引起拌和物開裂，外加劑摻量與水泥適應(yīng)性差。試驗(yàn)2.2， 根據(jù)減水率得出外加劑的最優(yōu)摻量2.0%，再根據(jù)初凝時問得出合理摻量2.0%，但強(qiáng)度等級沒有達(dá)到要求，當(dāng)增大外加劑摻量，則引起拌和物開裂，外加劑摻量與水泥適應(yīng)性差。2.3，根據(jù)減水率得出外加劑的最優(yōu)摻量3.0%，再根據(jù)初凝時間得出合理摻量3.0%，但隨著外加劑摻量增大，強(qiáng)度等級則逐漸降低，外加劑摻量與水泥適應(yīng)性差。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>從試驗(yàn)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(diǎn)。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。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>四、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

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工程技術(shù)的不斷提高，施工成本擺上了重要目標(biāo)值。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(yàn)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(yàn)，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。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>前車可鑒， 如何在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時， 確保質(zhì)量和安全，是值得我們深入探討和研究的課題。下面簡要列舉施工中使用外加劑應(yīng)注意的幾個問題：相對于其他原材料而言，外加劑摻量雖然較少，但對混凝土質(zhì)量至關(guān)重要。因此，在工程應(yīng)用前，應(yīng)按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工程需要、施工條件和施工工藝等選擇合適的外加劑。再根據(jù)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，在使用前對外加劑要作勻質(zhì)性試驗(yàn)。此外，在原材料中，水泥對外加劑的影響最大，還應(yīng)注意水泥品種的選擇。水泥品種不同，將影響外加劑的使用效果一外加劑與水泥選擇好后，外加劑摻量與水泥適應(yīng)性必須經(jīng)試驗(yàn)論證，確定之后，應(yīng)嚴(yán)格控制。一般不準(zhǔn)兩種或兩種以上的外加劑同時摻用，除非有可靠的技術(shù)鑒定作依據(jù)。對水泥漿體的試驗(yàn)，可以對水泥和外加劑之間的適應(yīng)性進(jìn)行初步的分析，但不能保證用同樣水泥和外加劑制備的混凝土流變性完美無缺。水泥漿體所得結(jié)果的有效性以后必須對混凝土進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。外加劑摻量確定之后進(jìn)行混凝土試配，檢驗(yàn)外加劑混凝土的性能。同時，在施工中注意，在混凝土攪拌過程中，外加劑的摻加方法對外加劑的使用效果影響較大，因此，還應(yīng)通過試拌確定采用適宜的摻加方法。攪拌過程中要嚴(yán)格控制外加劑和水的用量，選用合適的摻加方法和攪拌時間，保證外加劑充分起作用。在運(yùn)輸過程中還應(yīng)注意保持混凝土的勻質(zhì)性，避免分層，摻緩凝型減水劑要注意初凝時間延緩，摻高效減水劑或復(fù)合劑要注意坍落度損失快等特點(diǎn)，做好充分的準(zhǔn)備，以確保工程質(zhì)量。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>五、結(jié)語

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>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(yàn)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(yàn)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。 以免因超摻造成經(jīng)濟(jì)損失。或者因超摻影響混凝土性能，從而造成質(zhì)量和安全事故。