混凝土外加劑與水泥、摻合料適應(yīng)性的影響因素分析

0、前言

隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，混凝土僅由原來傳統(tǒng)的水泥、砂、石、水這四種組份攪拌生產(chǎn)適應(yīng)不了現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展需要。在這種情況下，各種摻合料及外加劑已經(jīng)成為現(xiàn)代混凝土中不可缺少的組成份。

盡管在現(xiàn)代混凝土中已廣泛應(yīng)用混凝土外加劑，但在實際生產(chǎn)過程中卻一直存在著水泥與外加劑之間不適應(yīng)的問題?？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)檢驗符合有關(guān)標準的某種外加劑摻加到按規(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，就認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，就認為該水泥與這種外加劑不適應(yīng)。水泥與混凝土外加劑不適應(yīng)主要表現(xiàn)在以下幾個方面：新拌混凝土的和易性差，不能滿足工作要求，坍落度經(jīng)時損失大；混凝土出現(xiàn)速凝、假凝或過度緩凝；所有這些現(xiàn)象均會對混凝土的質(zhì)量及正常生產(chǎn)產(chǎn)生較為嚴重的影響，而影響混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性的因素有很多，如：水泥中熟料的礦物組成、水泥中石膏形態(tài)和摻量、水泥堿含量、水泥細度、水泥新鮮程度和溫度、摻合料種類及摻量、水膠比等。下面主要就這幾個方面對混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性作分析。

1、混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的分析

1.1水泥熟料礦物組成的影響

硅酸鹽水泥是建筑工程中最常用的水泥，它由硅酸鹽水泥熟料、石膏調(diào)凝劑和混合材料三部分組成。硅酸鹽水泥熟料對混凝土減水劑的吸附能力對于混凝土的流動性及強度增長都有很大的影響。原料的變化將對外加劑的作用效果產(chǎn)生很大的影響。

1.2水泥中石膏形態(tài)和摻量的影響

石膏在水泥生產(chǎn)中用于調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時間，常采用天然的或合成CaSO4?2H2O，石膏摻量控制在1.3%~2.5%。但如果石膏摻量不夠或細度不夠使石膏不能充分溶解，當溶解度含量小于1.3%時，不能阻止水泥快凝，則容易產(chǎn)生速凝的現(xiàn)象，但如果溶解度含量大于2.5%時，凝結(jié)時間的增長也很少。而在混凝土中，CaSO4?2H2O的調(diào)凝效果優(yōu)于CaSO4?0.5H2O，但在水泥的生產(chǎn)過程中，石膏與熟料的粉磨溫度通常較高，從而使二水石膏脫水成半水石膏再脫水成硬石膏，從而影響了石膏的調(diào)凝效果。因此，石膏的成份、溶解度含量直接影響混凝土的凝結(jié)時間，也影響混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性。

1.3水泥堿含量的影響

水泥中堿含量主要來源于生產(chǎn)所用的原材料，是按NaO2+0.658K2O計算的重量百分率來表示。水泥中過量的堿會和集料中的活性物質(zhì)SiO2反應(yīng)，生成膨脹性的堿硅酸鹽凝膠，一方面會導(dǎo)致混凝土開裂，另一方面堿含量的增大降低了高效減水劑對水泥漿體的塑化作用，使水泥漿體流動性損失加快，凝結(jié)時間急劇縮短，減弱了高效外加劑的作用。但當可溶性堿的含量過低時，不僅當減水劑劑量不足時坍落度損失較快，而且當劑量稍高于飽和點時，會出現(xiàn)嚴重的離析與泌水。大量實驗數(shù)據(jù)表明，堿含量在0.4%~0.8%以內(nèi)時，堿含量對外加劑與水泥間的適應(yīng)性影響很小，而在國家標準中，低堿水泥的堿含量不得大于0.6%，因此為了使外加劑與水泥的適應(yīng)性較好，堿含量宜控制在0.4%~0.63%以內(nèi)。

1.4水泥細度的影響

在水泥生產(chǎn)過程中，許多廠家為了滿足強度的要求，一味地提高水泥的細度，細度越小，比表面積越大,而水泥對外加劑的吸附性隨比表面積的增加而增加,在相同的外加劑摻量下,水泥的需水量隨比表面積的增大而增大,同樣混凝土坍落度損失也隨比表面積的增大而加快,所以,本來在一定摻量下表現(xiàn)為適應(yīng)的外加劑在水泥細度的提高下會表現(xiàn)出不適應(yīng)現(xiàn)象。

1.5水泥新鮮程度、溫度的影響

由于粉磨時會產(chǎn)生電荷，新鮮的水泥出磨時間短，顆粒間相互吸附凝聚的能力強，正電性強，吸附陰離子表面活性劑多，因此表現(xiàn)出減水劑減水率低，混凝土坍落度損失快的現(xiàn)象，與外加劑的適應(yīng)性差。另一方面剛磨出來的水泥溫度很高，當水泥溫度小于70℃時對減水劑的塑化效果影響不大，當水泥溫度超過80℃時對減水劑的塑化效果降低明顯，當水泥溫度更高時，可能會造成CaSO4?2H2O脫水變成無水石膏，需水量及外加劑吸附量明顯增大，坍落度損失也會明顯加快，使外加劑適應(yīng)性明顯變差。

1.6、摻合料種類及摻量的影響

在水泥及混凝土的生產(chǎn)過程中，均摻有一定量的摻合料，如礦渣粉、粉煤灰等，由于這些摻合料的品質(zhì)及摻量的不同，對混凝土外加劑的作用效果也會產(chǎn)生一定的影響。例如，單摻一定量的粉煤灰，由于粉煤灰中富含的球狀玻璃體對漿體起到"滾珠軸承作用"，隨著摻量的增加混凝土流動性增加，外加劑的適應(yīng)性表現(xiàn)較好。另外由于粉煤灰中的碳會吸附較多的外加劑而使混凝土坍落度下降，因此，當粉煤灰摻量一定時，Ⅰ級粉煤灰燒失量較小，對外加劑的適應(yīng)性表現(xiàn)較好，而Ⅱ、Ⅲ級粉煤灰燒失量大，對外加劑的適應(yīng)性表現(xiàn)就差。單摻礦渣粉對外加劑的適應(yīng)性與粉煤灰相似但沒有粉煤灰表現(xiàn)得這么明顯，由于"微集料效應(yīng)"，礦粉的粒徑比水泥小，填充了水泥顆粒間的空隙，使水泥顆粒間水分得到釋放，提高了混凝土的流動性。當粉煤灰和礦渣粉以一定比例摻加到混凝土中去時，二者的作用可互相促進，試驗表明，雙摻40%，礦渣粉：粉煤灰=2:1時最佳，此時表現(xiàn)出的混凝土與外加劑的適應(yīng)性最好。

1.7水膠比的影響

在配合比的設(shè)計中，降低水膠比可以提高混凝土的強度，但在低水膠比下，有一最佳用水量，在最佳用水量的條件下，混凝土外加劑對水泥混凝土的各項性能能充分表現(xiàn)出來，使混凝土拌合物的保水性能、保塑性等工作狀態(tài)得以改善，更重要的是保證了水泥在水化時石膏有足夠的溶解用水。

2、結(jié)語

綜上所述，影響水泥與外加劑的適應(yīng)性是多方面的，為了使外加劑與水泥達到最佳適應(yīng)狀態(tài)，對水泥和外加劑做適應(yīng)性試驗和化學(xué)分析也是必要的。