浅析混凝土外加剂的剂量与水泥适应性研究

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>混凝土外加剂与水泥之间的适应性问题长期以来影响着实际工程对外加剂的应用效果，使用的外加剂要进行适应性试验和掺量优选，使用过程中对外加剂质量和掺量要严格控制。因此，对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组分制作的常用混凝土已不能满足材料性能和施工性能要求。为了改善和提高混凝土性能和施工性能，现在广泛采用化学外加剂作混凝土的第5组分来配制混凝上，在增加混凝土耐久性，提高工程质量，配制特种混凝土等方面，混凝土外加剂发挥了不可替代的作用。

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、砂浆和净浆的制备过程中，掺人少量的(不超水泥用量的5%)能对混凝土、砂浆或净浆改变性能的一种产品，称为混凝土外加剂。在混凝土中加入适量的外加剂，能提高混凝土质量，改善混凝土性能，减少混凝土用水量，节约水泥，降低成本，加快施工进度。随着技术的进步，外加剂已成为除水泥、粗细骨料、掺合料和水以外的第5种必备材料。掺外加剂是混凝土配合比优化设计和提高混凝土耐久性的一项重要措施。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>尽管混凝土外加剂的队伍不断壮大，性能不断提高。但是有一个实际问题却一直严重影响着其应用效果。即外加剂与水泥之间有时存在不适应性现象。这种问题有时会导致严重的工程事故和不可估量的经济损失，给建设工程带来严重的质量和安全隐患。外加剂与水泥之间产生不适应性的原因错综复杂。工程中难以避免。可以这样理解混凝土外加剂与水泥的适应性与不适应性的概念：按照混凝土外加剂应用技术规范，将经检验符合有关标准的某种外加剂掺加到用按规定可以使用该品种外加剂的水泥所配制的混凝土中，若能够产生应有的效果，我们就认为该水泥与这种外加剂是适应的；相反，如果不能产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂之问存在不适应性。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>目前深圳地区使用缓凝减水剂的最普遍。高效缓凝减水剂是兼有缓凝和减水功能的外加剂。用在胶凝材料净浆及胶砂强度配合比、环境相对湿度、成型条件不变的情况下，混凝土缓凝剂的不同掺量与水泥的适应性进行研究探讨，且当其与水泥产生不适应性的时候能够比较直观快速地反应出。为了探讨缓凝剂的剂量与水泥适应性这个问题，本文节选不同时期在多个实际施工工程中，缓凝减水剂与水泥进行试验，均存在不适应的问题，这对于更好地认识混凝土缓凝剂应用中所存在的问题，确保工程质量和安全，具有实际意义。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>二、外加剂与水泥适应性检验的必要性

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>外加剂适应性必须检验，主要原因是，对于工程所使用的某种非基准水泥而言， 即使符合《混凝上外加剂》(GB8076)一等品的外加剂，同样存在化学成分定性和剂量定量的不适应性问题。目前已经知道， 所有的普通减水剂， 如木钙、木镁、木钠、糖蜜、糖钙、糖镁等对水泥所使用的石膏调凝剂中的无水石膏、硬石膏、萤石膏、镁石膏、工业膏渣、半水石膏、脱水石膏均存在化学上的不适应题，使用后不是减少单位用水量，而是增加了水量。其次，剂量适应性则主要取决于铝酸三钙的含量大小，铝酸三钙越高外加剂剂量适应性越差 不同产地的水泥中所含铝酸三钙含量差别较大，由于其强大的吸附能力，几乎对所有的(高效)减水剂都存在剂量不适应问题。外加剂适应性的定量检验实测出所有的水泥在混凝土中的减水率与减水剂的掺量关系，求出最优掺量即饱和掺量，超过饱和掺量，掺再多的外加剂也将不起减水作用，反而可能带来副作用。按最优(饱和)掺量的要求使用。是使用好减水剂的重要保证。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>根据掺外加剂的水泥水化理论，凡是有利于水泥水化更完全、更彻底的外加剂特别是减水剂，均会一定程度地增大干缩。这是由于水化更充分的水泥石中会生成更多的水化硅酸钙凝胶，在其贡献更高更强的同时。也产生了更大的干缩。外加剂在化学适应的前提下。其产品的减水率并不代表实际减水率，这里还有剂量适应性问题。规范上所述的减水率是用基准水泥并按基准配合比的检测结果，与实际工程所使用的水泥与减水剂测得的减水率有差别。在温度、配合比不变的条件下减水剂存在最优(饱和)掺量，缓凝剂对混凝土初凝时间的影响存在最优掺量： 即掺加少量的缓凝剂能延长混凝土的初凝时间。当掺量增加到一定值时。混凝土的初凝时间达到极值。若再增加掺量，其缓凝效果反而降低。这与实际工程所使用的水泥和缓凝剂测得的初凝时间最优掺量也有差别。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>在使用缓凝剂时。通过试验找出缓凝剂的最优掺量。再根据施工要求的初凝时间，在最优掺量的范围内采用与之对应的合理掺量，以求达到既经济又能满足工程施工要求的目的。如果实际减水率远小于产品减水率的外加剂，证明该减水剂剂量与工程使用的水泥适应性不佳。一般应更换外加剂或水泥。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>三、缓凝减水剂与水泥的适应性试验与分析

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>1。试验方法

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>由于混凝土凝结硬化过程是胶凝材料凝结硬化的体现，两者凝结过程的规律相似。所以。本文探讨缓凝剂的剂量作用效果所使用的试验方法是在胶凝材料净浆及胶砂中进行。公路工程行业标准缺乏此项检验规程，因此试验参考《公路工程水泥混凝土试验规程》JTJ053规定方法进行。在相对湿度为98%，温度为2O℃±value="2" UnitName="℃" w:st="on">2℃的恒温恒湿箱中养护。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>2。各工程项目的试验目的、试验材料及试验结果

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，深圳市坪西一级公路白石光跨线桥工程。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(2)目的：求出符合施工减水率(15%)和初凝时间(5-6小时)要求的缓凝高效减水剂掺量。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(3)水泥：山东鲁南水泥厂“鲁宏” 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>外加剂：RST一2缓凝高效减水剂。常用掺量为0.4%～1.2%。常用量为0.6%。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(4)试验得出缓凝剂的不同掺量对水泥胶凝材料净浆、水泥胶砂影响结果见表：

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，深圳市南岭村村道工程。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(2)目的：求出符合施工减水率(15%)和初凝时间(4～5小时)要求的缓凝高效减水剂掺量。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(3)水泥：广西红水河水泥厂“红水河”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>外加剂：深圳市迈地混凝土外加剂有限公司开发的以β一奈磺酸盐甲醛高缩合物为主要成分的MNF—SP缓凝高效减水剂(液体，固化率30%)，常用掺量为1.5%～3%，常用量为2%。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(4)试验得出缓凝剂的不同掺量对水泥胶凝材料净浆、水泥胶砂影响结果见表：

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龙平线人行天桥工程。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(2)目的：求出符合施工减水率(15%)和初凝时间(4—5小时)要求的缓凝高效减水剂掺量。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(3)水泥： 湖南湘乡“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>外加剂：惠州兆基建材有限公司生产的FDN一3缓凝高效减水剂(液体)，常用掺量为2.0%～3.5%，常用量为2.5%。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>(4)试验得出缓凝剂的不同掺量对水泥胶凝材料净浆、水泥胶砂影响结果见表：

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。实验结果分析及结论

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>试验2.1，根据减水率得出外加剂的最优掺量0.8%，再根据初凝时间得出合理掺量0.8%，但强度等级没有达到要求，而且初凝时间不能满足施工要求，如果再增大外加剂掺量，则引起拌和物开裂，外加剂掺量与水泥适应性差。试验2.2， 根据减水率得出外加剂的最优掺量2.0%，再根据初凝时问得出合理掺量2.0%，但强度等级没有达到要求，当增大外加剂掺量，则引起拌和物开裂，外加剂掺量与水泥适应性差。2.3，根据减水率得出外加剂的最优掺量3.0%，再根据初凝时间得出合理掺量3.0%，但随着外加剂掺量增大，强度等级则逐渐降低，外加剂掺量与水泥适应性差。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>从试验我们可以看到： 随着缓凝剂掺量的增大，减水率和初凝时间到一定量值趋于饱和，但并不是同时到达饱和点。当外加剂达到饱和掺量时，再增大外加剂掺量也不起减水或缓凝作用，还会给拌和物带来副作用，如干缩开裂、强度等级降低等。因此，在工程施工中使用缓凝减水剂，必须严格控制剂量，不可用盲目超掺来增大减水率或缓凝，否则，可能会给工程质量和安全带来后患。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>四、外加剂与水泥的适应性对施工质量与安全的影响及应注意的问题

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>随着社会经济的不断发展，工程技术的不断提高，施工成本摆上了重要目标值。在混凝土中加入适量的外加剂，能提高混凝土质量，改善混凝土性能，减少混凝土用水量，节约水泥，降低成本，加快施工进度，这给我们的施工带来明显的经济效益。但是，外加剂与水泥的适应性问题却没有引起足够的重视，给工程带来隐患，甚至造成了严重的质量和安全事故。如：某个商品混凝土单位，为了给施工单位提供高强混凝土，在未经检验外加剂剂量与水泥适应性的情况下，在拌制混凝土过程中添加了某种高效缓凝减水剂(2。5%)， 由于混凝土从完成搅拌出厂到施工现场泵送浇注所需的时间过长，在这段时间内，混凝土的坍落度损失很大，给浇注造成困难。为了顺利完成施工任务，商品混凝土位采取卸料时往混凝土拌和料中增加外加剂(约l%， 总剂量约为3。5%)和水的做法来提高混凝土的流动性，这种危险做法对混凝土结构的质量产生严重的后患。该混凝土7天强度达到设计强度的65%以上，28天强度却远远低于设计强度，甚至比7天强度有所降低。经检验，使用的高效缓凝减水剂掺量与水泥存在不适应问题。最后，该混凝土结构物只能作报废拆除处理，这给施工单位造成了严重的经济损失以及给社会带来恶劣的影响。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>前车可鉴， 如何在提高经济效益的同时， 确保质量和安全，是值得我们深入探讨和研究的课题。下面简要列举施工中使用外加剂应注意的几个问题：相对于其他原材料而言，外加剂掺量虽然较少，但对混凝土质量至关重要。因此，在工程应用前，应按照质量标准、工程需要、施工条件和施工工艺等选择合适的外加剂。再根据现有的标准，在使用前对外加剂要作匀质性试验。此外，在原材料中，水泥对外加剂的影响最大，还应注意水泥品种的选择。水泥品种不同，将影响外加剂的使用效果一外加剂与水泥选择好后，外加剂掺量与水泥适应性必须经试验论证，确定之后，应严格控制。一般不准两种或两种以上的外加剂同时掺用，除非有可靠的技术鉴定作依据。对水泥浆体的试验，可以对水泥和外加剂之间的适应性进行初步的分析，但不能保证用同样水泥和外加剂制备的混凝土流变性完美无缺。水泥浆体所得结果的有效性以后必须对混凝土进行试验验证。外加剂掺量确定之后进行混凝土试配，检验外加剂混凝土的性能。同时，在施工中注意，在混凝土搅拌过程中，外加剂的掺加方法对外加剂的使用效果影响较大，因此，还应通过试拌确定采用适宜的掺加方法。搅拌过程中要严格控制外加剂和水的用量，选用合适的掺加方法和搅拌时间，保证外加剂充分起作用。在运输过程中还应注意保持混凝土的匀质性，避免分层，掺缓凝型减水剂要注意初凝时间延缓，掺高效减水剂或复合剂要注意坍落度损失快等特点，做好充分的准备，以确保工程质量。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>五、结语

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>混凝土外加剂是一种特殊产品。在混凝土中通常用量很少。但作用明显，因此产品质量特别重要 不允许有任何质量误差，否则一旦发生混凝土工程事故，后果不堪设想。外加剂与水泥适应性的问题应该引起高度的重视。由于质量检验部门对外加剂的性能检测都是依据有关国家标准用基准水泥进行的，往往完全符合有关标准的水泥和外加剂，当在共同作为混凝土的原材料配制生产混凝土拌和料时就出现了不相适应的现象。工程中混凝土外加剂的使用，应通过试验找出适宜掺量范围，切勿盲目用超掺的方法来满足工程对外加剂的要求。 以免因超掺造成经济损失。或者因超掺影响混凝土性能，从而造成质量和安全事故。