外加剂在商品混凝土应用中存在的问题及解决方法

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　　外加剂与水泥的适应性问题是让所有商品混凝土厂家感到担心、头痛的问题，也是让许多外加剂厂家感到委屈的问题。可以说目前在国内，只要出现外加剂与水泥不相适应，从而导致商品混凝土坍落度损失过大或混凝土过于快凝无法满足施工要求，乃至带来工程质量问题时，最终总是归罪于外加剂的问题，这是不公正的。外加剂与水泥不适应而导致商品混凝土坍落度损失过大等问题，既有外加剂的质量、化学成分方面的原因，但也有属于水泥本身矿物组成、所用石膏的种类、含碱量的高低及水泥掺和物的种类等多种因素造成的原因。因本人是学硅酸盐专业出身的，1977年以来又先后从事过木质素磺酸盐、β-萘磺酸盐、三聚氰胺类等各种外加剂的开发、研究、生产，又先后在日本和国内商品混凝土合资公司长期从事于外加剂在商品混凝土中的应用工作，对外加剂在商品混凝土行业、水泥制品行业及陶瓷行业中的应用有着较深的体会，特别是商品混凝土不同于其他行业，它有着时间及距离的限制，对外加剂要求更高，也比其他行业更易发生问题，现就外加剂在商品混凝土应用中存在的问题及解决方法谈谈体会吧！

　　一、外加剂与水泥适应性的问题

　　1.水泥矿物组成对外加剂的影响

　　水泥矿物的组成为铝酸三钙、硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙，水泥水化速度以C3A为最快，C3S其次，再次C2S、 C4AF。根据一般回转窑生产的水泥熟料来看，水泥矿物的组成一般为C3S：45～65%，C2S：15～32%，C3A：4～11%， C4AF：10～18%。但从实际上与外加剂匹配的角度来看，C3A水化最快，吸附外加剂最快，C3S水化其次，吸附外加剂也其次，这两项是影响外加剂与水泥适应性的主要因素。从多年经验和教训来看，水泥矿物组成中的C3A、C3S如满足以下二条件：a) C3A≤8%，b) C3A ＋C3S≤65%即只要C3A≤8% ，C3S在50～55%之间，并用二水石膏配制的水泥与各种外加剂适应性都较好，用这种水泥与一般木质素类减水剂、萘系高效复合减水剂、泵送剂等配制的商品混凝土的坍落度损失较小，一般都能满足施工要求。但当C3A＞8%或C3A ＋C3S＞65%情况下，就出现外加剂与水泥不相适应情况，商品混凝土损失大，无法满足施工要求。

　　这仅是本人多年来的经验数据，我很希望有哪个研究单位对此比较感兴趣的话，能进一步论证，这样对今后外加剂的应用起到作用。

　　下面举例说明水泥矿物组成对外加剂的影响。

　　合肥某研究院下属外加剂公司配合某工程采用山东某水泥厂回转窑生产的42.5＃普通硅酸盐水泥和合肥当地生产的42.5＃普通硅酸盐水泥，使用上海建工麦斯特高科技建材公司用进口原料进口配方生产的聚羧酸高效引气减水剂，该减水剂在上海重点工程中使用已获得很好效果，可以说是当前国内最好的外加剂。但是该公司在配制混凝土时，却发现用同样的外加剂，同样的掺量，采用山东生产的水泥配制的混凝土30分钟坍落度损失比当地水泥配制的混凝土坍落度损失大50%之多，而且根本无法使用，使用萘系减水剂坍损更大。该公司诉来电与我联系，凭多年经验，我马上判断出不是外加剂的问题，而是水泥矿物组成的问题。我立即要求对方调查两家水泥矿物组成，结果不出所料，经调查发现山东产水泥矿物组成如下：C3A10.96%， C3S64.36%， C2S10.23%， C4AF11.55%，而当地水泥的C3A仅6%，最后该工程放弃了山东产水泥。

　　水泥矿物组成中C3A对外加剂的影响最为显著，近几年来，水泥厂为了提高水泥早期强度，一般采用提高C3A含量的办法，这给外加剂的应用带来了诸多麻烦。本人在南京合资混凝土公司工作期间，有一次元旦刚过，便发现几辆混凝土搅拌车中的混凝土无法卸料，几位搅拌车驾驶员在开车时也感到混凝土罐有异常现象。当时中方外方立即确认了混凝土配合比没有变、使用的同一罐萘系外加剂没有变、全电脑计量操作无异常，只是刚从当地某水泥厂进了一批水泥，于是我们马上怀疑是水泥问题，马上赴该水泥厂调查，发现该水泥厂正邀请德国一位水泥专家在进行回转窑技术改造，元旦前后将C3A的含量由以往的7～8%调到了9.5%。为此我们要求该厂恢复原有的C3A含量，将C3A控制在8%以内。同时将已入库的水泥采取增加外加剂掺量及在水灰比不变的情况下，增加用水量和单位水泥用量，从而增加了混凝土出厂坍落度，以保证施工要求，但这样的措施无疑增加了商品混凝土的成本，由此可见，C3A过高，无论是对普通减水剂还是萘系高效减水剂乃至当今最好的聚羧酸系高效减水剂都会带来水泥与外加剂不适应的情况，所以配制商品混凝土时，要特别注意水泥中C3A、C3S的含量问题。

　　因为本人是学水泥的，又是搞外加剂的，现在又在使用外加剂，所以遇到水泥与外加剂不相适应时，我采用的办法是：

　　用同一种外加剂与几种不同种类、不同品牌的水泥进行砂浆流动度试验，以判断该外加剂对各种水泥的适应情况

　　用常用的、已知其适应性较好的一种水泥与几种不同种类、不同厂家的外加剂进行砂浆流动度试验，以判断各种外加剂的质量情况。

　　这样一对比，便可发现不适应问题是外加剂造成的还是水泥造成的。如是水泥造成的，应进一步分析水泥矿物组成、石膏种类、含碱量高低及掺合料种类对外加剂的影响。如是因外加剂造成的，应立即与生产厂家联系：调查外加剂的配方是否变动？母体的质量是否有波动？近几年来，木质素类外加剂的原料发生变化，针叶树原料紧缺，优质木钙又出口，结果造成许多复配木质素类的外加剂厂家质量不稳定，减水率下降，含气量过高，商品混凝土表面出现大气泡、混凝土强度下降等现象，而萘系减水剂目前国内除少数几家大厂是采用全自动控制、质量稳定外，许多生产合成萘磺酸钠的厂家还是人工操作，以致磺化、缩合等几个关键生产过程不稳定，从而导致母体聚合度不高，减水率不稳定，用这样的母体复合各种萘系减水剂，自然产品的质量不稳定。这种情况，我们商品混凝土公司常遇到。与外加剂厂家交涉，厂家认为配方没变，质量不会变化，却忽视了产品母体质量的变化。对于合资公司，对原材料进料质量严格控制，一旦发现是外加剂的问题，立即退货，二次退货即停止使用，寻找更稳定的外加剂。作为外加剂用户，需要的是稳定优质产品，目前国内大多数外加剂厂家是搞复配的，更应注意母体质量稳定的问题。

　　2水泥熟料中添加的石膏种类对外加剂的影响

　　主要是硬石膏的影响，以硬石膏作缓凝剂的水泥，不仅与木钙、糖蜜类外加剂不相适应，还产生假凝现象，而且硬石膏对萘系减水剂的减水率影响也很大。早在80年代，当首次在江苏南京发现当地某中型知名水泥厂的水泥与木钙、糖蜜产生假凝，给施工单位带来诸多麻烦后，本人曾将硬石膏及二水石膏以不同比例配制的水泥进行萘系减水剂适应性试验。结果表明，100%硬石膏配置的水泥，对萘系减水剂的影响同样很大，净浆流动度仅为105～110，而100%二水石膏配制的水泥，同样掺量同种萘系减水剂净浆流动度为240～245。但硬石膏：二水石膏=1：1时，木钙、糖蜜类仍不适应，萘系减水剂基本适应，净浆流动动度为200～210，硬石膏：二水石膏=2：8时，对萘系减水剂没多大影响，净浆流动度为230左右，对木钙、糖蜜类减水剂有影响，但不致出现假凝现象。

　　在实际商品混凝土生产中，我也曾遇到过此类情况。南京某合资混凝土公司刚投产不久，用的水泥品种较多，有次订购了2000吨当地某水泥厂生产的水泥，为慎重起见，取样进行适应性试验，结果无论是木质素类还是萘系高效减水剂，都分别出现假凝和速凝现象。外方人员立即与我联系，因当时南京硬石膏带来的问题我很了解，马上派人调查该水泥厂所用石膏，果然该水泥厂全部使用硬石膏，之后，混凝土公司将预购的2000吨水泥作了退货处理。

　　所以在使用外加剂时，也需要事先对水泥中的石膏种类及其含量做一调查，以防出现不适应的情况。