浅谈混凝土外加剂与水泥的相容性及其应用
摘要：混凝土是世界上使用最广泛的人造产品，是除了水之外的世界上最常使用的物质。大约66%的混凝土用来建立街道、建筑、公路和其他基础设施。其中混凝土的五大原材料包括水泥、掺合料、水、外加剂、骨料。其中矿粉掺合料情况相对稳定些。粉煤灰掺合料品牌虽然少但来源多元化，时常影响混凝土的拌合性能，对粉煤灰进行车检，对细度、需水量比进行检验控制；粗细骨料可以从厂家源头来控制。但原材料任何一项指标的波动，都或多或少带来混凝土的生产和施工问题。因此除了做好原材料的日常检验，往往是不够的。
关键词：混凝土外加剂；水泥；相容性
1、什么是混凝土外加剂与水泥的相容性
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按规定可以使用该品种外加剂的水泥所配的混凝土中，若能产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂是相容的，反之，如果不能产生应有的效果，则该水泥与此种外加剂之间存在不相容性。混凝土外加剂与水泥不相容给混凝土工程带来的质量问题主要表现在以下几个方面：①预拌混凝土在搅拌过程中出现不正常的凝结，影响混凝土的均匀性；②混凝土泌水、离析、分层现象比较严重，致使混凝土质量明显降低；③新拌制的混凝土坍落度损失快，影响混凝土的浇筑和振捣；④施工时，混凝土硬化以后强度出现明显下降，达不到质量要求，造成经济损失；⑤混凝土的抗渗性和耐久性明显降低，收缩性加大，给混凝土的后期使用带来诸多不便；⑥大体积混凝土存在裂缝，致使工程质量受到较大影响；因此混凝土外加剂与水泥相容与否至关重要。本文根据GB50119-2013《混凝土外加剂应用技术规范》的附录A进行试验。单种外加剂与三种水泥的相容性试验，对混凝土外加剂与水泥的相容性进行初步探讨。预拌混凝土中普遍用到的是减水剂。
2、影响混凝土外加剂与水泥相容性的因素
2.1 外加剂方面的因素
首先，在混凝土外加剂中，萘系高效减水济的应用是目前占比较多的品种之一。而这种外加剂的主要成份是工业萘。一般来说，工业萘的种类和纯度不同都会直接影响减水剂的应用效果。如果工业萘在减水剂生产过程中所产生的磺化程度高，则就会产生更多的硫酸基磺化物，水溶性也会越好[1]。因此来说，萘系减水剂的水分子聚合度越高，对混凝土塑性效果越好。另外，减水剂的生成状态对水泥的塑性效果也有着关键性的影响，一般来说，萘系减水剂的聚合度保持在 10 个左右是最佳的效果，而硫酸钠含量对外加剂适应性能有较大影响，如果在混凝土外加剂生产中对材料的配比失去平衡，则会直接影响外加剂对水泥的分散性能。其次，相对于萘系减水剂来说，聚羧酸高效减水剂的性能会更好一些，与水泥的适应性也更好。在与水泥配比中，不仅渗量低，而且所形成的塑性效果也更明显。一般来说，相同种类的聚羧酸高效减水剂对不同的水泥所产生的相融性是不同的，这主要是与水泥的矿物质成份有关。
2.2 水泥方面的因素
首先来说，水泥的颗粒级配大小虽然对高效减水剂的饱和掺量影响不大，但如果是在水泥比表面积相同的条件下，水泥中较小颗粒的矿物质含量时，在水泥中水胶比较大或是外加剂掺量较大的条件下，就会使水泥初始的液态流动性增大，而随着水泥液态流动性的增大，水泥中所含的细小颗粒物质含量增大，会加剧水泥的流动度损失。其次，水泥颗粒表面對高效减水剂的吸附越好，则水泥的初始流动性会越强。也就是说，在掺高效减水剂的水泥中，减水剂的浓度直接关系到水泥液体初始流动性的保持效果。高效减水剂的浓度越高，混凝土外加剂与水泥的适应性越好。
3、解决措施
3.1 科学合理地设计混凝土配合比
混凝土配合比对水泥与外加剂相容性的影响很大，尤其要注意以下几点：（1）正确使用保罗米公式，严格按公式选取水灰比和水泥用量，按混凝土的性能要求设计配合比。（2）砂率对混凝土的流动性影响很大，砂率过大会使混凝土的流动性降低，使坍落度损失过快。（3）粗骨料的形状、吸水量、颗粒级配，对混凝土流动性、粘聚性、保水性以及密实性等的影响很大。（4）降低水灰比可以提高混凝土的强度，通过试验可以找到一个水灰比的最佳值，从而使混凝土的各项性能得到改善，同时使水泥水化时有足够量的水溶解石膏，保证硫酸根离子的浓度，改善外加剂与水泥的相容性。
3.2 在混凝土配比中根据实际的施工需求增加外加剂的掺入量
利用外加剂的富余含量来提高混凝土外加剂与水泥的适应能力。同时，在混凝土搅拌中要改变外加剂的掺入时间，严格按照需求在规定的时间内完成外加剂的掺入工作，并且与此同时进行利用滞水法和后掺法措施增强外加剂的可塑性。另外，在混凝土搅拌中，尽可能选择多种外加剂复配，因为不同种类的外加剂与高效减水剂的反应不同，多种外加剂同时使用可以起到取长补短的作用。并且由不同种类外加剂所释放出的分子结构相融合，会使混凝土的性能得到大幅度的提高。
3.3复合外加剂的运用
复合外加剂运用越来越广，需要进行水泥和复合外加剂的相容性试验，通过曲线的方式，确定外加剂最佳的掺量，再进行适配混凝土。
4、结束语
通过混凝土外加剂和水泥的相容性试验，对选择最佳品牌掺量的外加剂和对应品牌水泥进行混凝土生产具有一定的指导意义，从而减少或避免一些不必要的混凝土质量和施工问题。此试验材料用量少，试验操作简单，在混凝土拌合中综合了掺合料、骨料的影响因素，减少了混凝土配合比拌合中多因素影响的考虑。混凝土外加剂在工程中的应用越来越受到重视，外加剂的添加对改善混凝土的性能起到一定的作用，所以对外加剂相容性问题的研究，对预拌混凝土行业受益多多。
参考文献：
[1] 巩立华，刘艳新. 混凝土外加剂相容性与水泥相容性的探讨[J]. 建材技术与应用，2013（6）：34-35.
[2] 刘捷.外加剂在水泥混凝土路面中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2010，05：117-120.