馬玉濤，馬軍委

(光明鐵道控股有限公司，浙江 衢州 324400)

0 前 言

在預拌高強混凝土的過程中，水泥、減水劑是必不可少的組成材料之一，目前市面上常用的減水劑是聚羧酸系高性能減水劑(以下簡稱減水劑)。在預拌混凝土時水泥與減水劑適應性顯得尤為重要。水泥與減水劑適應性一直是混凝土行業(yè)、水泥行業(yè)一直重視的問題之一，水泥與減水劑適應性的好壞也會影響到預拌混凝土的質量，因此，提高和確保水泥與減水劑適應性極其重要，本文主要對水泥與減水劑適應性的影響因素進行分析。

1 聚羧酸系高性能減水劑的優(yōu)點

目前市面上減水劑多種多樣，一般分為普通減水劑、高效減水劑、高性能減水劑這三個檔次，在高強混凝土攪拌過程中常運用的是聚羧酸系高性能減水劑，高性能減水劑的應用，能夠提高混凝土的強度和耐久性，具有獨特的技術和高效的性價比。聚羧酸減水劑作為新型高性能減水劑的代表，具有減水率高、適應性好等優(yōu)點，能增強混凝土的性能，同時對于混凝土的收縮問題也能有效解決，最重要一點是聚羧酸減水劑屬于綠色材料，環(huán)保性好，適應當前建筑行業(yè)的發(fā)展和需求。

2 水泥與聚羧酸系高性能減水劑適應性差的影響

在運用同一種減水劑和配合比的情況下，由于水泥性能的不同會導致其適應性發(fā)生較大變化，例如減水劑應用于某批次水泥時取得的效果較好，但是當將減水劑應用到另一批次時其適用性出現(xiàn)問題，導致預拌混凝土的流動性能差，坍落度等無法滿足設計要求。一般情況下，減水劑和水泥適應性較差時會導致混凝土出現(xiàn)以下情況：混凝土出現(xiàn)物料相互分離、泌水、分層現(xiàn)象；坍落度無法滿足相應要求，損失比較快；混凝土凝結出現(xiàn)反常、強度和耐久性出現(xiàn)問題，還會導致混凝土出現(xiàn)溫度裂痕等。

3 水泥與聚羧酸系高性能減水劑適應性的影響因素

3.1 水泥礦物組成

水泥的主要礦物成分有硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣，不同水泥礦物成分對減水劑的吸附能力造成不一樣的影響。研究表明，相對于硅酸鹽礦物而言，鋁酸鹽礦物成分對于減水劑的吸附能力更強，因此，也導致其與減水劑的適應性變差，如若水泥中鋁酸三鈣含量高，會影響到硅酸三鈣和硅酸二鈣對聚羧酸系高性能減水劑的吸附能力，另外鋁酸三鈣的水化熱大，導致水化反應速率增快，造成坍落度損失，進而在選擇水泥熟料礦物時，對于鋁酸三鈣的含量一定要嚴加控制，避免鋁酸三鈣影響到水泥與減水劑的適應性。

3.2 水泥新鮮度

水泥存放時間、存放環(huán)境的溫度等都會影響到水泥新鮮度。剛出廠的水泥新鮮度高、干燥、溫度高、正電性強，對減水劑的吸附力較強，因此，這個時間段的水泥需水量大、坍落度損失快、易于迅速凝結，加上這個階段水泥在磨細的過程中由于磨機溫度高，導致水泥內的石膏組分易出現(xiàn)失水的現(xiàn)象，因此，水泥的新鮮度會對水泥與減水劑適應性產生影響。

3.3 水泥細度

水泥的細度也是影響水泥與減水劑適應性的主要因素之一，水泥細度的提高能提高水泥的強度，因此，一部分廠家不擇手段提高水泥細度，但是水泥細度會影響到水泥的比表面積、外加劑使用量、絮凝作用、吸附能力等，例如水泥細度增大時，會導致水泥的比表面積增大，分散水泥分子時所需要的減水劑用量增加，水泥顆粒對于減水劑分子的吸附力變強，這一系列變化會影響到水泥與減水劑的適應性(如表1所示)。

表1 水泥細度對減水劑用量的影響

3.4 水泥堿含量

堿含量主要指的是水泥中堿物質的含量，水泥堿物質主要是為了幫助鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣的溶出，提高水泥顆粒對于減水劑的吸附能力，簡而言之減水劑的塑化效果會隨著水泥中堿含量的增加而變差，同時也會導致混凝土凝結時間出現(xiàn)異常、加速坍落度損失等問題(如表2所示)。因此，水泥中如若堿物質含量增大，會導致水泥和與減水劑適應性變差，致使混凝土的塑化變快，導致混凝土強度出現(xiàn)嚴重損失，同時對混凝土的質量和施工都造成危害，還會導致水泥凝結時間出現(xiàn)異常，混凝土早期強度偏低，因此控制好水泥中堿物質的含量，能有效把控水泥與減水劑的適應性。

表2 水泥堿含量占減水劑加適用性情況

3.5 水泥調凝組分(石膏)

一般在進行粉磨水泥熟料時，需要加入一定含量的石膏，作為調節(jié)水泥和混凝土凝結時間的外加劑，石膏的添加能夠提高水泥和混凝土的工作性能。一般所添加的石膏分為無水石膏、半水石膏和二水石膏，這三者共同存在水泥之中，其中無水石膏的吸附能力最強，二水石膏的吸附能力最弱。因此，水泥之中石膏的組分比例也會成為影響水泥與減水劑適應性的因素。由于水泥在生產過程中，會使得水泥磨機溫度增加，因而導致水泥中所添加的二水石膏出現(xiàn)失水現(xiàn)象，導致其變成無水石膏或者半水石膏，導致其吸附能力變強，也導致水泥與減水劑適應性發(fā)生變化。另外，水泥中調凝組分的摻入量也會影響到水泥與減水劑適應性，當所添加的石膏含量不足時，會導致石膏在水泥中不能完全溶解，導致石膏本身的作用無法發(fā)揮出現(xiàn)，導致水泥不能緩凝，致使水泥出現(xiàn)快速凝結現(xiàn)象；當所添加的石膏含量過多時，會導致水泥的凝結時間變得過于緩慢，致使混凝土強度受到影響，總而言之水泥調凝組分(石膏)也是影響水泥與減水劑適應性的重要因素之一。

3.6 混合材料種類

水泥與減水劑適應性還會受到混合材料種類、摻入量、細度等方面的影響，當水泥中摻入礦渣等混凝材料時，水泥與減水劑適應性較好，但是如果水泥中摻入煤灰質等混合材料時，水泥與減水劑適應性較差。另外不同規(guī)格的粉煤灰對于水泥與減水劑適應性的影響效果也不一致，當粉煤灰中富含球狀玻璃體時，會影響減水劑的吸附量，使吸附量變小，粉煤灰中含碳量較高時，會導致水泥與減水劑適應性較差。

3.7 混凝土其他成分

在混凝土預拌過程中，除了添加水泥、減水劑等外，還需要添加其他成分，比如粗骨料、細骨料、摻合料等材料，確保所有材料之間有合理的搭配，因此，混凝土中所添加的粗骨料、細骨料、摻合料等材料也會影響到水泥與減水劑適應性。

3.7.1 粗骨料

混凝土的和易性會受到粗骨料的影響，當粗骨料的級配良好時，能提高水泥與減水劑適應性，同時粗骨料的顆粒形狀和顆粒粒徑都是影響其適應性的關鍵因素。另外當針片狀材料所占比重較低時，不會對混凝土的坍落度和流動度產生不利影響，但當針片狀石子含量較高時，則會影響到水泥與減水劑適應性，同時也對混凝土的強度造成不利影響。

3.7.2 細骨料

混凝土的細骨料主要是看砂子的細度，如若砂子過細會導致混凝土黏度增大，導致其比表面積增加，影響減水劑的吸附能力，使得水泥與減水劑適應性變差；如若砂子過于粗會導致混凝土包裹性達不到設計要求，使得混凝土出現(xiàn)離析問題。另外，砂子的含泥量也是影響到水泥與減水劑適應性的關鍵因素之一，含泥量過高會降低水泥與減水劑適應性。

3.7.3 摻合料

水泥含量過高會導致混凝土出現(xiàn)水化熱現(xiàn)象，因此在預拌混凝土時常會選擇適宜材料替代水泥，例如常見的粉煤灰、礦灰等，不僅能夠節(jié)約施工成本，而且能提高混凝土的性能。但是粉煤灰、礦灰等摻合料的細度也成為影響水泥與減水劑適應性的一大因素，當摻合料的細度過于細時，會增加減水劑的吸附能力，當摻合料過粗時，會導致混凝土內部填充不充實，對于混凝土的工作性能產生不良影響。

4 水泥與聚羧酸系高性能減水劑適應性的改善措施

4.1 穩(wěn)定水泥質量

1)在配料過程中要嚴格控制水泥礦物組成，特別是需要控制好鋁酸三鈣的含量，本次對鋁酸三鈣含量進行實驗，通過實驗發(fā)現(xiàn)，當鋁酸三鈣含量從8.5%逐漸下降至6.6%時，水泥與減水劑的適應性明顯發(fā)生改變，可以看出水泥凈漿流動度損失減小，同時初始流動度得到降低，在鋁酸三鈣含量降低的60 min內表現(xiàn)最為明顯，因此，需將水泥中鋁酸三鈣的含量控制在7%左右。如若發(fā)現(xiàn)鋁酸三鈣的含量過高時，一定要做出相應的調整措施，例如采取后摻法，一定程度上提高減水劑的添加劑量。

2)在使用水泥過程中，如若發(fā)現(xiàn)水泥溫度過高，要避免馬上使用該水泥，應將水泥放置一段時間，待溫度降低后再進行使用，最好是將放置時間控制在一天左右，有效避免影響水泥與減水劑適應性。

3)控制好水泥細度。在生產水泥時最關鍵的一步是控制好水泥細度，常用的水泥細度控制方法有比表面積控制法，確保水泥的細度處于可控范圍內，保證水泥的顆粒配比科學合理。

4)確保水泥中的堿物質適中。在實際預拌混凝土過程中，要嚴格控制好水泥中的堿物質，保證堿物質的含量處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)研究表明水泥中堿物質含量控制在0.4%～0.8%時，不會對水泥與減水劑適應性造成較大的影響，但是我國規(guī)定低堿水泥中的堿物質含量不得超過0.6%，因此，為了提高水泥與減水劑適應性，應將堿物質含量控制在0.4%～0.6%。

5)控制石膏的品種和摻入量。在水泥生產過程中添加石膏不僅可以節(jié)省其生產成本，而且不會對水泥性能造成影響，但是要注意所添加的石膏，應選用彈性較大的石膏，確保無水石膏、半水石膏、二水石膏的摻入能符合設計要求。

6)控制好混合材料的種類和摻入量。在摻入不同種類的混合材料時，首先需要控制材料本身的質量，確保不同種類的混合材料摻入時處于均勻狀態(tài)。

4.2 調整好混凝土配比

在預拌混凝土時需要根據(jù)運輸距離來調整混凝土配合比，例如在運輸較遠距離的混凝土時，加上初始坍落度比較大、坍落度損失速度較快，如若只是調整外加劑的摻入量和摻入手段是無法解決問題的，這時就需要調整好混凝土配比，在保證原本坍落度設計值的基礎上，可以適當增加混凝土的首次坍落度，以此解決問題。

4.3 調整好減水劑的復配配方

當增加或者降低現(xiàn)有的減水劑摻量，都無法改善混凝土的工作性能時，就需要對減水劑的復配配方進行相應調整，通過更改母液、更改緩凝劑、引氣劑種類等來調整減水劑的復配配方，以此提高水泥與減水劑適應性，確?；炷恋墓ぷ餍阅苓_到設計要求。

4.4 其他措施

要選擇合適的細骨料和粗骨料，并且對其進行適當?shù)那逑?，確保含泥量符合設計要求；改進和完善水泥生產技術，生產出與減水劑相適應的低熱水泥、低堿水泥、細度級配化水泥等；在滿足技術規(guī)范和設計要求的基礎上，盡量選擇燒失量較小的摻合料，當需要選擇兩種及其以上的摻合料時，要減少使用影響減水劑適應性的摻合料。

5 結束語

礦物組成、水泥溫度、水泥新鮮度、水泥細度、水泥堿含量、混合材料種類等都會對水泥與減水劑適應性造成影響，通過詳細分析每個因素對水泥與減水劑適應性的影響情況，對提高混凝土性能提供參考?？偠灾?，在預拌混凝土時，要注意好水泥的物理性能、化學性能，注重減水劑的選擇和配制，同時還需要注重混凝土的其他組成部分，例如粗骨料、細骨料、摻合料等，通過多方面的控制和改善來提高水泥與減水劑適應性，確?；炷列阅芊显O計要求，提高其施工質量。

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