外加劑在混凝土中相容性差的表現(xiàn)：

（1）出不了機(jī)：干澀、豆渣狀，混凝土干硬，出機(jī)混凝土無流動性；

（2）出機(jī)損失：初始粘稠，5 分鐘內(nèi)流動消失；

（3）保不?。撼跏紶顟B(tài)極好，15 分鐘流動消失；

（4）坍損快：嚴(yán)重泌水，高減水，但損失還快，1 小時流動損失；

（5）混凝土粘聚狀態(tài)差：大流動性混凝土露石，離析、泌水，扒底粘罐；低流動性混凝土漿體不粘，發(fā)散、發(fā)澀，包裹性差；

（6）敏感：使用適應(yīng)性特別好的水泥及水洗砂石，外加劑摻量低時，混凝土流動性損失過快；增加摻量后又出現(xiàn)泌水；

（7）流動性隨時間增大：混凝土出機(jī)正好，到現(xiàn)場流動性增大，成型以后有局部離析、泌水、砂線現(xiàn)象，出現(xiàn)裂紋及影響外觀問題。

1影響外加劑適應(yīng)性的因素

影響外加劑適應(yīng)性的因素有很多，從大的方向上看可分為外加劑自身因素、膠材及骨料的影響。

1.1 外加劑

外加劑母料及復(fù)配的緩凝組分的質(zhì)量是外加劑復(fù)配的前提和保障，因此首先要保證母料及復(fù)配材料的質(zhì)量。外加劑原材料應(yīng)選擇生產(chǎn)規(guī)模大的廠家，生產(chǎn)規(guī)模大的廠家有相應(yīng)的質(zhì)量管理體系和專業(yè)人員，相對來說生產(chǎn)的母料質(zhì)量較好且穩(wěn)定，而一些小廠對原料及生產(chǎn)的管理跟不上，產(chǎn)品波動較大。更有一些小廠受利益驅(qū)動，在母料中加入了低價的木質(zhì)素類成分，給后期的復(fù)配工作帶來很多不便。如湖北某廠的萘系外加劑中加入了約 10％的草漿木鈉，在某工地試驗(yàn)時拌合出來的混凝土出現(xiàn)瞬間損失；凈漿試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不論用何種原料復(fù)配均出現(xiàn)了初始凈漿流動度小于 170mm，且 5 分鐘左右流動性急劇下降，同時伴有漿體發(fā)熱（溫升達(dá) 3℃）。而換用另一廠家萘系產(chǎn)品稍微調(diào)整復(fù)配組分后情況得到了顯著改善，混凝土的經(jīng)時損失也滿足了要求。事后證明此水泥中使用了一部分的硬石膏，由于木質(zhì)素類被硬石膏快速吸附將石膏包裹起來，從而無法提供水泥漿體所需的 SO42-，造成了C3A 的快速水化而發(fā)熱，且漿體迅速失去流動性。另外，一些葡萄糖酸鈉中被加入了硫酸鈉等成分。

1.2 水泥

外加劑在混凝土中的相容性主要取決于水泥礦物組成（主要是 C3A、C3S）、可溶 SO3 和堿含量。C3A 在水泥水化的過程中，是水化速度最快的礦物成分，在沒有 SO3 存在的情況下，可以瞬間水化。水泥中石膏的摻入，石膏與 C3A 反應(yīng)生成 AFt（鈣礬石）包裹在 C3A 的表面，阻止 C3A 的進(jìn)一步水化；水泥漿體中的堿可以促進(jìn) C3A 的溶出，降低 SO3 的溶解，增加溶液中 C3A 的數(shù)量，使水化速度加快，堿又能突破石膏與 C3A 反應(yīng)生成 AFt（鈣礬石）包裹在 C3A 的表面膜，使被 AFt（鈣礬石）包裹的 C3A 繼續(xù)水化。水泥中的 SO3過少，不能阻止 C3A 的水化；SO3 過多，石膏沉淀會導(dǎo)致假凝。應(yīng)當(dāng)注意的是水泥中的堿與 Na2SO4 的堿對減水劑的作用是不一樣的，Na2SO4 中的堿對減水劑相容性的影響要比水泥中的堿對減水劑相容性影響小的多。因此，水泥中的 C3A、SO3 及堿三者的平衡對水泥與外加劑的相容性有十分重要的作用。凡是打破三者平衡的因素，都會影響到外加劑在混凝土中的相容性。

比表面積過大，溫度過高的新鮮水泥及 C3A 含量高的水泥，這些因素都改變水泥水化的速率，使 C3A、SO3、堿三者的平衡遭到破壞。石膏的種類、細(xì)度、用量等因素都會使水泥中的 SO3 溶解度不足，不能有效阻止水泥 C3A 的水化。當(dāng)水泥粉磨溫度過高，二水石膏會部分轉(zhuǎn)化為溶解度最快的半水石膏，使水泥漿體中的 SO42- 迅速增加引起石膏沉淀，加速生成鈣礬石，宏觀表現(xiàn)“假凝”。

1.3 礦物摻合料

單摻礦粉會使混凝土的粘聚性提高，凝結(jié)時間有所延長，泌水量有增大的跡象。全摻普通粉煤灰需要增加用水量，而且凝結(jié)時間長，但可以抑制泌水；而優(yōu)質(zhì)粉煤灰可以降低減水劑用量，如果摻的是統(tǒng)灰，因其中含一部分三級灰，則往往就是使高效減水劑“失效”的主要原因。摻合料細(xì)度很關(guān)鍵，料粗不但會使混凝土泌水，甚至?xí)固涠葥p失變大。粉煤灰的燒失量、礦渣粉中摻石粉的數(shù)量，會直接影響外加劑尤其是高效減水劑和緩凝劑對水泥的適應(yīng)性。

1.4 骨料

粗細(xì)骨料的形態(tài)影響混凝土的流動性及和易性。片針狀較多的粗骨料對流動性影響明顯，而砂的級配不好，如較多的粗顆粒會引起混凝土離析、泌水，過多的細(xì)顆粒則增加用水量及外加劑用量，混凝土拌合物較粘。

在人工砂中保留 9%～12% 的石粉，最適宜改善混凝土的和易性，低等級混凝土中特別明顯。但不同強(qiáng)度等級機(jī)制砂混凝土對應(yīng)最佳石粉含量不同。石粉含量控制在 8%～10% 時，對各種強(qiáng)度要求的混凝土都能起好的作用，關(guān)鍵在于控制好亞甲藍(lán) MB 值，使用亞甲藍(lán) MB 值小于 0.5 的石粉，效果較好。

對于羧酸鹽類減水劑，當(dāng)骨料中帶入的泥量達(dá) 2% 以上時，對外加劑的作用開始出現(xiàn)明顯影響；當(dāng)含泥量達(dá) 3% 時，坍落度為正常條件下的 40%；當(dāng)泥含量為 5% 以上時，基本無坍落度。即便通過增加摻量及用水量的辦法來提高初始坍落度，但其損失也是極快的，基本上不過 15 分鐘坍落度損失過半。因此在原材料含泥量高時，盡量使用對泥含量敏感性小的萘系或脂肪族類減水劑。

2 混凝土與外加劑相容性分步調(diào)整

2.1 第一步凈漿試驗(yàn)

2.1.1 調(diào)整水泥凈漿初始流動度

在水泥凈漿實(shí)驗(yàn)時，我們只使用水泥和減水劑母液進(jìn)行試驗(yàn)，觀察水泥與減水劑的相容性。根據(jù) GB/T8077—2000 進(jìn)行水泥與減水劑凈漿試驗(yàn)，水泥 300g；水 87g：萘系、脂肪族類摻量（折固）0.6% 左右，流動度能達(dá)到 220mm 左右，20% 羧酸類 0.4%～0.6% 摻量時流動度達(dá) 250mm；且漿體有光澤視為正常情況，此種水泥適應(yīng)性較好，可以直接進(jìn)行下一步保坍試驗(yàn)。

對于在上述試驗(yàn)方法的情況下，流動度小于 140mm時，可以適當(dāng)提高外加劑的摻量使初始流動度達(dá)到 160～180mm 左右；若萘系 1.0%（折固）、脂肪族類 0.8%（折固）以上，如果凈漿流動度仍低于 160mm，或 20% 羧酸類 0.8%～1.2% 以上時流動度低于 220mm；就應(yīng)提高用水量至 105g 再次試驗(yàn)，一般情況下我們調(diào)整到合適的摻量后，流動度最好能達(dá)到 180mm（羧酸類達(dá)到 220mm）以上。如果用提高減水劑摻量的辦法還達(dá)不到上述結(jié)果，將凈漿用水量調(diào)整到 105g 來調(diào)整凈漿流動度到 180mm 以上。

我們通過提高用水量或提高減水劑摻量的方法將凈漿流動度調(diào)整到 180mm 以上，再用增減外加劑中 pH 值及硫含量的辦法調(diào)節(jié) C3A、SO3 與堿三者平衡關(guān)系，來調(diào)整水泥與減水劑的相容性，水泥中的堿、硫酸鹽化程度亦即熟料塑化度應(yīng)在合適的范圍,堿含量過大會導(dǎo)致混凝土的凝結(jié)時間縮短和坍落度經(jīng)時損失變大?？扇苄詨A的最佳值為 0.4%～0.5% Na2O 當(dāng)量，低于最佳值時加入 Na2SO4，水泥流動性會顯著增加。熟料塑化度 SD 值計算式為：SD＝SO3/(1.292Na2O＋0.85K2O)；SD 值范圍是 40%～200%，偏低也就是三氧化硫少了，要在外加劑中補(bǔ)充相應(yīng)的硫酸鹽，偏高即是三氧化硫多了，應(yīng)當(dāng)把外加劑 pH 值略微調(diào)高。將凈漿流動度調(diào)整到180mm 以上是為了方便觀察 C3A、SO3 與堿三者平衡的調(diào)整情況，便于調(diào)整復(fù)配方案。

如山東山水 P·O42.5 水泥，脂肪族減水劑母液摻量 1.5%時（300g 水泥、105g 水），流動度 140mm，增加摻量至 2.0% 時流動度為 180mm。在此基礎(chǔ)上用調(diào)節(jié) C3A、SO3與堿三者平衡關(guān)系的方法進(jìn)行調(diào)整后，摻量 1.5% 流動度為 280mm 以上（泌水嚴(yán)重），減摻量至 1.1% 后流動度仍達(dá)250mm。用調(diào)節(jié) C3A、SO3 與堿三者平衡關(guān)系的方法進(jìn)行調(diào)整，其凈漿和混凝土的損失都容易控制。

需要注意的是，初始水泥凈漿流動性試驗(yàn)時，應(yīng)該用母料或母液，而不加入其它復(fù)配組分，以免干擾分析結(jié)論。

2.1.2 調(diào)整復(fù)配組分初步控制凈漿流動度損失

初始流動度出來后，我們就可以調(diào)整緩凝保塑組分控制一小時的凈漿流動度損失，初步找出一種到兩種較好的復(fù)配組分。

這一步只需找出哪些復(fù)配方案的流動性損失最小即可，在這個階段并不要求流動度最大、一個小時不損失，只要考慮使用哪些原料有明顯的改善作用即可。

復(fù)配時最好不宜使用過多的緩凝組分，一般二元的緩凝組分已足夠，過多的緩凝組分一是難以把控，另外還給生產(chǎn)組織及管理增加難度。筆者常用的羥基羧酸鹽與多元磷酸鹽的二元復(fù)合對于解決一般的坍落度損失已經(jīng)夠用了。

關(guān)于緩凝保塑組分應(yīng)用的一些經(jīng)驗(yàn)是：硅酸三鈣礦物多的水泥宜使用葡萄糖酸鈉和其他羥基羧酸鹽，使用聚磷酸鹽特別是六偏磷酸鈉及三聚磷酸鈉等。鋁酸鹽礦物多的水泥除了選擇葡萄糖酸鈉之外，還必須復(fù)配一些輔助成分如三聚磷酸鈉等。另外加入單糖對葡鈉有一定的增效作用。

泥中添加一定數(shù)量葡萄糖酸鈉后，可增加混凝土的可塑性和強(qiáng)度，且有阻滯作用，即推遲混凝土的最初與最終凝固時期，例如添加0.15%的葡萄糖酸鈉,可將 混凝土的初凝 固時間延長10倍以上,也就是將混凝土的可塑時間從幾小時延長至幾天,而不影響其牢 度。可塑性與延緩最初凝固時間在混凝土作業(yè)中是非常重要的問題，如在高溫度季節(jié)施工及大型的工程作業(yè)中，延緩最初凝固時間則是個難題，葡萄糖酸鈉可圓滿解 決這個問題。另外高溫時膠接油井是比較困難的，添加了葡萄糖酸鈉后的混凝土在高溫下，在幾個小時內(nèi)可塑，因此也能圓滿解決上述問題。

2.1.3 檢測摻合料的影響

選擇其中一至兩個較好的復(fù)配方案，然后按混凝土中水泥、粉煤灰、礦粉的比例配成 300g 膠材，按同樣的方法再次試驗(yàn)，觀察初始的凈漿流動度及損失與全部用水泥時的差別，正常情況下初始流動度會增加且損失會減少，如果發(fā)現(xiàn)加入膠材后初始流動度及損失明顯變差，那應(yīng)確認(rèn)是哪種材料有問題，一般情況是粉煤灰的問題占多數(shù)。

通過以上的試驗(yàn)，我們基本上可確認(rèn)出一個初步的配方了。但具體的配方調(diào)整還應(yīng)在混凝土中完成。

2.2 第二步混凝土試驗(yàn)

在混凝土試驗(yàn)開始前應(yīng)對所用的原材料進(jìn)行檢測，如粗骨料的級配情況、片針狀含量、砂的模數(shù)級配、砂中細(xì)粉料的含量、砂石中的含泥量及機(jī)制砂中石粉含量等。條件實(shí)在不具備時也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對材料進(jìn)行目測，一是看砂的級配及細(xì)粉料多少；二是目測含泥量的多少。對于含泥量高的骨料應(yīng)盡量避免使用羧酸類的減水劑，聚羧酸減水劑對含泥量的敏感度遠(yuǎn)高于萘系和脂肪族類減水劑。

在以上試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行一次混凝土的初拌，通過觀察混凝土出現(xiàn)的性狀來進(jìn)行相對應(yīng)的調(diào)整。

初始坍落度和流動擴(kuò)展度不滿足設(shè)計要求，且適當(dāng)提高外加劑摻量 10%（相對量）后仍然不理想時，首先要考慮混凝土配合比是否合理。若是由于骨料的級配及砂中所含細(xì)粉料的變化，使得混凝土的砂率及用水量不在合理的范圍內(nèi)了，這時就應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整混凝土的配合比。

其次，細(xì)度過大的水泥也會出現(xiàn)初始狀態(tài)不理想的情況，通過增加用水量或提高外加劑的量效果也不會太理想，這種情況與凈漿的表現(xiàn)基本一致。我們只能采取變通的辦法來處理：即一方面外加劑主劑中加入容易泌水的胺基或脂肪族類減水劑，在緩凝滿足要求的前提下適當(dāng)提高葡萄糖酸鈉用量；另一方面是在配合比設(shè)計上讓混凝土初始狀態(tài)出現(xiàn)泌水。另外換用聚羧酸鹽類減水劑也可能會有明顯的改善?？傊?，混凝土試驗(yàn)的先決條件是必需使初始坍落度和流動擴(kuò)展度不滿足設(shè)計要求，否則控制混凝土坍落度損失的工作無從談起。

2.3 第三步優(yōu)化復(fù)配方案

2.3.1 調(diào)整輔助成分用量

在前面的試驗(yàn)中，我們通過調(diào)整混凝土的配合比初步調(diào)整了拌合物的和易性。如果因?yàn)樵系脑蛟斐苫炷岭x析、泌水時，我們可以通過摻用一些外加劑的組分來進(jìn)行調(diào)整。加入糊精、纖維素、酰胺等保水組分來減少泌水、離析。加入適量優(yōu)質(zhì)引氣組分對減少泌水、離析也有較好的作用，同時引氣劑的加入對改善坍落度損失也有很好的效果，尤其是羧酸類減水劑中加入引氣組分后，它的保坍效果有時遠(yuǎn)好于加入緩凝劑的效果。

2.3.2 優(yōu)化緩凝劑組分滿足保坍及凝結(jié)時間要求

在以上試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)下調(diào)母料的用量、微調(diào)緩凝劑的用量與比例，在滿足凝結(jié)時間要求的前提下，降低成本，以達(dá)到復(fù)配方案有較好的性價比。由于保水組分及引氣組分的加入對減小混凝土的坍損一般有好的輔助作用，因此可以適當(dāng)降低母料的用量。但是使用羧酸類減水劑時，筆者建議在進(jìn)行混凝土初調(diào)時就加入，這是因?yàn)橐龤饨M分在羧酸類減水劑中的輔助效果有些遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于一些常用的緩凝保坍組分。

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