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关于混凝土外加剂应用基本知识
浏览次数：7635 次 日期：2012/4/25
一：外加剂|聚羧酸减水剂和萘系减水剂有什么区别？
聚羧酸外加剂和萘系减水剂的减水机理不同，聚羧酸减水剂以空间位阻斥力为主，后者以静电斥力为主，前者除了有空间位阻斥力还有较强的引气隔离“滚珠”效应和降低固液界面能效应；后者以静电斥力效应为主，基本没有其他对减水有利的效应。前者掺量很低，固体掺量为0.05％～0.3％之间， 减水率达25％~35％，最高可达40％ ；后者掺量为0.3％～1.5％，最佳掺量为0.5％～1.0％，减水率在15％～30％之间。
综合起来，聚羧酸减水剂保塑性强，能有用地节制坍落度经时损掉， 而对混凝土硬化影响不大，增强效果好，并且具有抗缩性，PC100聚羧酸高效减水剂可以更有用地提高混凝土的抗渗性、抗冻性，因此比其他高效减水剂可以更大地进步混凝土的耐久性。
二：水泥细度对聚羧酸减水剂的影响
因为越来越多的水泥企业在水泥生产过程中采用助磨剂,或者为提高混合材的活性而采用各种化学激发剂.水泥企业间的兼并和重组使得不同生产厂家以同一品牌面市,这就使外加剂跟水泥的相适应带来不定的因素。.
2.1：由聚羧酸复配而成的高性能减水剂,其在混凝土中的减水率与净浆流动度、砂浆减水率之间的关系不密切,所以,《GB8706-2008混凝土外加剂》标准修订时已明确将净浆流动度和砂浆减水率的试验方法删除.
2.2：选择两种或两种以上的聚羧酸减水剂复配,在减水率,凝结时间,保坍性能方面使之优缺点相互互补,可得到性能全面的聚羧酸高性能减水剂.
2.3：在中低标号砼中使用聚羧酸减水剂，即使降低掺量，也可比萘系减水率高，根据水胶比的关系，用水量减小，理论上水泥用量会大大减少。但砼总浆量减少会影响混凝土的工作性能，应适当调整粉煤灰等矿物掺和料和砂率大小。
三：水泥矿物组份与化学成份的影响
水泥胶结料的矿物成份和化学成份对外加剂吸附量的多少，对于流动性及强度增长有很大的影响。外加剂吸附量越少的水泥浆体的流动度值越大。
四：水泥细度与颗粒形状的影响
为满足水泥新标准的强度要求，提高水泥细度是最有效的办法，但水泥过细，表面积增加，需水量大，更加降低了液相中残留外加剂的浓度，增加了液体粘度，塑化效果变差，混凝土塌落度损失更快；水泥过细水化速度快，水化热高，容易产生裂缝。
五：掺合料的影响
根据国家标准，允许在水泥中掺入一定量的掺合料，常用的掺合料有水淬高炉矿渣、粉煤灰、沸石粉、火山灰、煤碱石等，由于掺合料的性能不同，也会影响外加剂对水泥的适应性，火山灰、煤碱石最差。
六：碱含量的影响
水泥中的碱主要来源于所用的原材料，特别是石灰和粘土。含碱量越低，相容性越好，高含碱量则会加速水泥的早期水化速率，导致需水量增大并且加快工作度损失，塑性效果变差。
七：新鲜水泥存放时间与温度的影响
由于新鲜水泥干燥度高，而且温度相当高（80℃~90℃），早期水化快、水化时发热量大，所以需水量大，而且对外加剂的吸附量也大。在外加剂已供施工现场的情况下，可通过调整掺量来解决新鲜水泥与外加剂不兼容的问题，其调整幅度视水泥新鲜的程度和对外加剂的适应性而定。
八：大剂量高效减水剂对新拌混凝土稳定性的影响
研究与应用的实践表明：大掺量高效减水剂使混凝土在水胶比很低的条件下，仍能具有较大的流动性，可以成型密实，生产强度与耐久性良好的高强和高性能混凝土。每一种高效减水剂与水泥之间的搭配，都有一相应的饱和浓度。对于大多数高效减水剂，其饱和浓度约为0.8%~1.2%。在配制高强与高性能混凝土时，要特别注意高效减水剂的适宜掺量，需要与其外加剂和矿物掺和料使用，才能获得预期的效果。
九：混凝土坍落度保持性与净浆流动度保持性关系不密切。
掺加某种泵送剂的净浆流动度在1h～2h内可以保持得很好，但混凝土坍落度损失却异常迅速，而有些泵送剂尽管在净浆中表现不是很好，但在混凝土中却有上佳表现。
十：不同厂家、不同批次的水泥、掺合料存在适应性问题。
这些年，技术人员对外加剂与水泥、掺合料的适应性问题已进行了深入研究，已经明确了以下几点：
11.1：单纯的或复配有木质素磺酸盐减水剂的泵送剂遇到以硬石膏、氟石膏等为调凝剂的水泥时，容易出现减水率低、坍落度损失快，甚至闪凝的现象；
11.2：水泥熟料中C3A的含量、碱含量，混合材种类和掺量，水泥的细度、新鲜程度等对泵送剂作用效果影响很大；
11.3：泵送剂的作用效果还依赖于掺合料的种类、表面性状和掺量等；
11.4：泵送剂的作用效果与混凝土拌合物制备时环境条件(温度、湿度等)也存在一定的关系。
11.5：水泥生产过程中面临着更多的可变因素，如助磨剂的普遍应用带来的泵送剂适应性问题，城市垃圾焚烧灰、煅烧煤矸石和偏高岭土作为混合材使用所带来的泵送剂适应性问题等，使得一种泵送剂对不同厂家、不同批次的水泥和掺合料之间产生的作用效果千差万别，严重影响了商品混凝土的质量稳定性。
十二：影响混凝土坍落度的主要因素
（1）混凝土的骨料级配。由于水和水泥对等体积的粗集料和细集料的包裹率有着很大的差别，在同等含水量的情况下，细集料混凝土坍落度远远小于粗集料混凝土坍落度。因此，骨料级配的波动，会影响混凝土的坍落度。
（2）混凝土的含水量。混凝土含水量的变化对混凝土坍落度的影响是显而易见的。由于砂中含水量变化大，混凝土搅拌时如果不考虑砂中含水量的变化，则会影响混凝土的坍落度。
（3）水泥的温度。水泥温度对混凝土坍落度的影响往往被施工人员所忽视。水泥温度高，不仅会使混凝土温度升高，而且坍落度会因水泥温度高，吸水较大而变小。
（4）计量秤的误差。水秤和水泥秤的称量偏差对混凝土坍落度的影响很大，如果水秤和水泥秤的称量偏差不稳定，坍落度则不易控制。
（5）外加剂的用量。外加剂用量的多少直接对混凝土坍落度起作用。在生产过程中，外加剂的用量应相对稳定才会起到较好的作用。
（6）水泥中石膏的脱水。水泥在粉磨过程中，由于温度升高，容易造成水泥中的二水石膏脱水变成半水石膏。半水石膏在水泥混凝土加水后，很快与水反应重新形成二水石膏，从而使混凝土的流动性下降，影响混凝土的坍落度。
（7）外加剂与水泥的适应性。混凝土外加剂的种类与水泥品种之间存在适应性问题，如果混凝土外加剂与水泥的适应性不好，会严重影响混凝土的流动性，造成混凝土的坍落度损失。
（8）水泥的粉磨细度。水泥的细度会影响水泥的标准稠度需水量。通常，水泥的比表面积越大，需水量越大。特别是掺有火山灰类混合材的水泥，往往比表面积很大，水泥标准稠度需水量很高，在混凝土水灰比相同的条件下，会使混凝土的坍落度降低。如果水泥的细度波动大，就会造成混凝土坍落度的波动。
（9）水泥凝结时间异常。在水泥熟料煅烧过程中，由于某些原因，往往会造成水泥熟料中的某些快凝矿物含量的变化，使水泥的凝结时间不正常，或波动很大（时快时慢），从而导致混凝土的坍落度变化很大。
十三：混凝土结构表面蜂窝麻面形成时原因
13.1 .混凝土含气量过大，而且引气剂质量欠佳。
13.2 .混凝土配合比不当，混凝土过于黏稠，振捣时气泡很难排出。
13.3.由于混凝土和易性较差，产生离析泌水。为了防止混凝土分层，混凝土入模后不敢充分振捣，大量的气泡排不出来，也会导致硬化混凝土结构表面出现蜂窝麻面。
十四：外加剂与水泥的不相适应性问题主要的主要因素有:
14.1：外加剂的自身的原因主要有以下几个方面: ( 1) 品种不同; ( 2) 结构官能团的不同; ( 3) 聚合度不同; ( 4) 复配组分不同。这些影响回通过不同的方式会影响与水泥的适应性。而不同厂家生产出来的外加剂也会有很多差异, 主要原因有: ( 1) 生产制作工艺; ( 2) 厂家制作过程的技术水平; ( 3)质量管理水平。因此, 不同的厂家生产出来的产品必然有差异。
14.2：水泥的矿物组成对外加剂的影响很大, 水泥的矿物组成主要有铝酸三钙(C3A)、铁铝酸四钙(C4AF)、硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)等, 不同矿物组成主要是由生产水泥的原材料和生产工艺决定的, 水泥的矿物组成中对外加剂影响因素大小依次为C3A>C4AF>C3S>C2S。C3A 水化反应快, 早期强度提高快, 需水量大, C3A 含量过高(质量分数大于8%), C3A 吸附外加剂量大, 外加剂作用损失大[2]。水泥矿物组成名称和范围见表
14.3：水泥生产最后工序需加入石膏调节凝结时间, 水泥厂家使用的调凝石膏对外加剂影响因素大小依次为硬石膏( 工业无水石膏) >半水石膏>二水石膏, 水泥厂家为节约成本往往使用工业无水石膏, 这样不影响水泥达到质量指标要求, 对普通不掺加外加剂的混凝土亦没有不良反应, 但对现代掺加外加剂的混凝土, 使用硬石膏的水泥需水量大, 吸附外加剂量大, 外加剂损失量大。硬石膏对木钙类影响更加显著, 甚至会出现急凝( 假凝) 现象。
14.4：水泥细度和颗粒级配的影响
水泥厂家常常为了达到水泥新标准要求, 提高市场竞争力, 加强研磨, 提高水泥的细度从而提高强度。水泥过细, 需水量大, 同样会吸附外加剂量更大, 外加剂损失量大; 同时过细的水泥在研磨时温度更高, 也会使更多的水合石膏分解成无水石膏, 无水石膏含量提高, 与外加剂的适应性也会变差。水泥的颗粒级配不好, 水泥净浆泌水率大的水泥与外加剂适应性较差。
14.5：水泥的碱含量
碱含量过高( 碱含量>0.8%) 的水泥或碱含量过低( 碱含量<0.5%) 的水泥, 也容易与外加剂产生不适应。水泥中碱主要来源于所用原材料, 特别是石灰和粘土。含碱量过高或过低的水泥, 在某些品种外加剂加入时, 会引起水泥中石膏溶解度变化, 使水泥矿物成分C3A 水化速率加快, 需水量增大,工作度损失也变快。这时加入可溶性Na2SO4, 能够提高其与外加剂的适应性。粉煤灰、矿粉的掺入能够与水泥的水化产物Ca(OH)2 发生二次反应,降低混凝土的碱度, 使外加剂与水泥的适应性有所改善[4]。
14.6：粉煤灰与外加剂的适应性
粉煤灰过细, 也会要多一些的外加剂分散粉煤灰颗粒;粉煤灰烧失量越大( 即含碳量越大) , 需水量越大, 对外加剂影响越大, 碳粒粗大多孔, 容易吸水, 吸附外加剂的能力强,使外加剂的掺量增加, 特别是对引气剂影响大。
14.7骨料的影响
骨料的含泥量、泥块含量大, 大量的粘土细粒会吸收更多的水份, 消耗更多外加剂, 使新拌混凝土和易性变差, 容易离析, 坍落度损失大, 还影响混凝土强度; 混凝土配合比不当, 砂率不合理, 也会增加坍落度的损失。砂率偏小, 混凝土也容易离析、爬底, 混凝土坍落度损失大; 砂率偏大, 过多的砂需要更多的水份润湿, 使混凝土坍落度变小, 也影响混凝土强度; 骨料的级配不良, 特别的缺少中间粒级的骨料, 也容易造成混凝土离析、爬底,混凝土坍落度损失大, 影响混凝土质量。
14.8解决外加剂与水泥的不相适应问题,应根据情况, 以实验为基础, 分析查找原因,调整混凝土配合比, 提高出厂坍落度, 减少坍落度损失。
通常可以调整粉煤灰用量, 提高外加剂用量,提高外加剂在混凝土中的液相残留,。