淺談混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的改善措施

張國鋒 馬中華

（東平中聯(lián)水泥有限公司，山東 泰安 271504）

0 引言

外加劑在混凝土的使用中起著非常重要的作用，即使摻量很小，產(chǎn)品的質(zhì)量也會發(fā)生很大的變化。要特別注意混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的問題，避免產(chǎn)品質(zhì)量的過差造成嚴(yán)重的施工事故。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)配比方式來制作混凝土，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失，并保證工程建設(shè)的質(zhì)量安全。在現(xiàn)代施工中水泥中加入的外加劑很少，但對水泥性能的提高有著非常明顯的作用，從而保證了混凝土性能的提高和施工質(zhì)量的提高。因此，工程企業(yè)在未來的發(fā)展中應(yīng)特別注意混凝土外加劑和水泥的適應(yīng)性，以提高施工質(zhì)量。

1 混凝土外加劑的概述

外加劑屬于表面活性劑，不僅具有吸附和分散作用，而且還有潤滑作用。在混凝土中加入外加劑除了可以減少總需水量外，而且可以提高混凝土的質(zhì)量。雖然混凝土生產(chǎn)中外加劑的選擇范圍很多，但在實(shí)踐中外加劑的種類和數(shù)量必須根據(jù)混凝土的設(shè)計要求、強(qiáng)度等級和性能來確定。在制備混凝土中加入外加劑，可以改變混凝土性能，以提高產(chǎn)品的適應(yīng)性。添加量不超過水泥量的5%，但添加外加劑可以減少水泥和水的用量，降低了生產(chǎn)成本，提高了施工質(zhì)量，縮短了施工時間。在混凝土中加入外加劑已成為優(yōu)化混合料和提高混凝土耐久性的重要措施。外加劑的應(yīng)用是獲得高性能綠色混凝土材料的重要手段。

2 混凝土外加劑對水泥的影響

2.1 減水劑對水泥的影響

減水劑會粘附在水泥表面，影響顆粒間的作用力，達(dá)到分散顆粒和塑化膠凝材料的目的。并它能使水泥顆粒表面產(chǎn)生負(fù)電位，使其產(chǎn)生一定的靜電斥力。此外，有效的脫水劑應(yīng)用會在其吸附層產(chǎn)生三維效應(yīng)，破壞水泥中的絮凝結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中的水分逐漸釋放。同時，混凝土混合物的游離水含量將逐漸增加。為了提高外加劑和水泥的適應(yīng)性，需要認(rèn)真考慮減水劑的用量、性能等因素。

2.2 緩凝劑對水泥的影響

緩凝劑可以延緩水化反應(yīng)，延長混凝土的凝結(jié)時間，保持混凝土的高塑性。具有較高的應(yīng)用價值和良好的應(yīng)用效果。從化學(xué)的角度來看，緩凝劑主要分為無機(jī)緩凝劑和有機(jī)緩凝劑。有機(jī)緩凝劑非常有活性，主要依附在顆粒或膠凝材料表面，逐漸改變固體的表面性質(zhì)，進(jìn)而形成水膜影響混凝土的結(jié)構(gòu)。另外，無機(jī)緩凝劑的使用，主要是與水泥反應(yīng)生成復(fù)鹽進(jìn)而會沉淀，以達(dá)到抑制水化反應(yīng)的目的。

3 外加劑與水泥的適應(yīng)性對施工質(zhì)量安全的影響

從目前的施工情況來看，在混凝土中添加外加劑不僅能夠提高混凝土的質(zhì)量,還能有效改善混凝土的性能，減少了混凝土的用水量,降低了制土的生產(chǎn)成本，從而大大的提高了經(jīng)濟(jì)效益。然而，外加劑與水泥的適應(yīng)性并沒有引起專家的重視，這給建筑工程帶來了風(fēng)險。有些混凝土施工單位為節(jié)約工程造價，未經(jīng)檢驗(yàn)在混凝土中摻入劣質(zhì)外加劑。經(jīng)過反復(fù)檢測后發(fā)現(xiàn)混凝土強(qiáng)度明顯低于原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。所以到最后所有的混凝土都只能夠做報廢的處理，這給施工單位的施工造成了很嚴(yán)重的損失。

4 混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的影響因素

4.1 外加劑的因素

外加劑含有大量的化學(xué)成分，在一定程度上可能與水泥不相容。影響外加劑的因素有純度、聚合度等方面，并且外加劑的分子量和結(jié)構(gòu)在混凝土中也可能會發(fā)生變化。因?yàn)橥饧觿┑姆肿颖砻婊钚詣┡c水泥的化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)，直接影響外加劑和水泥的適應(yīng)性。外加劑是綠色混凝土中必不可少的材料，減水劑是添加劑的重要組成部分。然而，傳統(tǒng)的減水劑由于其技術(shù)局限性已難以滿足建筑工程的需要，而現(xiàn)代高效的減水劑因其高減水率、性能優(yōu)良受到施工單位的關(guān)注。但在施工實(shí)踐中，這種外加劑對材料的質(zhì)量要求很高，使用該減水劑的混凝土對用水量要求嚴(yán)格，與其他類型減水劑的融合效果不好。

4.2 水泥方面的因素

水泥的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，水泥的成分會影響外加劑的有效性。此外，水泥的溫度、使用劑量和新鮮度也會影響與外加劑的適應(yīng)性。在水泥成分中，硫酸鹽離子具有較高的化學(xué)活性。石膏在水泥中用作凝結(jié)調(diào)節(jié)劑，對混凝土具有良好的調(diào)凝作用。在混凝土中加入外加劑,部分外加劑中含有糖鈣、木鈣等成分，會阻礙石膏在水泥中的溶解，導(dǎo)致混凝土攪拌過程中大量結(jié)塊，從而影響了外加劑與水泥的適應(yīng)性。

4.3 外加劑摻加工藝和劑量的因素

通常在混凝土攪拌過程中，外加劑的用量不得超過水泥的5%。然而，外加劑用量對混凝土的性能有很大的影響。所以有必要通過試驗(yàn)確定外加劑的最佳摻量。只有在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到最佳摻合量時，相應(yīng)的混凝土才能表現(xiàn)出最好的效果。除了添加量外，攪拌技術(shù)還會影響混凝土的性能。在建設(shè)過程中，通常的摻加有先摻法和后摻法。在達(dá)到同一性能效果時，后摻法比先摻法更節(jié)省外加劑的用量。

5 混凝土外加劑與水泥之間的適應(yīng)性問題

目前來看，混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性影響了外加劑的實(shí)際應(yīng)用效果。雖然混凝土外加劑的性能在不斷提高，但外加劑與水泥的適應(yīng)性問題一直影響其實(shí)際的應(yīng)用效果。這些問題有時會給建筑工程的質(zhì)量和安全帶來一定的風(fēng)險。外加劑與水泥不相容的原因是復(fù)雜的，這在建筑工程中很難避免。根據(jù)混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范，按規(guī)定可以使用外加劑的水泥配制的混凝土，經(jīng)檢驗(yàn)摻入符合標(biāo)準(zhǔn)的外加劑。如果能達(dá)到預(yù)期效果，可以認(rèn)為水泥與外加劑是適應(yīng)的；相反，如果水泥和外加劑不能產(chǎn)生預(yù)期的效果，它們是不相容的。如果發(fā)生這種情況，混凝土不僅不能達(dá)到預(yù)期的效果，而且影響工程的施工質(zhì)量，甚至造成嚴(yán)重的工程事故，具有很大的安全隱患。水泥與外加劑的不適應(yīng)性是多種因素綜合作用的結(jié)果。在許多情況下，水泥和外加劑之間有許多不相容之處。在不平衡的情況下，不僅沒有達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，而且建筑工程的質(zhì)量也受到影響。許多建筑事故是由于混凝土和水泥混合物不合適造成的。水泥和外加劑不適應(yīng)的原因有很多。如果采取相應(yīng)的措施，不利的情況可以得到改善。外加劑的摻量是否最佳對混凝土的性能有不同的影響，所以混凝土外加劑的最佳摻量應(yīng)通過試驗(yàn)來確定。

6 混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性的改善措施

6.1 加強(qiáng)其配置的標(biāo)準(zhǔn)化

首先，要按照國家有關(guān)規(guī)定進(jìn)行適應(yīng)性研究，從生產(chǎn)混凝土原材料開始分析包括水泥和外加劑生產(chǎn)廠家、混凝土配制等方面。這就要求具體的施工人員認(rèn)識到外加劑與水泥適應(yīng)性的重要性。此外，還要加強(qiáng)混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)，重點(diǎn)是嚴(yán)格檢驗(yàn)水泥和外加劑的適應(yīng)性方面。工作人員要對生產(chǎn)工藝進(jìn)行檢查和監(jiān)督，確保每道工序是科學(xué)合理的。為保證混凝土組成參數(shù)的準(zhǔn)確性，研究與水泥混合適應(yīng)性相對比較好的外加劑，以避免因不適應(yīng)性而產(chǎn)生的質(zhì)量問題。

6.2 開發(fā)高性能減水劑

在研究混凝土外加劑和水泥的適應(yīng)性方面，高性能減水劑的開發(fā)利用有相對的適應(yīng)效果。目前國內(nèi)外使用的最有效的減水劑主要是有機(jī)化合物，但這種混合物的減水率較高，但與水泥不太相容，因此存在一定的差異。對于混凝土的制備，可以使用復(fù)合外加劑和水泥來改善高效減水劑與水泥的相容性，增強(qiáng)外加劑與水泥的適應(yīng)性。此外，在確定外加劑與水泥的比例之前，可以首先調(diào)整混凝土的添加比例，在原有的基礎(chǔ)上適當(dāng)加大初始的坍落度，以緊急解決適應(yīng)性問題。在混凝土制備的初始階段，必須嚴(yán)格控減水劑與水的比例，只有在實(shí)驗(yàn)室處理后才能進(jìn)行后續(xù)工作。需要特別注意的是將混凝土中所含的比例和其他成分更好地計算出來。如果在這個過程中計算不準(zhǔn)確，很容易導(dǎo)致混凝土質(zhì)量的下降。

6.3 加強(qiáng)生產(chǎn)單位的合作

各個相關(guān)的生產(chǎn)單位應(yīng)建立起合作關(guān)系，探索和解決外加劑和水泥不適應(yīng)性的問題。水泥生產(chǎn)商應(yīng)該非常重視產(chǎn)品的質(zhì)量。在水泥中添加硬石膏時，外加劑制造商應(yīng)確保所用外加劑不含糖鈣物質(zhì)。為了有效地提高混凝土的性能，必須充分考慮混凝土制造商的建議，選擇合適的水泥外加劑品種并確定添加量?；炷恋闹苽溥€應(yīng)考慮到外加劑廠商的合理意見和建議，以改善外加劑本身的含量和品種。水泥生產(chǎn)商還應(yīng)盡可能使用科學(xué)的方法提供合格的水泥產(chǎn)品，以便更好地與外加劑產(chǎn)品配合使用?；炷镣饧觿┡c水泥的適應(yīng)性關(guān)系到水泥和外加劑的組成和生產(chǎn)工藝，因此有必要加強(qiáng)三方的合作。水泥、外加劑和混凝土配制單位應(yīng)注意兩者相關(guān)的適應(yīng)性，加強(qiáng)合作意識，使外加劑與水泥的配比具有較好的適應(yīng)性。在外加劑的生產(chǎn)中，需要了解水泥組分的含量，保證它們之間的協(xié)調(diào)性。加強(qiáng)廠商之間的溝通，不斷完善生產(chǎn)工藝。施工過程中，技術(shù)人員必須按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作，并且水泥和外加劑的配置應(yīng)符合相應(yīng)的操作標(biāo)準(zhǔn)，從而保障建筑工程的質(zhì)量。

6.4 重視混凝土外加劑和水泥質(zhì)量的檢測

混凝土外加劑和水泥的質(zhì)量是影響其適應(yīng)性的重要因素。特別是混凝土生產(chǎn)企業(yè)要嚴(yán)格把關(guān)每批混凝土的質(zhì)量關(guān)，注意做好混凝土的檢測和配制，從而充分掌握原材料的技術(shù)特性。只有充分掌握混凝土外加劑和水泥的質(zhì)量，才能使混凝土外加劑和水泥更好地配合使用。如果在使用過程中使用劣質(zhì)外加劑和水泥，這會給建筑工程帶來非常嚴(yán)重的隱患。

6.5 外加劑類型及摻量

在混凝土施工過程中，水泥是必不可少的關(guān)鍵材料，有著特別顯著的穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，而且波動比較小，富余系數(shù)充足。針對水泥質(zhì)量進(jìn)行有效評價，要充分考慮水泥的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差、富余量、初終凝時間等相關(guān)參數(shù)，綜合考慮一系列因素，使施工質(zhì)量得到有效保障。在摻和料進(jìn)場之前，要對其進(jìn)行性能、品質(zhì)、摻入后混凝土性能等相關(guān)情況的試驗(yàn)，使其質(zhì)量得到充分保障，并且檢測其是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，只有滿足相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求之后才能進(jìn)場應(yīng)用。

6.6 加強(qiáng)混凝土制備監(jiān)控

為了保證混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性，加強(qiáng)對混凝土配制過程的監(jiān)控具有重要意義。首先，加強(qiáng)對混凝土原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)督。對于配制的混凝土，必須對混凝土的成分和這些成分的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析，以確保其準(zhǔn)確性。然后配置與水泥相容性高的外加劑，提高外加劑與水泥的適應(yīng)性，既可以避免外加劑與水泥不相容造成的質(zhì)量問題，又可以減少混凝土原材料的浪費(fèi)。其次，加強(qiáng)外加劑生產(chǎn)企業(yè)、混凝土原材料生產(chǎn)企業(yè)、水泥生產(chǎn)企業(yè)之間的生產(chǎn)合作，提前識別外加劑、混凝土、水泥之間的不相容組分，共同解決適應(yīng)性問題。例如，在生產(chǎn)外加劑時，制造商發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)的外加劑與待混合的水泥存在適應(yīng)性問題。此時廠商應(yīng)當(dāng)及時與施工方溝通，并基于自身的技術(shù)條件改善外加劑成分，確保符合水泥適應(yīng)性需求。此外施工方也應(yīng)當(dāng)根據(jù)外加劑生產(chǎn)商的建議調(diào)整混凝土及水泥配合比，保證混凝土性能。

7 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對建筑工程的要求越來越高。混凝土已成為現(xiàn)代建筑的主要材料?；炷潦撬嗪屯饧觿┌匆欢ū壤浜系幕旌衔?。目前，隨著技術(shù)的發(fā)展，新型外加劑大量出現(xiàn)，使得水泥用量相對減少。然而，水泥和外加劑的配比問題需要重點(diǎn)關(guān)注，不同的外加劑的配比是有差異的。一旦把握不好，就可能發(fā)生復(fù)雜的變化，使適應(yīng)性不能滿足需要。而合理科學(xué)的配置可以提高混凝土的耐久性。