混凝土外加剂与水泥适应性

1引言

为了更好地满足建筑工程的需求，外加剂逐渐被广泛应用于混凝土材料中，外加剂的应用极大地减低了混凝土对客观环境的要求，而且提高了混凝土的使用性能，既有效提高了建筑工程的效率，也最大限度地保障了工程的质量，但外加剂在水泥中应用还存在一定的适应性，如果使用不当，反而会对工程质量产生不良影响，进而阻碍工程进度。为此，理应深入探析混凝土外加剂与水泥之间存在的适应性问题。

2混凝土外加剂对水泥具有的突出作用

2.1减水剂的作用

减水剂是混凝土众多外加剂类型中的一种，属于表面活性剂。在具体使用的过程中，减水剂往往存留在水泥的表层，并与其发生一定的化学反应，从而改变了水泥的很多特性，如电学特性。减水剂作用于水泥可以有效控制颗粒的形式，不仅能够分散颗粒，而且可以提高水泥的凝固程度。减水剂主要通过两种化学反应方式达到上述目的，一是采用吸附的方式，促使水泥表层颗粒的电位绝对值增大，从而形成静电斥力；二是充分利用吸附层，形成空间位阻效应。

2.2缓凝剂的作用

缓凝剂在建筑工程施工过程中使用较为普遍，该外加剂可以极大地降低了混凝土的凝固速度，增强了混凝土的适应性。缓凝剂在与水泥发生水化反应的过程中，增强了水泥的塑造性，有效避免了以往混凝土快速凝固影响使用的现象。此外加剂的副作用较小，基本上不会对混凝土的后期性能产生不良影响。从市面来看，缓凝剂一般分为两类，分别是有机和无机两种，无机缓凝剂在与水泥发生反应的过程中生成一种沉淀物，借助沉淀物有效延缓水化速度。三聚磷酸钠是缓凝剂的重要成分，缓凝剂产生作用的原因主要在于三聚磷酸钠可以对水泥起到凝结的效果，具体影响如表1所示。

2.3膨胀剂的作用

相比于减水剂和缓凝剂，膨胀剂较容易理解，反应原理是通过形成一定的膨胀效果有效缓解水泥在使用过程中出现的紧缩现象。虽然膨胀剂的应用极大地增强了水泥的抗渗能力，而且有效预防裂缝现象的出现，但需要把膨胀剂的膨胀幅度要控制在合理范围之内，如果不能很好地控制膨胀程度，就会对水泥后期的使用性能带来不良影响，如导致水泥出现开裂问题。除了控制水泥紧缩，膨胀剂还能延长水泥的使用年限，增强钢筋的抗氧化能力。

2.4其他外加剂的作用

除了上述三种比较常用的外加剂之外，还存在其他外加剂，这些外加剂对建筑工程的影响不容忽视。如引气剂，此外加剂可以有效增加水泥搅拌过程中出现的小气泡，这种小气泡具有一定的稳定性，而且较为均匀，可以极大地提高水泥的抗冻性能；再如防冻剂，可以更好地抵抗低温天气，防止水泥出现冻结过度或完全不凝结的问题，防冻剂为低温环境建筑工程施工提供了良好的保障。

2.5外加剂的选用

综上所述，混凝土外加剂的种类较为繁杂，但每种外加剂都有其独特的作用及优势，有着特定的应用范畴。此外，混凝土也包括很多类型，如果未能充分考虑不同混凝土具有的特点，以及外加剂具有的独特性，反而会限制水泥的使用性能。为了更清晰地明确各种类型的外加剂在不同混凝土中的使用范围，笔者在表2中给出了其适应范围，具体内容如表2所示。

3水泥对外加剂的重要影响

3.1水泥的构成成分影响外加剂的使用量

外加剂对水泥有着重要作用，水泥对外加剂也有着一定的反作用，水泥的构成成分影响外加剂的使用效用。此方面的影响具体表现在外加剂对水泥表层的吸附程度，一般来说，水泥的构成要素主要包括以下四种成分，分别是C2S、C3S、C3A、C4AF，其中，C3A成分的影响最大，C4AF成分次之，C2S成分的影响程度最弱。在四种矿物成分中，C3A成分可以加快水化反应，需要大量的水注入，因此，一旦C3A成分超过百分之八，就会加大对外加剂的吸附量，导致大量的外加剂被投入使用，不仅对增强水泥的使用性能无益，而且会造成严重的资源浪费。

3.2水泥调凝剂与外加剂发生不良反应

水泥在生产过程中需要加入一定的调凝剂，增加水泥的凝和度。常用的调凝剂种类很多，在这里主要介绍三种，分别是二水石膏、半水石膏以及硬石膏。这三种石膏成分对外加剂的影响程度各不相同，其中，硬石膏的影响程度最大，此石膏具有溶解度较差的特点，与外加剂发生反应后会使硬石膏的溶解性更差，从而严重削弱了调凝剂的作用。除此之外，一些水泥生产企业为了追求更大的经济利益，将硬石膏或废石膏作为制作调凝剂的重要材料，由此生产出的水泥当与木钙等物质相结合时，就会出现疑似凝固的不良现象，也被称作“假凝”。其实，水泥中的调凝剂成分直接影响水泥的水化程度。由此可见，调凝剂严重影响着水泥与外加剂的适应程度。

3.3水泥细度及颗粒级配发生改变限制了外加剂的应用性能

建筑工程对水泥质量要求不断提高，一些水泥生产商为了获取更多的经济利益，在水泥研磨方面做出了很多努力。水泥细度影响着水泥的强度，生产商从中看到了商机，改变了水泥研磨的细度，但颗粒过小的水泥粉末在使用过程中需水量较大，对外加剂的吸附力更强。除此之外，在过细研磨的过程中，水泥粉末温度不断升高，致使很多无水石膏出现，严重制约了水泥对外加剂的适用性。

以减水剂的使用参量为例，如果水泥比表面积大致相同，水泥颗粒级配对外加剂的影响程度会更显著。在小于3μm的微细水泥颗粒不断增加的情况下，如果增加减水剂的使用量，这样就会加快水泥的初始流动速度，但也会在某种程度上加大浆体的流动损失。因为水泥的颗粒表面对减水剂会有初始的吸附值，吸附能力越强，则初始的流动速度越快。虽然水泥颗粒级配会影响水泥的流动速度，但减水剂的参量对浆体流动性具有直接的影响作用，两者之间一般呈现出正比例关系。

3.4水泥生产材料中包含的碱含量影响外加剂的相容性

碱在水泥成分中占有一定的比例，碱成分一般来源于生产所用的材质，以黏土与石灰为主。水泥中包含的碱含量严重影响外加剂的使用效果，如果碱含量低于百分之零点五或者高于百分之零点八，这种材质的水泥更容易与外加剂发生不相容的现象。因此，只有将水泥中的碱含量控制在上述范围内，才能确保水泥和外加剂的相容性。

4改变混凝土外加剂与水泥适应性的有效途径

4.1改变混凝土的配比

不同工程对混凝土有着不同的配比要求，可以结合工程标准选择配比合理的混凝土，进而依据混凝土的使用情况适当调整外加剂的使用量。本文尝试从以下两个方面提出提升混凝土性能的有效方法，一方面，在混凝土配比一定的情况下，可以适当改变SP406外加剂的使用量；另一方面，调整混凝土的配比，可以适当降低粉煤灰的参量，将降低的参量部分用同量的矿渣粉代替。为了更清晰地展示出两种情况的使用成效，在统筹以上两个方面的基础上，进一步探析52.5PO配比的混凝土使用性能，将Shen8外加剂按一定比例放置在C40混凝土材料中，由此形成新的泵送剂，具体实验结果如表3所示。

4.2调整外加剂的成分及掺量

调整外加剂成分和合理控制其掺量是增强混凝土和外加剂适应性的有效方式，例如，外加剂的成分对水泥中的硬石膏成分有着不良影响，面对此种情况，可以从外加剂的成分着手，外加剂最好不要使用木钙等成分。与此同时，适当增加外加剂的使用含量，最大限度减少泌水问题的发生。以泵送剂为例，为了更好地证明外加剂的掺量或成分对水泥适应性的影响，本文对泵送剂做出了进一步探究，将STH-2与STH两种泵送剂做出了对比研究，研究表明掺加了UEA膨胀剂的STH-2泵送剂更有助于增强水泥的使用性能。

4.3革新外加剂的掺加工艺

掺加工艺是外加剂应用于混凝土的重要环节，有助于弥补混凝土和外加剂不相容的缺陷。对于掺加工艺而言，掺加的方式有很多，就当下混凝土应用情况来看，应积极革新对外加剂的掺加技术，在运输混凝土的车上配备好掺加设备，采用后掺法或者增加掺加的频次、降低掺加数量的方式。

5结束语

随着建筑行业水平的不断提升，建筑工程对所用材料的要求越来越高，尤其是对混凝土材质提出了更高的标准。不仅要具有较高的耐久性，而且要在短时间内较易凝固，具有较好的养护性能。综上所述，外加剂和水泥之间的适应性问题受诸多种因素影响，在实际操作中遇到此种问题，应采取先排除不适合的材料、再进行实验对比缩小选择范围的先后程序，这样才能为合理解决问题找到有益思路。增强外加剂与水泥之间的适应性是值得深入探索的重要内容，本文尝试给出了改善两者适应性的些许建议，以期为提高水泥的使用性能、为工程建筑顺利施工提供些许帮助。