减水剂与水泥适应性研究

李飞 李延鑫

（甘肃交通职业技术学院，甘肃 兰州 730070）

0 引言

外加剂与水泥的适应性是影响混凝土工作性的重要因素。外加剂与水泥适应性不好，可能是外加剂的原因，可能是水泥的原因，也可能是使用方法造成的，或是几种因素共同作用的结果。【1-5】目前，全国各地水泥生产企业多，材料来源广，水泥的矿化成分复杂，加之混合材品种多，外加剂用于不同品种水泥技术效果区别很大。【6-12】因此，外加剂和水泥的适应性成为长期以来困扰施工人员的技术难题【13-16】。

本实验选取目前某公司下属的五个基地的水泥和下属搅拌站常用的三种外加剂产品，进行有关水泥净浆的试验，分析同一外加剂与不同基地水泥相容性情况。同时，依据相容性情况，寻找相容性较差的水泥品质差异，建立改进水泥生产工艺或优化水泥质量控制方案，以改善水泥与减水剂的相容性。

1 试验用原材料

表1 熟料品质指标测试结果

表2 水泥品质指标测试结果

1.1 水泥

表3 水泥颗粒级配测试结果

1.2 外加剂

依据GB/T 8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》对减水剂含固量进行检测：

表4 减水剂含固量测试结果

2 水泥净浆试验

2.1 试验方法

依据JC/T 1083-2008《水泥与减水剂相容性试验方法》对水泥与减水剂相容性进行检测。

2.2 试验结果及分析

2.2.1 同一减水剂与不同基地水泥相容性情况

表5 五家基地水泥随减水剂掺量的增加净浆初始流动度统计表

瞿金东[17-18]等认为，萘系和磺化三聚氰胺系等传统高效减水剂，分子骨架仅为一条刚性直链，直链上带有很多胺基和磺酸基等功能基团，以平面刚直棒状的形式吸附在水泥颗粒上，在减水剂加入到水泥胶凝体系后，减水剂迅速吸附在水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面产生双电层结构，提高了混凝土浆体的流动性。

随恒腾公司萘系减水剂掺量的增加五家水泥生产基地水泥净浆初始流动度、净浆1h经时损失变化结果见表5、表6。

由表5可知减水剂掺量（1.5%～3.0%）大于1.8%以后，随恒腾公司萘系减水剂掺量的增加五家生产基地的水泥净浆初始流动度相差不大。从而得出：恒腾公司萘系减水剂的最佳掺量为1.8%。

表6 五家基地水泥随减水剂掺量的增加净浆1h经时损失变化统计表

由表6可知：随恒腾公司萘系减水剂掺量（1.5%～3.0%）的增加五家生产基地的水泥净浆流动度的1h经时损失相差较大。漳县的1h流动性损失殆尽；商砼与永登公司水泥的水泥净浆流动性及经时损失变化规律基本相同。从五家生产基地水泥选用熟料成分分析发现，商砼与永登公司水泥采用的熟料相同其变化规律基本相同，说明水泥熟料化学成分对水泥与外加剂的相容性起着重要作用。

2.2.1.2 唯佳吉公司聚羧酸减水剂与不同基地水泥相容性试验结果

颜丙山[19]等认为，聚羧酸系等高性能减水剂分子结构比较特殊，是一种梳型结构的共聚聚羧酸系减水剂的作用机理是主链吸附于水泥颗粒的活性位点上，产生静电斥力，形成双电层结构；具有亲水性的侧链会游离在液相中，产生空间位阻作用，进一步提高了水泥颗粒之间的分散稳定性物，吸附形式为卷曲状的空间立体吸附，卷曲程度随减水剂掺量的增加而增大。

青海水泥和漳县水泥与唯佳吉公司聚羧酸减水剂相容性不良，分析其主要与水泥所采用的熟料成分相关。

随唯佳吉公司聚羧酸减水剂掺量的增加三家基地水泥净浆初始流动度、净浆1h经时损失变化结果见表7。

术中导丝断裂，无不良并发症时不建议刻意取出，一般对愈后无明显影响。血管损伤若为导丝所致，可抗休克同时密切观察，暂停手术操作，待病情稳定后进行CT造影确定损伤部位及大小；若为螺钉所致，建议输血同时立即进行前路手术翻修［20］。术中硬膜损伤时应调整钉道后重新置入螺钉，一般能够封堵，术后注意观察伤口及颅内压变化。

表7 三家基地水泥净浆初始流动度、净浆经时损失变化结果表

由表7可知：减水剂掺量（1.5%～3.6%）大于2.6%以后，随唯佳吉公司聚羧酸减水剂掺量的增加三家生产基地的水泥净浆初始流动度相差不大。从而得出：唯佳吉公司聚羧酸减水剂的最佳掺量为2.6%。

由表8可知：随唯佳吉公司聚羧酸减水剂掺量（1.8%～3.0%）的增加三家生产基地的水泥净浆流动度的1h经时损失相差不大，且水泥净浆流动性及经时损失变化规律基本相同。

2.2.1.3 大通巩固公司聚羧酸减水剂与不同基地水泥相容性试验结果

漳县水泥和成县水泥与大通巩固公司聚羧酸减水剂相容性不良，分析其主要与所选用的水泥熟料成分相关。

表8 三家基地水泥与减水剂相容性试验结果表

随大通巩固公司聚羧酸减水剂掺量的增加三家基地水泥净浆初始流动度、净浆1h经时损失变化结果见表9、表10。

由表9可知：随大通巩固公司聚羧酸减水剂掺量（1.5%～3.4%）大于3.2%以后，三家生产基地的水泥净浆初始流动度相差不大。从而得出：大通巩固公司聚羧酸减水剂的最佳掺量为3.2%。

表9 三家基地水泥随减水剂掺量的增加净浆初始流动度统计表

由表10可知：随大通巩固公司聚羧酸减水剂掺量（1.6%～3.4%）的增加三家生产基地的水泥净浆流动度的1h经时损失相差较大。

表10 三家基地水泥随减水剂掺量的增加净浆1h经时损失变化统计表

2.2.2 利用权重赋值分析法对水泥品质对水泥与减水剂相容性的影响进行分析

通过表1、表2和表3的数据，利用权重赋值分析法对水泥品质对水泥与减水剂相容性的影响进行分析。初步确定水泥品质对水泥与减水剂相容性影响的主要因素为矿物成分、碱含量、混合材、比表面积、颗粒级配和石膏。我们通过厂家提供的上述因素相关数据对其进行赋分，得出水泥品质分析表。

依据水泥品质对水泥与减水剂相容性影响的主要因素的重要性，对其赋权重值为：矿物成分23%、碱含量18%、混合材9%、比表面积17%、颗粒级配15%和石膏18%。通过权重计算，得出水泥品质分析结果表12。

水泥与减水剂相容性试验测试结果与上述分析结果基本吻合。因此，论证了水泥品质中对水泥与减水剂相容性影响因素按重要性排序为：矿物成分，碱含量，石膏，比表面积，颗粒级配，混合材。

3 试验结论

依据相容性试验情况及权重赋值分析方法，为改善水泥与减水剂的相容性、优化水泥质量，我们需要从以下四个方面进行改善：

表11 水泥品质分析表

表12 水泥品质分析结果表

1）尽量降低C3A含量。通过实验发现水泥中C3A的比例越大，则减水剂的分散效果越差。

2）尽量降低碱含量。通过实验发现水泥中碱含量的提高会降低减水剂的塑化效果，碱含量的提高还将导致混凝土坍落度损失加快和凝结时间缩短。

3）保证细度。水泥颗粒对减水剂分子具有比较强的吸附性，在掺减水剂的水泥浆体中，水泥颗粒越细，意味着其比表面积越大，则对减水剂的吸附量越大。通过实验发现在水灰比和减水剂掺量均相同的情况下，随着水泥细度增大，浆体的流动性线性下降；浆体流动性损失也随着水泥细度的增大而呈增加趋势。

4）尽量降低小于3μm部分颗粒的含量。通过实验发现在水泥比表面积相近时，水泥颗粒级配对减水剂适应性的影响主要表现在水泥颗粒中微细颗粒含量的差异，特别是小于3μm部分颗粒的含量，这部分微细颗粒对减水剂的作用影响很大，会对水泥和减水剂的适应性产生很大的影响。