0引言

混凝土外加劑已成為現代混凝土制備技術和施工技術必不可少的第五組分，各種外加劑的應用是使混凝土實現高性能化和綠色化的重要措施之一。由于外加劑與水泥適應性問題涉及到水泥化學、高分子材料、表面物理學和電化學等方面的知識，所以是一個極其錯綜復雜的難題，它影響著混凝土外加劑的應用效果和推廣效果。

按照混凝土外加劑應用技術規范，對外加劑與水泥適應性的定義描述為：將經檢驗符合有關標準的某種外加劑摻入按規定可以使用該品種外加劑的水泥中，所配置的混凝土或砂漿若能夠產生應有的效果，就認為該水泥與這種外加劑是適應的；相反，如果不能產生應有的效果，則該水泥與這種外加劑不適應。

根據Aitcin等人的論述，認為水泥與高效減水劑適應性可以用初始流動性、是否有明確的飽和點以及流動性損失等3個方面來衡量。當外加劑飽和點明顯，達到飽和點時高效減水劑摻量不高，初始流動性較大，且靜置1h后流動性損失較小，表明適應性優良；當初始流動性不好，達到飽和點時高效減水劑摻量較大，同時靜置1h后的流動性損失很大，表明適應性不好。

1影響外加劑與水泥適應性的因素

1.1外加劑方面的因素

1.1.1減水劑的種類

萘系高效減水劑的主要生產原料是工業萘，工業萘的品種和純度對減水劑的性能有直接影響。萘系減水劑在生產過程中的磺化程度越高，則轉變為帶有硫酸基磺化物的萘環越多，該減水劑的分散作用也越強；水解越充分，則隨后的縮聚反應越容易進行，減水劑的減水率越好。萘系高效減水劑分子的聚合度對其塑化效果有明顯影響，一般萘系減水劑的聚合度為10%左右較好。減水劑的狀態也影響其對水泥的塑化效果，粉劑的減水率約比液體狀態的低5%。減水劑中存在著起中和作用的平衡離子，如Na⁺、Ca²⁺、MgO²⁺、NH²⁺等，平衡離子不同，分散效果和適應性效果也會有所差異。

氨基磺酸鹽高效減水劑和聚羧酸高效減水劑與傳統的萘系高效減水劑和密胺系高效減水劑相比，不僅摻量低，而且塑化效果、控制坍落度損失能力以及與水泥適應性等均得到改善。

1.1.2緩凝劑的影響

多元醇類緩凝減水劑有時會引起混凝土假凝現象，但羥基羧酸鹽、醚類和二甘醇等緩凝劑不會引發硬石膏等溶解度降低，相反會使其增高（氟石膏除外）。對于常產生假凝的水泥，可以試用這類緩凝劑。

1.1.3外加劑的摻加方法

外加劑的摻加方法有先摻法、同摻法和后摻法，采用后摻法所引起的塑化作用優于先摻法和同摻法。

1.2水泥方面的因素

影響水泥與外加劑適應性的因素很多，主要有水泥孰料的礦物組成（C₃S和C₃A含量等）、水泥細度、水泥顆粒級配、水泥顆粒球形度、水泥中堿的種類和含量、石膏的種類和含量、水泥中混合材的種類、細度和摻量等。

1.2.1水泥顆粒級配

水泥顆粒級配對高效減水劑的飽和摻量影響不大，但是，在水泥比表面積相近的條件下，水泥顆粒中微細部分顆粒（<3μm）含量的增大，在水膠比較大或減水劑的摻量較大的情況下，可使水泥漿體的初始流動性增強；同時，微細顆粒含量的增大加劇了水泥漿體流動度的損失。

水泥顆粒表面對減水劑的初始吸附量決定了水泥漿體的初始流動性，吸附量越大，初始流動性越好。摻減水劑水泥漿體的溶液中，減水劑的濃度決定了水泥漿體的流動性保持效果，濃度越大，漿體的流動性保持效果越好。

1.2.2水泥生產中的調凝劑

水泥生產常用的調凝劑有二水石膏、半水石膏、硬石膏、工業廢石膏、檸檬酸渣、電石渣等。由于粉磨水泥熟料時磨機內溫度升高，會使一部分二水石膏脫去結晶水轉變為半水石膏甚至無水石膏（硬石膏）。另外，有些水泥廠為了節省生產成本，往往采用硬石膏或工業廢石膏代替二水石膏作為水泥調凝劑，當這類水泥遇到木鈣、糖鈣減水劑時，就會產生嚴重的不相容，甚至出現假凝。調凝劑的溶解度影響水泥的水化速度，不同的調凝劑影響水泥與外加劑的相容性。

1.2.3水泥中的混合材

我國水泥大多摻用不同種類和數量的混合材，常用的混合材有高爐礦渣粉、粉煤灰、火山灰、焙燒煤矸石、沸石粉等?；旌喜牡钠贩N、性質和摻量等不同，對減水劑作用效果的影響也不一樣。實踐表明，高效減水劑對礦渣水泥和粉煤灰水泥的適應性較好，對火山灰、焙燒煤矸石為混合材的水泥的適應性較差。

1.2.4水泥的礦物組成

水泥的主要礦物成分C₃S、C₂S、C₃A、C₄AF對減水劑的吸附能力不同，其由大到小的順序為C₃A、C₄AF、C₃S、C₂S，即鋁酸鹽的礦物成分對減水劑的吸附能力大于硅酸鹽礦物。在高效減水劑摻量相同的情況下，C₃A和C₄AF含量較高的水泥漿體中，減水劑的分散效果較差，混凝土拌合物的坍落度損失較大。

1.2.5水泥的堿含量

水泥含堿量增加，減水劑的塑化效果變差，含堿量的提高還會導致混凝土的凝結時間縮短和坍落度損失增大。水泥中的堿對緩凝劑也有一定選擇性，高堿水泥應少用酸性緩凝劑（如檸檬酸），而改用堿性緩凝劑（如三聚磷酸鈉）。

1.2.6水泥的陳放時間和水泥溫度

水泥陳放時間越短，水泥越新鮮，高效減水劑對其塑化作用效果越差。出磨時間短的水泥，因為水泥粉磨時產生電荷，顆粒間相互吸附、凝聚的能力較強。另一方面，新鮮水泥的正電性強，吸附陰離子型表面活性劑的數量多。因此表現出減水劑的減水率低，混凝土的坍落度損失快，與減水劑的適應性差。水泥的溫度越高，水泥水化速度越快，減水劑對其塑化效果也越差，表現出減水劑的減水率低，混凝土的坍落度損失大。

2改善外加劑與水泥適應性的措施

（1）改變外加劑的摻入時間，即采用后摻法或滯水法，可顯著改善外加劑的保塑性能。

（2）適當增加外加劑的摻量，增加混凝土中外加劑的富余量也有比較明顯的效果。

（3）采用復合外加劑。多品種外加劑的復合使用，不只是外加劑性能上的取長補短，更重要的是不同分子結構的外加劑同摻，由于分子間的相互作用，應用技術效果會有顯著提高。

（4）外加劑生產商復配外加劑時，正確選用減水劑的種類、有機、無機緩凝劑、保塑劑等組分。

（5）水泥生產廠家控制水泥中硫酸鈣的含量和溶解度。因為控制C₃A的水化取決于孔隙溶液中的硫酸鹽離子的平衡，SO₄^2-的數量過多或過少都可能導致水泥漿體的急凝。

（6）加強磨機內物料溫度的控制。在提高水泥比表面積的同時，加強磨機內物料溫度的控制，避免溫度過高或過低，生產中半水石膏過多或過少將影響到高效減水劑與水泥的適應性。

（7）在混凝土配合比設計試驗時應充分進行混凝土原材料的優選，要選擇流變性好、反應性能低的水泥，也就是說，一經攪拌僅結合少量水的水泥或形成鈣礬石少的水泥，以達到節約水泥、降低成本、改善混凝土和易性、提高混凝土物理力學性能和耐久性能。

（8）在混凝土中摻入部分活性摻合料（如粉煤灰），可以有效改善外加劑與水泥的適應性不良而導致的混凝土和易性差、減水效果差、保塑性差等問題。

總之，混凝土外加劑和水泥之間的適應性是一個錯綜復雜的問題，工程現場遇到適應性問題，首先遵照一般的規則將不適合的水泥和外加劑排除，其次在多次試驗的基礎上，將水泥和外加劑品種的選擇范圍縮小，最后還必須通過試拌混凝土來嘗試解決。（來源：《混凝土》）