減水劑與水泥適應性研究

李飛 李延鑫

（甘肅交通職業技術學院，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

外加劑與水泥的適應性是影響混凝土工作性的重要因素。外加劑與水泥適應性不好，可能是外加劑的原因，可能是水泥的原因，也可能是使用方法造成的，或是幾種因素共同作用的結果。【1-5】目前，全國各地水泥生產企業多，材料來源廣，水泥的礦化成分復雜，加之混合材品種多，外加劑用于不同品種水泥技術效果區別很大。【6-12】因此，外加劑和水泥的適應性成為長期以來困擾施工人員的技術難題【13-16】。

本實驗選取目前某公司下屬的五個基地的水泥和下屬攪拌站常用的三種外加劑產品，進行有關水泥凈漿的試驗，分析同一外加劑與不同基地水泥相容性情況。同時，依據相容性情況，尋找相容性較差的水泥品質差異，建立改進水泥生產工藝或優化水泥質量控制方案，以改善水泥與減水劑的相容性。

1 試驗用原材料

表1 熟料品質指標測試結果

表2 水泥品質指標測試結果

1.1 水泥

表3 水泥顆粒級配測試結果

1.2 外加劑

依據GB/T 8077-2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》對減水劑含固量進行檢測：

表4 減水劑含固量測試結果

2 水泥凈漿試驗

2.1 試驗方法

依據JC/T 1083-2008《水泥與減水劑相容性試驗方法》對水泥與減水劑相容性進行檢測。

2.2 試驗結果及分析

2.2.1 同一減水劑與不同基地水泥相容性情況

表5 五家基地水泥隨減水劑摻量的增加凈漿初始流動度統計表

瞿金東[17-18]等認為，萘系和磺化三聚氰胺系等傳統高效減水劑，分子骨架僅為一條剛性直鏈，直鏈上帶有很多胺基和磺酸基等功能基團，以平面剛直棒狀的形式吸附在水泥顆粒上，在減水劑加入到水泥膠凝體系后，減水劑迅速吸附在水泥顆粒表面，使水泥顆粒表面產生雙電層結構，提高了混凝土漿體的流動性。

隨恒騰公司萘系減水劑摻量的增加五家水泥生產基地水泥凈漿初始流動度、凈漿1h經時損失變化結果見表5、表6。

由表5可知減水劑摻量（1.5%～3.0%）大于1.8%以后，隨恒騰公司萘系減水劑摻量的增加五家生產基地的水泥凈漿初始流動度相差不大。從而得出：恒騰公司萘系減水劑的最佳摻量為1.8%。

表6 五家基地水泥隨減水劑摻量的增加凈漿1h經時損失變化統計表

由表6可知：隨恒騰公司萘系減水劑摻量（1.5%～3.0%）的增加五家生產基地的水泥凈漿流動度的1h經時損失相差較大。漳縣的1h流動性損失殆盡；商砼與永登公司水泥的水泥凈漿流動性及經時損失變化規律基本相同。從五家生產基地水泥選用熟料成分分析發現，商砼與永登公司水泥采用的熟料相同其變化規律基本相同，說明水泥熟料化學成分對水泥與外加劑的相容性起著重要作用。

2.2.1.2 唯佳吉公司聚羧酸減水劑與不同基地水泥相容性試驗結果

顏丙山[19]等認為，聚羧酸系等高性能減水劑分子結構比較特殊，是一種梳型結構的共聚聚羧酸系減水劑的作用機理是主鏈吸附于水泥顆粒的活性位點上，產生靜電斥力，形成雙電層結構；具有親水性的側鏈會游離在液相中，產生空間位阻作用，進一步提高了水泥顆粒之間的分散穩定性物，吸附形式為卷曲狀的空間立體吸附，卷曲程度隨減水劑摻量的增加而增大。

青海水泥和漳縣水泥與唯佳吉公司聚羧酸減水劑相容性不良，分析其主要與水泥所采用的熟料成分相關。

隨唯佳吉公司聚羧酸減水劑摻量的增加三家基地水泥凈漿初始流動度、凈漿1h經時損失變化結果見表7。

術中導絲斷裂，無不良并發癥時不建議刻意取出，一般對愈后無明顯影響。血管損傷若為導絲所致，可抗休克同時密切觀察，暫停手術操作，待病情穩定后進行CT造影確定損傷部位及大小；若為螺釘所致，建議輸血同時立即進行前路手術翻修［20］。術中硬膜損傷時應調整釘道后重新置入螺釘，一般能夠封堵，術后注意觀察傷口及顱內壓變化。

表7 三家基地水泥凈漿初始流動度、凈漿經時損失變化結果表

由表7可知：減水劑摻量（1.5%～3.6%）大于2.6%以后，隨唯佳吉公司聚羧酸減水劑摻量的增加三家生產基地的水泥凈漿初始流動度相差不大。從而得出：唯佳吉公司聚羧酸減水劑的最佳摻量為2.6%。

由表8可知：隨唯佳吉公司聚羧酸減水劑摻量（1.8%～3.0%）的增加三家生產基地的水泥凈漿流動度的1h經時損失相差不大，且水泥凈漿流動性及經時損失變化規律基本相同。

2.2.1.3 大通鞏固公司聚羧酸減水劑與不同基地水泥相容性試驗結果

漳縣水泥和成縣水泥與大通鞏固公司聚羧酸減水劑相容性不良，分析其主要與所選用的水泥熟料成分相關。

表8 三家基地水泥與減水劑相容性試驗結果表

隨大通鞏固公司聚羧酸減水劑摻量的增加三家基地水泥凈漿初始流動度、凈漿1h經時損失變化結果見表9、表10。

由表9可知：隨大通鞏固公司聚羧酸減水劑摻量（1.5%～3.4%）大于3.2%以后，三家生產基地的水泥凈漿初始流動度相差不大。從而得出：大通鞏固公司聚羧酸減水劑的最佳摻量為3.2%。

表9 三家基地水泥隨減水劑摻量的增加凈漿初始流動度統計表

由表10可知：隨大通鞏固公司聚羧酸減水劑摻量（1.6%～3.4%）的增加三家生產基地的水泥凈漿流動度的1h經時損失相差較大。

表10 三家基地水泥隨減水劑摻量的增加凈漿1h經時損失變化統計表

2.2.2 利用權重賦值分析法對水泥品質對水泥與減水劑相容性的影響進行分析

通過表1、表2和表3的數據，利用權重賦值分析法對水泥品質對水泥與減水劑相容性的影響進行分析。初步確定水泥品質對水泥與減水劑相容性影響的主要因素為礦物成分、堿含量、混合材、比表面積、顆粒級配和石膏。我們通過廠家提供的上述因素相關數據對其進行賦分，得出水泥品質分析表。

依據水泥品質對水泥與減水劑相容性影響的主要因素的重要性，對其賦權重值為：礦物成分23%、堿含量18%、混合材9%、比表面積17%、顆粒級配15%和石膏18%。通過權重計算，得出水泥品質分析結果表12。

水泥與減水劑相容性試驗測試結果與上述分析結果基本吻合。因此，論證了水泥品質中對水泥與減水劑相容性影響因素按重要性排序為：礦物成分，堿含量，石膏，比表面積，顆粒級配，混合材。

3 試驗結論

依據相容性試驗情況及權重賦值分析方法，為改善水泥與減水劑的相容性、優化水泥質量，我們需要從以下四個方面進行改善：

表11 水泥品質分析表

表12 水泥品質分析結果表

1）盡量降低C3A含量。通過實驗發現水泥中C3A的比例越大，則減水劑的分散效果越差。

2）盡量降低堿含量。通過實驗發現水泥中堿含量的提高會降低減水劑的塑化效果，堿含量的提高還將導致混凝土坍落度損失加快和凝結時間縮短。

3）保證細度。水泥顆粒對減水劑分子具有比較強的吸附性，在摻減水劑的水泥漿體中，水泥顆粒越細，意味著其比表面積越大，則對減水劑的吸附量越大。通過實驗發現在水灰比和減水劑摻量均相同的情況下，隨著水泥細度增大，漿體的流動性線性下降；漿體流動性損失也隨著水泥細度的增大而呈增加趨勢。

4）盡量降低小于3μm部分顆粒的含量。通過實驗發現在水泥比表面積相近時，水泥顆粒級配對減水劑適應性的影響主要表現在水泥顆粒中微細顆粒含量的差異，特別是小于3μm部分顆粒的含量，這部分微細顆粒對減水劑的作用影響很大，會對水泥和減水劑的適應性產生很大的影響。