混凝土外加剂与水泥适应性问题分析

刘大鹏，乐雪萍

(江西省高速公路投资集团有限责任公司)



混凝土外加剂与水泥适应性问题分析

刘大鹏，乐雪萍

(江西省高速公路投资集团有限责任公司)

混凝土中添加外加剂是一种对性能改进的通常做法，但是外加剂是从物理和化学方式对混凝土性能进行干预，此时外加剂必然会对水泥性能产生影响，因此分析外加剂的作用机理，并分析其对水泥的适应性，以此提出提高外加剂选择的措施，以此提高路桥施工的质量。

水泥混凝土；改性外加剂；适应性分析；调整措施

1 外加剂对水泥性能的影响

1.1 减水剂的适应性分析

混凝土拌合过程中经常利用减水剂对其进行性质调整，减水剂的作用就是利用其水化学反应形成一个保护膜，改变材料对水分子的微观性能，从而提高材料的塑化性指标，从而达到减水的效果，控制混凝土的泌水或者离析。减水剂可以对水泥产生影响，改变其胶凝性质，利用减水剂对电荷的改变，来增加水泥材料的表面电子活性，从而促进相互斥力而增加颗粒分散性。这样的干扰可以破坏水泥的凝胶性，释放多余的水分，提高混凝土中的自由水分子。减水剂在应用中其掺入量以及性能都会影响水泥的理化性能。所以必须在混凝土的拌合中合理的选择减水剂的种类，使之与水泥材料进行结合，提高质量。

1.2 缓凝剂的适应性分析

缓凝剂所体现的就是控制混凝土凝固时间效果，通过这样的方式可以帮助混凝土实现长途运输以及浇筑性能，即保持一定的流动性，为施工做好准备。主要是方便水泥浇筑，运输等，其不会对混凝土硬化后的性能产生影响。按照化学组分看，缓凝剂有无机和有机之分。一般而言，多数有机缓凝剂是表面活性较高的材料，吸附在凝胶材料以及液体、颗粒的固体和液体边界上。提高骨料表面活性；大量的水分子依靠亲水基得到吸附，形成一个较厚的水分子膜，从而改变了混凝土的凝结的过程，使得晶体和颗粒之间产生屏蔽。某些缓凝剂的分子中有特殊离子，可以和游离的钙结合形成不溶于水的盐，这些盐在固体颗粒表面吸附从而使得水化过程变缓。

实际的无机缓凝剂都可以通过复杂的理化过程变为复盐形式，在水泥的表面形成一个隔水层，利用微观分子的作用对水分蒸发和结合进行影响，从而形成缓凝的最终效果。下表1就是以三聚磷酸钠为缓凝剂时，水泥的终凝情况。

表1 三聚磷酸钠缓凝剂水泥适应时间

缓凝剂在应用时应注意品种的选择与用量的关系，这些将直接影响水泥对其适应性。如果选择不当就容易导致混凝土强度下降过早，导致终凝强度降低等情况。这是因为缓凝剂引起的凝结过缓，导致混凝土构件的水分流失加快，水泥水化不足。因此在选择缓凝剂的时候必须考虑缓凝剂与水泥之间的适应性，通过检测进行对比，并考虑施工工艺以及季节的因素，严格的控制掺量，而提高强度。

1.3 膨胀剂的适应性分析

混凝土在实际的使用中，因为水泥在水化反应的作用下会出现一种先膨胀后干缩的情况，从实际检测中可以发现，水泥构件在后期养护中都会出现干缩的情况，尤其是大型的混凝土构件在施工后往往会改变原有的性状，试验检测可以发现水泥量380 kg/m3时，干缩比例最大为34 ml/m3，因此采用膨胀剂就是为了改变干缩的范围，增加混凝土凝结后的体积，从而提高构件的质量。通常在采用的是铝酸盐对混凝土进行膨胀性质改变，因为膨胀的原理不同其与水泥的适应性也就存在差异。

2 水泥与外加剂不适应的直接后果

2.1 混凝土凝结异常

外加剂对混凝土的影响是从多个方面的，但是其中最为关键的就是混凝土的凝结性能，而其中水泥就是最为重要的材料。如果外加剂与水泥之间产生不良反应，则直接导致混凝土的凝结异常，如减水剂与水泥之间如果出现不良反应，就会直接导致水泥凝结的效果，而使得混凝土出凝结过早且强度变差的情况。

2.2 混凝土工作性能下降

混凝土的基本性能是其保障施工顺利进行的重要指标，如果水泥和外加剂之间不能形成良性结合，就会导致其工作性能下降。如在运输和泵送浇筑中，如果出现流动性改变，泌水或者离析会导致和易性改变，且容易导致泵送不利的情况，而影响连续施工。还有些情况下容易导致混凝土初凝时间推迟，且不能保证性状完整等情况。

2.3 混凝土的强度下降

外加剂与水泥之间的适应性出现问题，就会影响水泥的硬化，甚至是导致结构件的强度降低，而不能形成均匀的固态形式，从而导致整个工程受到影响。

3 提高外加剂与水泥适应性的阶段性控制措施

(1) 材料选择阶段：混凝土说到底是复合材料，及时外加剂的用量在少也是必要材料之一，因此混凝土施工初期必须进行合理设计，选择外加剂、水泥等材料是必须对其适应性进行试验与分析，提出合理的配比方案和材料规范。

(2) 掺入拌和阶段：改变外加剂的掺入时间，采用后掺法或者滞水法进行掺入；二次添加方式，出厂混凝土坍落度应进行控制，使用前利用外加剂溶液进行掺入，采用强力搅拌的方式进行溶入，坍落度从100 mm提高到140 mm。

(3)施工阶段：应在使用前对材料包括外加剂进行检验；同时保证其质量没有变质或者污染；对原材料的温度进行控制，应季节进行温度调整。

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2015-02-11

刘大鹏(1977-)，男，高级工程师，研究方向：公路桥梁施工、养护。

U416.1

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1008-3383(2015)11-0054-01