关于混凝土外加剂与水泥相容性的思考

李志龙 陈书军 刘庆鹏

1.中国电建西北勘测设计研究院有限公司 陕西 西安 710043

2.中国电建水利水电第三工程局有限公司 陕西 西安 710024

前言

目前，国内水电工程大多采用中热水泥。中热水泥主要优点有：水化热低，放热速度慢，有利于温度控制。然而，在施工过程中，就算是胶凝材料用的是中热水泥，而且水泥的各项性能也符合相关规范要求，但混凝土还是会出现假凝等异常现象。本文主要就黑龙江某抽水蓄能电站趾板混凝土施工过程中出现的水泥与外加剂不相容问题，提出相应的分析与解决方案。

1 存在问题

在工程趾板浇筑过程中，出现了混凝土坍落度损失过快、流动性差、凝结时间大大缩短的反常情况，导致施工困难、不易平仓现象。接到施工方反馈后，项目部联合施工方立即对工程用的P.MH42.5水泥及P.O42.5水泥与外加剂进行专门试验和分析。

2 试验过程

试验根据《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119－2013中的附录A[1]的方法进行检测，采用工地使用的趾板配合比及各类原材料，调整外加剂掺量使砂浆的初始扩展度达到GB50119－2013中规定的扩展度，根据掺外加剂砂浆的扩展度经时损失判断外加剂与水泥的相容性，试验结果见下表1。

表1 砂浆扩展度试验检测汇总表

检测结果表明，无论是与P.MH42.5水泥还是P.042.5水泥，当砂浆中掺入JX－001或PCA－I减水剂后，在60 min后砂浆的流动度并未出现大的损失，从而排除两种减水剂对混凝土的影响；而当用采用P.MH42.5水泥时，在同时掺入JX－0001减水剂和JX－002引气剂后，或是PCA－I减水剂和GYQ－III引气剂后，砂浆在60 min后的流动度均出现大的损失，几乎已经失去了流动性，这表示趾板混凝土出现假凝的主要原因是引气剂造成的，可在与普硅水泥的结果又显示两种引气剂并未对砂浆的流动度造成影响。看来所用的中热水泥有问题，于是对中热水泥成分进行分析，共取样8个批次，检测结果见表2。

表2 P.MH42.5水泥成分汇总表

通过检测结果发现：

8个批次水泥的物相组成较为稳定，不同批次之间的偏差在试验误差范围之内。该8个批次水泥的C3S含量在40%左右，而C2S的含量在20%～25%之间，高于普通硅酸盐水泥的10%～15%；而C3 A含量低于2%，且C3 A与C4 AF的比值约为0.15左右，低于正常的0.3～0.5。因此，初步判断该水泥为中热(可能低热)水泥。

在各水泥中含有约4%左右的游离氧化镁，同时硫酸钾含量较低，证实该水泥应为低碱中热(低热)水泥。

同时结果表明，该批次水泥中石膏含量较低(1%左右)，且石膏主要组分为无水石膏。在三种石膏中，无水石膏溶解速度最慢，容易导致早期溶液中硫酸根离子量不足，从而无法有效延缓水泥中C3 A的快速水化，从而造成混凝土假凝情况。

3 解决方案

既然中热水泥的成分中缺少无水石膏是造成混凝土假凝的原因，那么可以从延缓水泥的水化时间入手来解决，两种方法：一是调整水泥成分，二是对外加剂进行成分调整。显然水泥成分由于原料的不可控制，无法轻易进行调整，而对外加剂进行调整使之适应水泥却是可行的。经过与某外加剂厂家沟通后，厂家对外加剂进行了配方调整，并用新外加剂在室内进行了趾板混凝土试拌，检测结果见表3。

表3 调整后趾板混凝土试拌成果汇总表

结果表明：在调整外加剂的配方后，混凝土的试拌效果好，坍落度经时损失也很小，初凝与终凝时间均能满足现场施工要求。

4 结语

试验表明，当混凝土出现异常情况如假凝时，首先要考虑用相容性试验快速找出问题的原因。通过调整外加剂配方与水泥互补，从而改善混凝土性能，消除假凝现象，解决施工过程中的振捣困难和收面困难等问题。综上所述，相容性试验能够快速的发现问题所在，为混凝土施工提供解决方案，确保了工程施工质量，同时也对混凝土外加剂的选择有一定的指导意义。