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摘要：混凝土外加剂与水泥的适应性是一个复杂的问题，影响两者适应性的因素诸多。随着我国建筑业的迅速发展，近年来外加剂新品种的增加和应用范围不断扩大，两者适应性的问题将会更复杂。为更好地服务于实际工程，简单介绍、总结了外加剂与水泥不相适应的表现类型，并以此为基础，对其主要的影响因素进行了分析，从而得出了提高适应性的方法，供相关人员参考、借鉴。
关键词：混凝土；外加剂；适应性
1.引言
我国经济的迅速发展带动了建筑业的发展和相关技术的不断进步，同时对建筑材料的要求也越来越高，这其中包括水泥混凝土。建筑产品设计要求和施工质量的提高，不仅要求混凝土高强、早期强度高、密实性高、流动度大、水化热低、耐久性好，同时还要求水泥混凝土生产成本低、容易成型且易于养护，这些要求促进了混凝土外加剂的普遍应用和迅速发展。
2.外加剂与水泥的适应性
外加剂与水泥的适应性是指外加剂掺入后对水泥及新拌混凝土性能和硬化后性能的影响。通常表现为新拌混凝土工作性不良、硬化后强度不足等。
2.1新拌混凝土工作性不良
常见的几种工作性不良有：新拌混凝土初始坍落度小、流动性差；水泥水化诱导期开始时，混凝土流动性急剧下降，坍落度损失极快；与坍落度过小相反，有时水泥与外加剂不适应时也会导致混凝土在浇筑后出现严重的泌水、离析、扒底现象，导致泵送时堵管。
2.2硬化后强度不足
因外加劑与水泥不适应，导致界面区弱化或匀质性问题，使混凝土强度大幅下降。
3适应性不良的原因分析及应对措施
3.1水泥
（1）熟料
不同水泥熟料对减水剂的吸附性能不同，其作用次序为：C3A>C4AF>C3S>C2S，减水剂加入到水泥浆体系后，由于C3A水化速度最快，对减水剂的吸附量又最大，首先吸附了大量的减水剂。因此，C3A含量高的水泥，在相同减水剂、相同掺量条件下，吸附减水剂的数量多，必然影响到水泥浆体中其他矿物组分所需要的减水剂数量，表现为混凝土流动性差。
这种情况下，如果水泥组分已经不及调整，需要适当增加减水剂的掺量。
（2）石膏
混凝土的假凝和闪凝现象均与石膏密切相关。在水泥生产过程中，提高水泥比表面积的同时应加强磨机内物料温度的控制，避免温度过高或过低，使水泥中的石膏类型和含量处于合理范围内。
混凝土假凝或者闪凝靠外加剂无法得到改善，只能通过调整水泥中的石膏种类及含量来避免此类现象。
（3）碱含量
水泥中的含碱量对减水剂的作用有很大影响，通常水泥中的碱有明显的早强和促凝作用，因此导致混凝土的流动性降低，无法达到使用减水剂的预期效果。
为使工程顺利进行，应尽量使用低碱水泥。
（4）混合材
同等条件下，水泥中掺加不同混合材，掺加减水剂的作用效果也不同。优质粉煤灰和磨细矿渣等对外加剂的吸附力较水泥低，可适当掺加。但要注意的是，磨细矿渣掺入混凝土后易产生泌水，表面干缩率增大；另外，二级和二级以下粉煤灰通常比水泥对外加剂的吸附厉害，这点应引起注意。煤矸石、硅灰均会增大对外加剂的吸附量，这两类混合材应慎重掺加。
（5）水泥细度
增加水泥细度可以增加水泥强度，同时带来的问题是，混凝土需水量变大，且坍落度损失加快且难以控制。
这种情况下，可以通过增加外加剂掺量和增加外加剂中的保坍组分来调整。
3.2外加剂
（1）减水性能
外加剂种类越来越多，常用的几类中，羧酸减水剂减水率最高，其后依次是脂肪族、萘系、木质素类等。做高标号混凝土时，常常会因为外加剂减水率不足导致混凝土和易性差或者强度不达标。
这种情况下，应尽量选用减水率较高的聚羧酸类减水剂。
（2）保坍性能
脂肪族和萘系外加剂的保坍靠的是复合保坍剂，比如糖钠等，混凝土坍落度损失较大时可通过提高保坍剂掺量来调整。但是这类保坍剂有局限性，恶劣条件下无法满足施工要求，这时可以选用聚羧酸类外加剂，聚羧酸类的保坍靠的是本身分子机构中的接枝支链，这种支链可以根据工程需求在合成阶段灵活设计调整，江苏建筑科学研究院的聚羧酸外加剂PCA-III甚至可以做到初始80mm小坍落度下1小时不损失。
（3）敏感性
多数羧酸类混凝土外加剂对水泥的适应性较好，但有时会对混凝土的需水量比较敏感，例如，某工程中C50标号混凝土160kg/m3用水量时，混凝土坍落度为180mm，而增大5kg/m3用水量时，坍落度超过了220cm，同时出现了离析现象。
针对这种问题，江苏建筑科学研究院对聚羧酸减水剂PCA-I的分子结构进行了优化设计，使其对用水量的敏感性大大降低。另外该单位针对中低标号混凝土设计的低浓聚羧酸基本杜绝了用水量敏感的问题。
（4）掺加方式
外加剂的掺加方法主要有先掺法、同掺法和后掺法三种。先掺法即外加剂干粉先与水泥混合，然后再与砂、石、水一起搅拌。同掺法即在搅拌混凝土时将外加剂溶液（粉剂应预先溶解）与水一起掺入混凝土中。后掺法即在混凝土拌好后再将外加剂一次或分数次加入混凝土中（须经二次或多次搅拌）。
研究表明，木质素磺酸盐先掺法效果与同掺法、滞水法基本一致；萘系高效减水剂后掺效果由于先掺法。在某些水泥中，减水剂滞后于水几分钟加入时，新拌混凝土的流动性显著提高，但保坍性略有下降。
4.结束语
随着我国经济的不断发展，建筑行业发展迅速，对于水泥混凝土的需求量逐年增加，因此就需要加快混凝土外加剂与水泥适应性的研究，保证建筑业的良好发展。混凝土外加剂和水泥之间的适应性是一个错综复杂的问题，若在施工现场遇到此类问题，首先应该与水泥厂家和外加剂厂家沟通分析原因并针对性提出改善措施，如仍无法改善应及时更换水泥或外加剂。为保证施工顺畅，应尽量选择有技术保障的知名水泥和外加剂厂商。
参考文献：
[1] 蒋亚清.混凝土外加剂应用基础[M]. 北京：化学工业出版社，2012.
[2] 缪昌文.高性能混凝土外加剂[M]. 北京：化学工业出版社，2010.
[3] 董荣珍.化学外加剂对高性能水泥水化及初始结构形成的调控机理的研究[D].武汉：武汉理工大学，2010.
作者简介：
王国友（1985-2），男，汉，河北省石家庄市人，江苏博特新材料有限公司 南京市江宁区 邮编：211100，江苏省南京市，本科，助理工程师，建筑材料方向。
关键词：混凝土；外加剂；适应性
1.引言
我国经济的迅速发展带动了建筑业的发展和相关技术的不断进步，同时对建筑材料的要求也越来越高，这其中包括水泥混凝土。建筑产品设计要求和施工质量的提高，不仅要求混凝土高强、早期强度高、密实性高、流动度大、水化热低、耐久性好，同时还要求水泥混凝土生产成本低、容易成型且易于养护，这些要求促进了混凝土外加剂的普遍应用和迅速发展。
2.外加剂与水泥的适应性
外加剂与水泥的适应性是指外加剂掺入后对水泥及新拌混凝土性能和硬化后性能的影响。通常表现为新拌混凝土工作性不良、硬化后强度不足等。
2.1新拌混凝土工作性不良
常见的几种工作性不良有：新拌混凝土初始坍落度小、流动性差；水泥水化诱导期开始时，混凝土流动性急剧下降，坍落度损失极快；与坍落度过小相反，有时水泥与外加剂不适应时也会导致混凝土在浇筑后出现严重的泌水、离析、扒底现象，导致泵送时堵管。
2.2硬化后强度不足
因外加劑与水泥不适应，导致界面区弱化或匀质性问题，使混凝土强度大幅下降。
3适应性不良的原因分析及应对措施
3.1水泥
（1）熟料
不同水泥熟料对减水剂的吸附性能不同，其作用次序为：C3A>C4AF>C3S>C2S，减水剂加入到水泥浆体系后，由于C3A水化速度最快，对减水剂的吸附量又最大，首先吸附了大量的减水剂。因此，C3A含量高的水泥，在相同减水剂、相同掺量条件下，吸附减水剂的数量多，必然影响到水泥浆体中其他矿物组分所需要的减水剂数量，表现为混凝土流动性差。
这种情况下，如果水泥组分已经不及调整，需要适当增加减水剂的掺量。
（2）石膏
混凝土的假凝和闪凝现象均与石膏密切相关。在水泥生产过程中，提高水泥比表面积的同时应加强磨机内物料温度的控制，避免温度过高或过低，使水泥中的石膏类型和含量处于合理范围内。
混凝土假凝或者闪凝靠外加剂无法得到改善，只能通过调整水泥中的石膏种类及含量来避免此类现象。
（3）碱含量
水泥中的含碱量对减水剂的作用有很大影响，通常水泥中的碱有明显的早强和促凝作用，因此导致混凝土的流动性降低，无法达到使用减水剂的预期效果。
为使工程顺利进行，应尽量使用低碱水泥。
（4）混合材
同等条件下，水泥中掺加不同混合材，掺加减水剂的作用效果也不同。优质粉煤灰和磨细矿渣等对外加剂的吸附力较水泥低，可适当掺加。但要注意的是，磨细矿渣掺入混凝土后易产生泌水，表面干缩率增大；另外，二级和二级以下粉煤灰通常比水泥对外加剂的吸附厉害，这点应引起注意。煤矸石、硅灰均会增大对外加剂的吸附量，这两类混合材应慎重掺加。
（5）水泥细度
增加水泥细度可以增加水泥强度，同时带来的问题是，混凝土需水量变大，且坍落度损失加快且难以控制。
这种情况下，可以通过增加外加剂掺量和增加外加剂中的保坍组分来调整。
3.2外加剂
（1）减水性能
外加剂种类越来越多，常用的几类中，羧酸减水剂减水率最高，其后依次是脂肪族、萘系、木质素类等。做高标号混凝土时，常常会因为外加剂减水率不足导致混凝土和易性差或者强度不达标。
这种情况下，应尽量选用减水率较高的聚羧酸类减水剂。
（2）保坍性能
脂肪族和萘系外加剂的保坍靠的是复合保坍剂，比如糖钠等，混凝土坍落度损失较大时可通过提高保坍剂掺量来调整。但是这类保坍剂有局限性，恶劣条件下无法满足施工要求，这时可以选用聚羧酸类外加剂，聚羧酸类的保坍靠的是本身分子机构中的接枝支链，这种支链可以根据工程需求在合成阶段灵活设计调整，江苏建筑科学研究院的聚羧酸外加剂PCA-III甚至可以做到初始80mm小坍落度下1小时不损失。
（3）敏感性
多数羧酸类混凝土外加剂对水泥的适应性较好，但有时会对混凝土的需水量比较敏感，例如，某工程中C50标号混凝土160kg/m3用水量时，混凝土坍落度为180mm，而增大5kg/m3用水量时，坍落度超过了220cm，同时出现了离析现象。
针对这种问题，江苏建筑科学研究院对聚羧酸减水剂PCA-I的分子结构进行了优化设计，使其对用水量的敏感性大大降低。另外该单位针对中低标号混凝土设计的低浓聚羧酸基本杜绝了用水量敏感的问题。
（4）掺加方式
外加剂的掺加方法主要有先掺法、同掺法和后掺法三种。先掺法即外加剂干粉先与水泥混合，然后再与砂、石、水一起搅拌。同掺法即在搅拌混凝土时将外加剂溶液（粉剂应预先溶解）与水一起掺入混凝土中。后掺法即在混凝土拌好后再将外加剂一次或分数次加入混凝土中（须经二次或多次搅拌）。
研究表明，木质素磺酸盐先掺法效果与同掺法、滞水法基本一致；萘系高效减水剂后掺效果由于先掺法。在某些水泥中，减水剂滞后于水几分钟加入时，新拌混凝土的流动性显著提高，但保坍性略有下降。
4.结束语
随着我国经济的不断发展，建筑行业发展迅速，对于水泥混凝土的需求量逐年增加，因此就需要加快混凝土外加剂与水泥适应性的研究，保证建筑业的良好发展。混凝土外加剂和水泥之间的适应性是一个错综复杂的问题，若在施工现场遇到此类问题，首先应该与水泥厂家和外加剂厂家沟通分析原因并针对性提出改善措施，如仍无法改善应及时更换水泥或外加剂。为保证施工顺畅，应尽量选择有技术保障的知名水泥和外加剂厂商。
参考文献：
[1] 蒋亚清.混凝土外加剂应用基础[M]. 北京：化学工业出版社，2012.
[2] 缪昌文.高性能混凝土外加剂[M]. 北京：化学工业出版社，2010.
[3] 董荣珍.化学外加剂对高性能水泥水化及初始结构形成的调控机理的研究[D].武汉：武汉理工大学，2010.
作者简介：
王国友（1985-2），男，汉，河北省石家庄市人，江苏博特新材料有限公司 南京市江宁区 邮编：211100，江苏省南京市，本科，助理工程师，建筑材料方向。