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摘要：由于原材料的不同，同强度等级的水泥配制的混凝土性能存在着较大的差别。目前市场上的高效减水剂对不同厂家的水泥存在着相容性的问题，影响混凝土拌合物的和易性。本文选用聚羧酸系高效减水剂HK01、ZS01和萘系高效减水剂NSF-2与三种不同产地的P·O42.5水泥进行对比试验，测定了水泥浆体流动度及30分钟、60分钟的经时变化，结果显示聚羧酸系高效减水剂HK01、ZS01与三种水泥有良好的相容性，且减水效果显著，而萘系高效减水剂NSF-2的相容性就要差些。另外，减水剂的掺入法对水泥浆体的流动度有较大的影响。
关键词：高效减水剂；水泥；相容性
Abstract: Due to the different raw materials, the performance of concrete prepared with the same strength grade cement exist in the larger differences. Currently on the market of super plasticizer on cement indifferent compatibility problems, affecting concrete workability. In this paper, using polycarboxylates efficient contrast test of P • O42.5 cement agent HK01, ZS01 and naphthalene super plasticizer NSF-2 and three different places, change of cement paste fluidity and 30 minutes,60 minutes after the test, results showed thatpolycarboxylate super plasticizer HK01, ZS01 and three the cement has good compatibility, and decrease water effect is remarkable, and the naphthalene water-reducing performance will worse compatibility agent NSF-2. In addition, water-reducing agent of cement paste fluidity influence.
Key words: super plasticizer; cement; biocompatibility
中图分类号：TU5 文献标识码：文章编号:
1 引言
高效减水剂对水泥有强烈分散作用，能大大提高水泥拌合物流动性和混凝土坍落度，同时大幅度降低用水量，显著改善混凝土工作性。能增强混凝土的抗渗、抗冻融及耐腐蚀性，提高了混凝土的耐久性。
采用高效减水剂技术制备的高性能混凝土,广泛应用于高层建筑、大型堤坝、桥梁、隧道、轨枕构件等建设工程中，在经济建设和社会发展中发挥重大作用。在保证质量的前提下，能够较大幅度地减少水泥用量，不仅产生良好的经济效益，又因间接地减少碳排放而友好于我们生存的环境。
由于各地生产水泥的原材料存在差别，水泥性能变化比较大，高效减水剂对于不同水泥存在着相容性问题，以致如果减水剂使用不当，不仅达不到预期效果，而且还可能产生工程质量事故，造成巨大损失。因此，随着混凝土技术的提高，水泥和高效减水剂之间的相容性问题引起越来越多的关注，工程施工前了解和验证减水剂与水泥的相容性也因此成了不可缺的准备工作。
为此，本文选用高效减水剂聚羧酸系HK01、聚羧酸系ZS01、萘系NSF-2以及三种不同产地的水泥，通过测定水泥浆体的流动度和经时变化，探讨了两种高效减水剂与水泥之间的相容性问题。
2试验材料与试验方法
2.1试验材料
水泥：邯郸Ｐ·Ｏ４２．５水泥（Ｃ－１），朔州金圆Ｐ·Ｏ４２．５水泥（Ｃ－２），阳泉冀东Ｐ·Ｏ４２．５水泥（Ｃ－３）；
高效减水剂：聚羧酸系高效减水剂HK01（含固量15%），聚羧酸系高效减水剂ZS01（含固量15%）,萘系高效减水剂NSF-2（含固量15%）。
2.2试验方法
水泥净浆流动度测试：
采用水泥净浆搅拌机、截锥试模（上口直径36mm，下口直径60mm，高度60mm）、玻璃板、秒表、钢直尺等工具对掺加高效减水剂水泥浆的流动度进行测定。先将玻璃板放在水平位置，用湿布抹擦玻璃板、截锥试模、搅拌器、及搅拌锅，使其表面湿而不带水渍。将截锥试模放在玻璃板中央，并用湿布覆盖待用。接下来将搅拌好的水泥浆体置入截锥试模中，用刮刀刮平，将截锥试模垂直方向提起，同时开始计时，任水泥浆体在玻璃板上流动，至30s，用钢直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为一次试验的水泥净浆流动度。若不作特别说明，试验均使用C-1水泥。
3聚羧酸系高效减水剂HK01（含固量15%），聚羧酸系高效减水剂ZS01（含固量15%）,萘系高效减水剂NSF-2（含固量15%）与同种水泥的相容性研究。
3.1减水剂掺入方式的不同对水泥流动度的影响
试验配料；
（1）C-1水泥+外掺0.5%（按水剂计算）的聚羧酸系高效减水剂HK01
（2）C-1水泥+外掺0.5%（按水剂计算）的聚羧酸系高效减水剂ZS01
（3）C-1水泥+外掺0.5%（按粉剂计算）的萘系高效减水剂NSF-2
掺入方式：
R1-1：水与水泥混合，再加入减水剂
R1-2：将减水剂先溶于水中，再逐渐加入水泥
表1 减水剂掺入方式对水泥流动度性的影响（室温24℃）
注：水灰比为0.35
如表1所示，得出结论如下：
HK01、ZS01在t=0min、t=30min、t=60min时，R1-2掺入方式的流动度均大于其按R1-1掺入方式的流动度，NSF-2结果显示也同样如此，可见高效减水剂掺入方式对水泥浆体的流动性有很大的影响，将高效减水剂与水混合再逐渐加入水泥能有效改善水泥浆体的流动性，此后的试验均按R1-2的掺入方式进行。
R1-2掺入方式中可见t=0min、t=30min、t=60min时，掺聚羧酸高效减水剂HK01、ZS01的水泥的浆体流动性均远远好于掺萘系 NSF-2水泥浆体的流动性。
R1-2掺入方式中，HK01从t=0min到t=60min时流动度由305mm降至290mm，1小时内流動度损失仅为4.92%；ZS01从t=0min到t=60min时流动度由310mm降至297mm，1小时内流动度损失为4.19%；NSF-2从t=0min至t=60min时流动度由159mm降至98mm，1小时内流动度损失为38.36%，远远大于HK01、ZS01的流动度损失，由此可见聚羧酸高效减水剂HK01、ZS01相比于萘系高效减水剂 NSF-2对水泥具有较好的分散减水性能和保塑性能。
3.2 减水剂掺量的不同对水泥浆体流动度的影响
表2 减水剂的掺量对水泥流变性的影响
注：水灰比为0.35
由表2所示可知；
HK01聚羧酸系高效减水剂在掺量为水泥质量0.1%时就表现出优良的减水性能，而NSF-2萘系高效减水剂在掺量为1.2%才表现出和HK01 0.1%掺量时近似的流动度；
1小时后掺有减水剂HK01的水泥浆体的流动度几乎都大于250mm，1小时内的流动度损失均在10%以内，减水作用良好，且保塑性优良；
HK01在掺量0.5%~0.9%之间的流动度的值比较接近，而在掺量为1.2%时其流动度出现下降趋势，表明HK01高效减水剂的减水效果有一个极限值，超过其极限值时，水泥的流动性降低，减水效果变差，甚至增加水泥浆体的粘度，从经济与性能的综合角度考虑，HK01的掺量在0.1%~0.3%之间为宜；
根据表中的流动度判断，高效减水剂NSF-2最佳掺量范围在0.9%~1.2%之间，此时水泥浆体流动度在250mm左右。
4聚羧酸系减水剂HK01、萘系减水剂NSF-2与不同水泥的相容性
选用朔州金圆Ｐ·Ｏ４２．５水泥（Ｃ－２），阳泉冀东Ｐ·Ｏ４２．５水泥（Ｃ－３）两种水泥，分别与HK01、 NSF-2混合。水灰比0.35，减水剂掺量均为0.5%，再结合表1中在减水剂R1-2的掺入方式下C-1水泥分别与HK01、 NSF-2混合后的水泥浆体流动度的数据，结果见表3.
表3HK01、NSF-2与不同水泥的相容性
如表3所示：
HK01与C-1、C-2、C-3三种水泥混合其流变性均较优良，1小时流动度损失均在10%以内，表现出良好的相容性，说明HK01与各种水泥间的相容性均较好；
和HK01相比，NSF-2对各水泥的分散效果均较差，1小时流动度损失较大，可见于三种水泥的相容性均较差，但较之C-2、C-3水泥，NSF-2与C-1水泥的相容性相对较好。
5展望
随着国家新型城镇化建设战略的不断推进，对建设投资力度进一步加大，对混凝土的需求逐年上升，对混凝土的性能要求不断提高。同样，对具有高减水剂和高缓凝性能的高性能减水剂的需求也会不断增大。
在日本、美国等国家，外加剂在工厂的应用率几乎为100%，而我国各项工程中外加剂的使用率平均仅为15%，应用中萘系占主流，而减水效果更为优异的聚羧酸系减水剂仍处于研究开发阶段，远远落后于美国和日本等国。今后应该把重点放在聚羧酸系减水剂的研究开发方面，力争开发出减水性能更高、保塑性更高、适应更广的高效减水剂，使我国减水剂的发展水平更上一个新的台阶。
6结束语
通过以上实验总结结论如下：
（1）减水剂的掺入方式对水泥浆体的流动性有较大影响，为在一定程度上改善水泥浆体的流动性，在掺入减水剂时应先将减水剂与水混合，再与水泥混合；
（2）在同水灰比情况下，聚羧酸系高效减水剂HK01和萘系高效减水剂NSF-2相比, 聚羧酸系高效减水剂HK01对水泥有较好的分散性，能较为显著地改善水泥浆体的流动性；
（3）聚羧酸高效减水剂HK01在掺量仅为水泥质量0.1%的时候就能有效改善水泥浆体的流变性能，而为使水泥浆体达到统一的流动度，萘系高效减水剂NSF-2的需量为水泥质量的1.2%左右；
（4）聚羧酸高效减水剂HK01在掺量0.1%~1.2%之间，1小时过后水泥浆体的流动度几乎都大于250mm，1小时的流动度损失均在10%以内，保塑性优良；
（5）聚羧酸高效减水剂HK01在掺量为1.2%时水泥浆体流动度出现下降趋势，表明HK01高效減水剂的减水效果有一个极限值，超过极限值时，水泥的流动性降低，减水效果变差；
（6）聚羧酸高效减水剂HK01与三种不同水泥的相容性均较好，萘系高效减水剂NSF-2相对来说就要差些。
[参考文献]
[1] 王永明，时建民，李晓峰，高效减水剂的开发与生产[J]煤化工.1997（3）：20-26
[2]苏力军等.高效减水剂作用机理及研究进展[J]河北化工.2005(6);1-4
[3]王善拔,关于水泥与超塑化剂相适应的几个问题[J]水泥,2000(1);7-11
[4]赵平,刘克忠,随同波冷,高贝利特水泥与高效减水剂相容性研究[J]水泥,2000(5);1-5
[5]李永德,陈荣军,李崇智,高性能减水剂的研究现状及发展方向[J],混凝土,2002(9);10-13
[6]郭雅妮,丁庆军,胡曙光,高效减水剂的研究现状及发展趋势[J]云南建材.2000(4);8-11
[7]陈建奎,混凝土外加剂的原理与应用[M]背景,中国计划出版社,1997
关键词：高效减水剂；水泥；相容性
Abstract: Due to the different raw materials, the performance of concrete prepared with the same strength grade cement exist in the larger differences. Currently on the market of super plasticizer on cement indifferent compatibility problems, affecting concrete workability. In this paper, using polycarboxylates efficient contrast test of P • O42.5 cement agent HK01, ZS01 and naphthalene super plasticizer NSF-2 and three different places, change of cement paste fluidity and 30 minutes,60 minutes after the test, results showed thatpolycarboxylate super plasticizer HK01, ZS01 and three the cement has good compatibility, and decrease water effect is remarkable, and the naphthalene water-reducing performance will worse compatibility agent NSF-2. In addition, water-reducing agent of cement paste fluidity influence.
Key words: super plasticizer; cement; biocompatibility
中图分类号：TU5 文献标识码：文章编号:
1 引言
高效减水剂对水泥有强烈分散作用，能大大提高水泥拌合物流动性和混凝土坍落度，同时大幅度降低用水量，显著改善混凝土工作性。能增强混凝土的抗渗、抗冻融及耐腐蚀性，提高了混凝土的耐久性。
采用高效减水剂技术制备的高性能混凝土,广泛应用于高层建筑、大型堤坝、桥梁、隧道、轨枕构件等建设工程中，在经济建设和社会发展中发挥重大作用。在保证质量的前提下，能够较大幅度地减少水泥用量，不仅产生良好的经济效益，又因间接地减少碳排放而友好于我们生存的环境。
由于各地生产水泥的原材料存在差别，水泥性能变化比较大，高效减水剂对于不同水泥存在着相容性问题，以致如果减水剂使用不当，不仅达不到预期效果，而且还可能产生工程质量事故，造成巨大损失。因此，随着混凝土技术的提高，水泥和高效减水剂之间的相容性问题引起越来越多的关注，工程施工前了解和验证减水剂与水泥的相容性也因此成了不可缺的准备工作。
为此，本文选用高效减水剂聚羧酸系HK01、聚羧酸系ZS01、萘系NSF-2以及三种不同产地的水泥，通过测定水泥浆体的流动度和经时变化，探讨了两种高效减水剂与水泥之间的相容性问题。
2试验材料与试验方法
2.1试验材料
水泥：邯郸Ｐ·Ｏ４２．５水泥（Ｃ－１），朔州金圆Ｐ·Ｏ４２．５水泥（Ｃ－２），阳泉冀东Ｐ·Ｏ４２．５水泥（Ｃ－３）；
高效减水剂：聚羧酸系高效减水剂HK01（含固量15%），聚羧酸系高效减水剂ZS01（含固量15%）,萘系高效减水剂NSF-2（含固量15%）。
2.2试验方法
水泥净浆流动度测试：
采用水泥净浆搅拌机、截锥试模（上口直径36mm，下口直径60mm，高度60mm）、玻璃板、秒表、钢直尺等工具对掺加高效减水剂水泥浆的流动度进行测定。先将玻璃板放在水平位置，用湿布抹擦玻璃板、截锥试模、搅拌器、及搅拌锅，使其表面湿而不带水渍。将截锥试模放在玻璃板中央，并用湿布覆盖待用。接下来将搅拌好的水泥浆体置入截锥试模中，用刮刀刮平，将截锥试模垂直方向提起，同时开始计时，任水泥浆体在玻璃板上流动，至30s，用钢直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为一次试验的水泥净浆流动度。若不作特别说明，试验均使用C-1水泥。
3聚羧酸系高效减水剂HK01（含固量15%），聚羧酸系高效减水剂ZS01（含固量15%）,萘系高效减水剂NSF-2（含固量15%）与同种水泥的相容性研究。
3.1减水剂掺入方式的不同对水泥流动度的影响
试验配料；
（1）C-1水泥+外掺0.5%（按水剂计算）的聚羧酸系高效减水剂HK01
（2）C-1水泥+外掺0.5%（按水剂计算）的聚羧酸系高效减水剂ZS01
（3）C-1水泥+外掺0.5%（按粉剂计算）的萘系高效减水剂NSF-2
掺入方式：
R1-1：水与水泥混合，再加入减水剂
R1-2：将减水剂先溶于水中，再逐渐加入水泥
表1 减水剂掺入方式对水泥流动度性的影响（室温24℃）
注：水灰比为0.35
如表1所示，得出结论如下：
HK01、ZS01在t=0min、t=30min、t=60min时，R1-2掺入方式的流动度均大于其按R1-1掺入方式的流动度，NSF-2结果显示也同样如此，可见高效减水剂掺入方式对水泥浆体的流动性有很大的影响，将高效减水剂与水混合再逐渐加入水泥能有效改善水泥浆体的流动性，此后的试验均按R1-2的掺入方式进行。
R1-2掺入方式中可见t=0min、t=30min、t=60min时，掺聚羧酸高效减水剂HK01、ZS01的水泥的浆体流动性均远远好于掺萘系 NSF-2水泥浆体的流动性。
R1-2掺入方式中，HK01从t=0min到t=60min时流动度由305mm降至290mm，1小时内流動度损失仅为4.92%；ZS01从t=0min到t=60min时流动度由310mm降至297mm，1小时内流动度损失为4.19%；NSF-2从t=0min至t=60min时流动度由159mm降至98mm，1小时内流动度损失为38.36%，远远大于HK01、ZS01的流动度损失，由此可见聚羧酸高效减水剂HK01、ZS01相比于萘系高效减水剂 NSF-2对水泥具有较好的分散减水性能和保塑性能。
3.2 减水剂掺量的不同对水泥浆体流动度的影响
表2 减水剂的掺量对水泥流变性的影响
注：水灰比为0.35
由表2所示可知；
HK01聚羧酸系高效减水剂在掺量为水泥质量0.1%时就表现出优良的减水性能，而NSF-2萘系高效减水剂在掺量为1.2%才表现出和HK01 0.1%掺量时近似的流动度；
1小时后掺有减水剂HK01的水泥浆体的流动度几乎都大于250mm，1小时内的流动度损失均在10%以内，减水作用良好，且保塑性优良；
HK01在掺量0.5%~0.9%之间的流动度的值比较接近，而在掺量为1.2%时其流动度出现下降趋势，表明HK01高效减水剂的减水效果有一个极限值，超过其极限值时，水泥的流动性降低，减水效果变差，甚至增加水泥浆体的粘度，从经济与性能的综合角度考虑，HK01的掺量在0.1%~0.3%之间为宜；
根据表中的流动度判断，高效减水剂NSF-2最佳掺量范围在0.9%~1.2%之间，此时水泥浆体流动度在250mm左右。
4聚羧酸系减水剂HK01、萘系减水剂NSF-2与不同水泥的相容性
选用朔州金圆Ｐ·Ｏ４２．５水泥（Ｃ－２），阳泉冀东Ｐ·Ｏ４２．５水泥（Ｃ－３）两种水泥，分别与HK01、 NSF-2混合。水灰比0.35，减水剂掺量均为0.5%，再结合表1中在减水剂R1-2的掺入方式下C-1水泥分别与HK01、 NSF-2混合后的水泥浆体流动度的数据，结果见表3.
表3HK01、NSF-2与不同水泥的相容性
如表3所示：
HK01与C-1、C-2、C-3三种水泥混合其流变性均较优良，1小时流动度损失均在10%以内，表现出良好的相容性，说明HK01与各种水泥间的相容性均较好；
和HK01相比，NSF-2对各水泥的分散效果均较差，1小时流动度损失较大，可见于三种水泥的相容性均较差，但较之C-2、C-3水泥，NSF-2与C-1水泥的相容性相对较好。
5展望
随着国家新型城镇化建设战略的不断推进，对建设投资力度进一步加大，对混凝土的需求逐年上升，对混凝土的性能要求不断提高。同样，对具有高减水剂和高缓凝性能的高性能减水剂的需求也会不断增大。
在日本、美国等国家，外加剂在工厂的应用率几乎为100%，而我国各项工程中外加剂的使用率平均仅为15%，应用中萘系占主流，而减水效果更为优异的聚羧酸系减水剂仍处于研究开发阶段，远远落后于美国和日本等国。今后应该把重点放在聚羧酸系减水剂的研究开发方面，力争开发出减水性能更高、保塑性更高、适应更广的高效减水剂，使我国减水剂的发展水平更上一个新的台阶。
6结束语
通过以上实验总结结论如下：
（1）减水剂的掺入方式对水泥浆体的流动性有较大影响，为在一定程度上改善水泥浆体的流动性，在掺入减水剂时应先将减水剂与水混合，再与水泥混合；
（2）在同水灰比情况下，聚羧酸系高效减水剂HK01和萘系高效减水剂NSF-2相比, 聚羧酸系高效减水剂HK01对水泥有较好的分散性，能较为显著地改善水泥浆体的流动性；
（3）聚羧酸高效减水剂HK01在掺量仅为水泥质量0.1%的时候就能有效改善水泥浆体的流变性能，而为使水泥浆体达到统一的流动度，萘系高效减水剂NSF-2的需量为水泥质量的1.2%左右；
（4）聚羧酸高效减水剂HK01在掺量0.1%~1.2%之间，1小时过后水泥浆体的流动度几乎都大于250mm，1小时的流动度损失均在10%以内，保塑性优良；
（5）聚羧酸高效减水剂HK01在掺量为1.2%时水泥浆体流动度出现下降趋势，表明HK01高效減水剂的减水效果有一个极限值，超过极限值时，水泥的流动性降低，减水效果变差；
（6）聚羧酸高效减水剂HK01与三种不同水泥的相容性均较好，萘系高效减水剂NSF-2相对来说就要差些。
[参考文献]
[1] 王永明，时建民，李晓峰，高效减水剂的开发与生产[J]煤化工.1997（3）：20-26
[2]苏力军等.高效减水剂作用机理及研究进展[J]河北化工.2005(6);1-4
[3]王善拔,关于水泥与超塑化剂相适应的几个问题[J]水泥,2000(1);7-11
[4]赵平,刘克忠,随同波冷,高贝利特水泥与高效减水剂相容性研究[J]水泥,2000(5);1-5
[5]李永德,陈荣军,李崇智,高性能减水剂的研究现状及发展方向[J],混凝土,2002(9);10-13
[6]郭雅妮,丁庆军,胡曙光,高效减水剂的研究现状及发展趋势[J]云南建材.2000(4);8-11
[7]陈建奎,混凝土外加剂的原理与应用[M]背景,中国计划出版社,1997