甄别及调整外加剂与水泥适应性的试验方法

适 应性 。 但是早 强水泥 的饱和掺 量点普遍较 高 ， 令传 统 的高
效 减水剂用量 超过 １ ％或０８ （ －％ 按折 固量 计算 ） 这 对于通常 ，
也 比净 浆试 验大 １余 倍 ， Ｏ 加上试验人 员操作手法不同等因素 影 响， 浆与混凝 土试验 结果常常相违 。 然可能要 做较 大 净 虽 调 整， 不必 推倒重来 ， 但 前面试 验所用 的大部 分外加剂成分 可继续采用 ， 但其用量可能会不同， 有些组 分可能要增删 ， 增 加 高效 减水剂的用量有 时也是必 要的。 之 ， 总 净浆调好了， 可 能在 混凝 土中仍然达不 到预期 ； 若是 净浆都没有调好 ， 则混
是４ ％一 ０ ％， ０ ２ ０ 偏低也就是 三氧化硫 少了， 要在外加剂 中加少
才 能得到预计 的混 凝土坍落度 ， 并且扩展度可能还达不 到要 求， 往往牺牲— 加剂用量其效果也 不明显。 了 外 粉磨 时混合材若 是石灰石粉 ， 则成品水泥易产生 泌水 。 加入其他工业废渣， 虽 然可能掺量不大 ， 但磨成水泥后与外加剂 的适应性就差 ， 而且
于是 ， 从何处 着手开始试 验的问题就摆到我们面前了。 第一 步宜 从检测 拟用 的水泥ｐ Ｈ值 开始 ， 就是 水泥 的 也
对调 整适应性 的试验可能更 有意义 。 碱度 。 Ｈ 纸就可 以完成 这项 工作 ， 用ｐ 试 当然用ｐ Ｈ计或ｐ 笔更 量 ， Ｈ
好。 可以用三份水溶解 一份水泥 （ 以重 量计 ） 充分搅拌后沉 ， 淀澄清， 取清液一滴置于广泛ｐ Ｈ试纸上 ， 察试 纸背面变 色 观
程度 以确定水 泥的碱 性。 一般ｐ 值 应在 １ １ Ｈ ２１Ａ， ２ 但也有普 通
用泵送减 水剂 时， 这种现 象更 加频 繁。
不相 适应 的表 现 大致有 以下几种 情况 ： 是新 拌混 凝 一
硅 酸盐 水泥ｐ 值 只有９ １， 别的更低 。 Ｈ —０ 个 试验结 果让 我们 能
初步判 断： 水泥 中可溶性碱 量大 还是小 ； 水泥 中的？ 昆合材是
时调整适应性， 也无法得到满意 的结果。 水泥净浆试验可以用纯水泥做 ， 也可把３ ０ ０ 克胶凝 材料总
地方性 建材质量越来越差 是当前普 遍现象 ， 砂子含泥量
量按 照混凝 土配合 比中的胶凝 材料的 比例分 配 。 先用前个方 案 再用后个方 案做 ， 往往 更容易找 出正 确的结果 。即将重 新 颁布 的 《 凝土 外加剂应 用技术规 范》中用水泥胶砂 试 验代 混
成 品水 泥表现为吸 附高效减水剂 ， 减水 剂掺量必 须增 加很多
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第四步是 试 着调整 水泥中的碱 硫酸 盐化程 度亦 即熟 料 塑化度 到合 适的范围。 熟料塑化度Ｓ 值计算式为： Ｄ
Ｓ ＝ Ｏ ／ １ ９ Ｎ ２ Ｏ８Leabharlann BaiduＫ Ｏ） Ｄ Ｓ ３ （． ２ ａＯ＋ ． ２ ２ ５
各个 成分 含量 值正 是在熟 料分 析 中列 出的 。 Ｄ Ｓ 值范 围
甄别及调整 外加剂 与水泥适应性的试验 方法
中国土木 工程学会外加剂专业委员会 冯 浩
摘 要： 本文提 出了 一种外加剂与水泥适应性的系统试验 方法， 并解析 了 该方法的七个试 验 步骤及相关注意事项。 关键字： 外加剂； 水泥； 混凝土； 适应性
外加 剂与水 泥产生不相 适应 的情况 时有发 生， 其在使 尤
凝 土可能会 出现更大问题。
掺量不超过２５ ．％的泵送 剂来说 ， 达到饱和掺 量很不现实 ， 连 “ 接近 ” 不可能 ， 都 主要还需依靠 不同高效减 水剂的复配 ， 以及与多种缓凝 剂 的复配来 达到调整 适应性 的目的。根据经 验， 减水剂 用量低 于饱和 掺量 的７ ％， ０ 即使 用多种缓凝 剂 同
还 比较 难调 整。 熟料 粉碎时所掺 的石 膏也有很 大关 系， 如脱 硫石膏、 无水石膏、 难溶性硬石膏、 工业废石膏、 钛石膏等， 对
量 含硫 的盐如硫 酸钠 ， 高即是 分 子大 了也就是 三氧化硫多 偏 了， 应当把外加 剂ｐ 值 略微 调高例如用碳酸钠 、 Ｈ 苛性钠等。 第 五步则要试配 复合外加剂并通过净浆试 验找出适合 的 调凝 剂品种及恰 当的掺量。 参考 第二步考 察的结果 ， 择 要 选 可能最有效 的调凝剂 。 硅酸 三钙矿物多 的水泥宜使用葡 萄糖 酸钠和其他羟基 羧酸盐 ， 用聚磷酸盐特别是六偏磷 酸钠及 使 三聚磷酸钠 等， 但葡萄糖 酸钠与六偏 磷酸钠之 间易产生交 互 作用 ， 议不要 同时使用 。 建 铝酸 盐矿物多 的水 泥除了选 择葡 萄糖酸 钠之外 ， 还必 须复配恰 当的助剂—— 伴侣 ， 三聚磷 如 酸钠等 ， 单糖对葡钠有增效作用 ， 故气 温高时可选用 。 有一种
观点是 此时应改用 聚羧 酸系减水剂 ， 因为铝酸盐矿物严重吸
水泥与外加剂的适应性都有较 明显的差 异。
考察 的第三部 分是 要掌握 混凝 土掺 和料 的品种 和细度
情况 。 全掺 矿渣粉易泌水 ， 但改善了混凝土多种性能 。 全掺 普 通粉 煤灰 需要较多 的拌和水量 ， 而且凝 结 时间长 ， 不过却 明 显抑 制了泌水 ， 但优质 粉煤 灰可以减少减 水剂用量 ， 如果 掺
定 外加剂 与特定 的水泥发 生不相适应 的原 因可能来 自 三个方 ＣＳ 的数 量。 影响水泥适 应性 的矿 物是 ＣＡ、 和ＣＡＦ 这些 ＣＳ 。
面： 水泥 特性 引起 ； 凝 土组成 材料 ， 别是其 中的砂及掺 数 据可以帮助我们选择 缓凝剂 的品种。 混 特 另外根据熟料 分析 中 和料引起 ； 外加 剂本身 匹配不 当所 引起 。 竟哪个 是主要原 究 因， 要经 过试验 和分 析， 想调 整到相适 应 ， 需 要 就必须 进行
过高在许多地区巳经变得十分 “ 正常” 这使 适应 陆调整变得 ， 更加 困难。 因集料 中含 泥量高 而使 拌和物变得太 黏， 此时采 用降黏剂效 果也不 明显 ， 往往用氨基磺 酸盐高效减水剂与萘 总 ９ ２１． 混 世界 ３ ２期 ０１ １ 凝土 ５ １
考察 的第二部分是 了解熟 料磨成水 泥时掺加了什 么种类
的混合材料 以及 掺量是 多少， 对分析诸 如混凝 土泌水 、 这 凝
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帅
结时间异常 （ 过长 、 过短 ） 的成因都很有帮助。 粉磨熟 料时混 替 水泥净浆作为外加剂相 容性 的快 速试 验方法可能是 一个更 合材只是矿渣 （ 水渣 ） 或粉 煤灰 ， 则成品水泥对外加剂尤其是 好 的选 择 。 缓凝 剂 的适 应性就 好， 以水淬粒化高炉矿渣作 混合材 的水 但 泥有 时泌水， 这是 因其硬度大于熟料 ， 不易磨得 与熟料 同样细 的缘 故。 混合材是煤矸石 、 页岩灰、 沸石等火 山灰质 材料时，
分析结 果也可以。 根据分 析数 据可 以计 算 出水泥 中的四种矿
都 不小 ， 但混凝 土泌水 ， 时滞后１ ３ 有 ～ 小时泌水并且严重 ； 四 是 砂浆包 裹不住石子， 发生离析 但却并未大量 泌水 ； 五是新
拌混凝 土中未观察 到明显不适应 ， 可是硬化 后强度偏低 。 特 物 ： 铝酸三钙 ＣＡ， 铁铝酸 四钙ｃＡＦ 硅酸三钙 ＣＳ ， 和硅酸二钙
尝试 ， 加碱 还是加硫 酸盐也得轮番尝试。 当砂质量较 差如含 泥多 ， 或全用人 工砂 、 特细 砂搅拌 混 凝 土时， 在净浆试 验得到满意 结果之后 ， 须继续做 胶砂试 必 验 ， 一步调整与外加剂 的适应性 。 进
适 应性试 验 之第三 步是 找 出所用 的高效减 水剂对 这种
否是含偏酸性的材料或石粉类惰性材料而使ｐ 值偏低 。 Ｈ
第二 步是考 察。 考察 的第一部分是 要尽量设 法取得该 种 水泥的熟料分析 结果 。 水泥厂每班做一次熟料 的萤光快 速分 析， 每个 月有一个平均值 ， 虽然不 可能写在 水泥合格证上 ， 但 也不是 一个保密资料 。 如果我们能得到近期任何 一 日的熟 料
土坍 落度偏小 ， 扩展度更 小 ， 而此 时的减水 剂用量 已经相 当 大， 通俗 的说 法就是 “ 打不开 ” 二是 坍落度损 失大 ， ； 有时甚
至出现假凝，即在 搅拌 开始时水 泥浆很稀 ， 即迅 速发粘 、 随
变干， 出机后混 凝土 和易 性很差 ； 三是 虽然坍落度 和扩展度
水泥的饱和掺 量值 ， 如果是两 种或几种高效减 水剂混用的， 就按混用 的总量通 过水泥净浆试验找 出饱和掺 量点。 高效减
水剂的用量 越接近该 水泥的饱和掺量 ， 就越 容易得 到较好 的
适应性试 验的第六步是混凝土试 验， 和物的量 最少不 拌
宜 少 于 ｌ升 。由于 砂 、 、 等 多 种 材料 的 加 入 ， 凝 材 料量 ０ 石 水 胶
的是统 灰 ， 因其 中含一部 分三级灰 ， 则往 往就是 使 高效减水
剂“ 失效 ”的主要原因。 和料 细度很关键 ， 掺 料粗不但会使 混
附萘磺 酸 盐系等磺 酸基 高效减 水剂但却不 吸附羧 酸基高 效
凝土泌水 （ 例如粗粉 煤灰 ） 甚至会 使坍落度损失变大 。 ， 粉煤 减 水剂 。 某商品混凝 土公司用砂 的含泥量一般 ， 混凝 土坍 但 灰的烧 失量 、 矿渣 粉中掺石 粉 的数量 （ 白话就 是掺 假 的程 落 度损失一直很大 ， 说 后经试 验全部 改用 聚羧酸 系减 水剂 ， 使 度） 都很重 要， 会直接 影响外加剂尤其是高效减水剂和缓凝剂
试验 。
的碱 和硫含 量数据， 能计算出塑化度值Ｓ 作为复配外加剂时 Ｄ 要适 当增加硫酸盐还是增加碱的参 考依 据。 虽然熟 料 分析单 中的碱 是 总碱量 而非单 纯 的可溶性 碱 量 ， 对我 们快 速认定 Ｓ 但 Ｄ值仍 有重 要 的参考 价值 。而将水 泥溶 于水后 ， 溶液 的碱含 量是包 括混合材在 内的可溶性 碱含
对水泥的适应性。 这 就像中医诊 病的问 、 望 、 ， 闻、 切 西医诊 断时要开化验 单， 作血常规 ， 超或 Ｃ 一样 。 Ｂ Ｔ 总之先 诊后 断， 最后才 能制定
出 治疗 方 案 。
坍 落度损 大、 扩展度小 的难 题得 以解决 。 如果 无法得知水 泥
熟 料化 学及矿物成分 也不 了解水 泥混合材种类 ， 外加剂复 配 就 只能先用 葡萄糖酸钠 、 檬酸钠或六偏磷 酸钠中任 一种来 柠