外加劑與水泥的適應(yīng)性問題是讓所有商品混凝土廠家感到擔(dān)心、頭痛的問題,，也是讓許多外加劑廠家感到委屈的問題,。可以說目前在國內(nèi),，只要出現(xiàn)外加劑與水泥不相適應(yīng),，從而導(dǎo)致商品混凝土坍落度損失過大或混凝土過于快凝無法滿足施工要求，乃至帶來工程質(zhì)量問題時,，最終總是歸罪于外加劑的問題,，這是不公正的。外加劑與水泥不適應(yīng)而導(dǎo)致商品混凝土坍落度損失過大等問題,，既有外加劑的質(zhì)量,、化學(xué)成分方面的原因，但也有屬于水泥本身礦物組成,、所用石膏的種類,、含堿量的高低及水泥摻和物的種類等多種因素造成的原因,。因本人是學(xué)硅酸鹽專業(yè)（重點(diǎn)為水泥）出身的,，1977年以來又先后從事過木質(zhì)素磺酸鹽、β-萘磺酸鹽,、三聚氰胺類等各種外加劑的開發(fā),、研究、生產(chǎn),，又先后在日本和國內(nèi)商品混凝土合資公司長期從事于外加劑在商品混凝土中的應(yīng)用工作,，對外加劑在商品混凝土行業(yè)、水泥制品行業(yè)及陶瓷行業(yè)中的應(yīng)用有著較深的體會,，特別是商品混凝土不同于其他行業(yè),，它有著時間及距離的限制，對外加劑要求更高,，也比其他行業(yè)更易發(fā)生問題,，現(xiàn)就外加劑在商品混凝土應(yīng)用中存在的問題及解決方法談?wù)勼w會吧,！

　　一、外加劑與水泥適應(yīng)性的問題

　　1.水泥礦物組成對外加劑的影響

　　水泥礦物的組成為鋁酸三鈣（C₃A）,、硅酸三鈣（C₃S）,、硅酸二鈣（C₂S）和鐵鋁酸四鈣（C₄AF），水泥水化速度以C₃A為最快,，C₃S其次,，再次C₂S、 C₄AF,。根據(jù)一般回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的水泥熟料來看,，水泥礦物的組成一般為C₃S：45～65%，C₂S：15～32%,，C₃A：4～11%,， C₄AF：10～18%。但從實(shí)際上與外加劑匹配的角度來看,，C₃A水化最快,，吸附外加劑最快，C₃S水化其次,，吸附外加劑也其次,，這兩項(xiàng)是影響外加劑與水泥適應(yīng)性的主要因素。從多年經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)來看,，水泥礦物組成中的C₃A,、C₃S如滿足以下二條件：a) C₃A≤8%，b) C₃A ＋C₃S≤65%即只要C₃A≤8% ,，C₃S在50～55%之間,，并用二水石膏配制的水泥與各種外加劑適應(yīng)性都較好，用這種水泥與一般木質(zhì)素類減水劑,、萘系高效復(fù)合減水劑,、泵送劑等配制的商品混凝土的坍落度損失較小，一般都能滿足施工要求,。但當(dāng)C₃A＞8%或C₃A ＋C₃S＞65%情況下,，就出現(xiàn)外加劑與水泥不相適應(yīng)情況，商品混凝土損失大,，無法滿足施工要求,。

　　這僅是本人多年來的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我很希望有哪個研究單位對此比較感興趣的話,，能進(jìn)一步論證,，這樣對今后外加劑的應(yīng)用起到作用。

　　下面舉例說明水泥礦物組成對外加劑的影響。

　　合肥某研究院下屬外加劑公司配合某工程采用山東某水泥廠回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的42.5＃普通硅酸鹽水泥和合肥當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的42.5＃普通硅酸鹽水泥,，使用上海建工麥斯特高科技建材公司用進(jìn)口原料進(jìn)口配方生產(chǎn)的聚羧酸高效引氣減水劑,，該減水劑在上海重點(diǎn)工程中使用已獲得很好效果，可以說是當(dāng)前國內(nèi)最好的外加劑,。但是該公司在配制混凝土?xí)r,，卻發(fā)現(xiàn)用同樣的外加劑，同樣的摻量,，采用山東生產(chǎn)的水泥配制的混凝土30分鐘坍落度損失比當(dāng)?shù)厮嗯渲频幕炷撂涠葥p失大50%之多,，而且根本無法使用，使用萘系減水劑坍損更大,。該公司訴來電與我聯(lián)系,，憑多年經(jīng)驗(yàn)，我馬上判斷出不是外加劑的問題,，而是水泥礦物組成的問題,。我立即要求對方調(diào)查兩家水泥礦物組成，結(jié)果不出所料,，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)山東產(chǎn)水泥礦物組成如下：C₃A10.96%,， C₃S64.36%， C₂S10.23%,， C₄AF11.55%,，而當(dāng)?shù)厮嗟腃₃A僅6%，最后該工程放棄了山東產(chǎn)水泥,。

　　水泥礦物組成中C₃A對外加劑的影響最為顯著,，近幾年來，水泥廠為了提高水泥早期強(qiáng)度,，一般采用提高C₃A含量的辦法,，這給外加劑的應(yīng)用帶來了諸多麻煩。本人在南京合資混凝土公司工作期間,，有一次元旦剛過,，便發(fā)現(xiàn)幾輛混凝土攪拌車中的混凝土無法卸料，幾位攪拌車駕駛員在開車時也感到混凝土罐有異?，F(xiàn)象,。當(dāng)時中方外方立即確認(rèn)了混凝土配合比沒有變、使用的同一罐萘系外加劑沒有變,、全電腦計(jì)量操作無異常，只是剛從當(dāng)?shù)啬乘鄰S進(jìn)了一批水泥（本廠是該水泥廠老客戶,，過去從未發(fā)生過此現(xiàn)象）,，于是我們馬上懷疑是水泥問題，馬上赴該水泥廠調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該水泥廠正邀請德國一位水泥專家在進(jìn)行回轉(zhuǎn)窯技術(shù)改造,，元旦前后將C₃A的含量由以往的7～8%調(diào)到了9.5%,。為此我們要求該廠恢復(fù)原有的C₃A含量，將C₃A控制在8%以內(nèi),。同時將已入庫的水泥采取增加外加劑摻量及在水灰比不變的情況下,，增加用水量和單位水泥用量，從而增加了混凝土出廠坍落度,，以保證施工要求,，但這樣的措施無疑增加了商品混凝土的成本，由此可見,，C₃A過高,，無論是對普通減水劑還是萘系高效減水劑乃至當(dāng)今最好的聚羧酸系高效減水劑都會帶來水泥與外加劑不適應(yīng)的情況，所以配制商品混凝土?xí)r,，要特別注意水泥中C₃A,、C₃S的含量問題。

　　因?yàn)楸救耸菍W(xué)水泥的,，又是搞外加劑的,，現(xiàn)在又在使用外加劑，所以遇到水泥與外加劑不相適應(yīng)時,，我采用的辦法是：

　?。?）用同一種外加劑與幾種不同種類、不同品牌（不同廠家）的水泥進(jìn)行砂漿流動度試驗(yàn),，以判斷該外加劑對各種水泥的適應(yīng)情況

　?。?）用常用的、已知其適應(yīng)性較好的一種水泥與幾種不同種類,、不同廠家的外加劑進(jìn)行砂漿流動度試驗(yàn),，以判斷各種外加劑的質(zhì)量情況。

　　這樣一對比,，便可發(fā)現(xiàn)不適應(yīng)問題是外加劑造成的還是水泥造成的,。如是水泥造成的，應(yīng)進(jìn)一步分析水泥礦物組成,、石膏種類,、含堿量高低及摻合料種類對外加劑的影響。如是因外加劑造成的,，應(yīng)立即與生產(chǎn)廠家聯(lián)系：調(diào)查外加劑的配方是否變動,？母體（多數(shù)為β-萘磺酸鈉及木鈣）的質(zhì)量是否有波動？近幾年來,，木質(zhì)素類外加劑的原料發(fā)生變化,，針葉樹原料緊缺,，優(yōu)質(zhì)木鈣又出口，結(jié)果造成許多復(fù)配木質(zhì)素類的外加劑廠家質(zhì)量不穩(wěn)定,，減水率下降,，含氣量過高，商品混凝土表面出現(xiàn)大氣泡,、混凝土強(qiáng)度下降等現(xiàn)象,，而萘系減水劑目前國內(nèi)除少數(shù)幾家大廠是采用全自動控制、質(zhì)量穩(wěn)定外,，許多生產(chǎn)合成萘磺酸鈉的廠家還是人工操作,，以致磺化、縮合等幾個關(guān)鍵生產(chǎn)過程不穩(wěn)定,，從而導(dǎo)致母體聚合度不高,，減水率不穩(wěn)定，用這樣的母體復(fù)合各種萘系減水劑,，自然產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定,。這種情況，我們商品混凝土公司常遇到,。與外加劑廠家交涉,，廠家認(rèn)為配方?jīng)]變，質(zhì)量不會變化,，卻忽視了產(chǎn)品母體質(zhì)量的變化,。對于合資公司，對原材料進(jìn)料質(zhì)量嚴(yán)格控制,，一旦發(fā)現(xiàn)是外加劑的問題,，立即退貨，二次退貨即停止使用,，尋找更穩(wěn)定的外加劑,。作為外加劑用戶，需要的是穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,，目前國內(nèi)大多數(shù)外加劑廠家是搞復(fù)配的,，更應(yīng)注意母體質(zhì)量穩(wěn)定的問題。

　　2水泥熟料中添加的石膏種類對外加劑的影響

　　主要是硬石膏的影響,，以硬石膏作緩凝劑的水泥,，不僅與木鈣、糖蜜類外加劑不相適應(yīng),，還產(chǎn)生假凝現(xiàn)象,，而且硬石膏對萘系減水劑的減水率影響也很大。早在80年代,，當(dāng)首次在江蘇南京發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)啬持行椭鄰S的水泥與木鈣,、糖蜜產(chǎn)生假凝,，給施工單位帶來諸多麻煩后,，本人曾將硬石膏及二水石膏以不同比例配制的水泥進(jìn)行萘系減水劑適應(yīng)性試驗(yàn),。結(jié)果表明，100%硬石膏配置的水泥,，對萘系減水劑的影響同樣很大,，凈漿流動度僅為105～110，而100%二水石膏配制的水泥,，同樣摻量同種萘系減水劑凈漿流動度為240～245,。但硬石膏：二水石膏=1：1時，木鈣,、糖蜜類仍不適應(yīng),，萘系減水劑基本適應(yīng)，凈漿流動動度為200～210,，硬石膏：二水石膏=2：8時,，對萘系減水劑沒多大影響，凈漿流動度為230左右,，對木鈣,、糖蜜類減水劑有影響，但不致出現(xiàn)假凝現(xiàn)象,。

　　在實(shí)際商品混凝土生產(chǎn)中,，我也曾遇到過此類情況。南京某合資混凝土公司剛投產(chǎn)不久,，用的水泥品種較多,，有次訂購了2000噸當(dāng)?shù)啬乘鄰S生產(chǎn)的水泥，為慎重起見,，取樣進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn),，結(jié)果無論是木質(zhì)素類還是萘系高效減水劑，都分別出現(xiàn)假凝和速凝現(xiàn)象,。外方人員立即與我聯(lián)系,，因當(dāng)時南京硬石膏帶來的問題我很了解，馬上派人調(diào)查該水泥廠所用石膏,，果然該水泥廠全部使用硬石膏,，之后，混凝土公司將預(yù)購的2000噸水泥作了退貨處理,。

　　所以在使用外加劑時,，也需要事先對水泥中的石膏種類及其含量做一調(diào)查，以防出現(xiàn)不適應(yīng)的情況,。

        3水泥堿含量對外加劑應(yīng)用效果的影響

　　在外加劑學(xué)會發(fā)表的一些論文中已談到過水泥堿含量越大,，適應(yīng)性就越差,，但在實(shí)際應(yīng)用中，一般商品混凝土公司不太注意此問題,。相比之下,，水泥礦物組成及石膏種類對外加劑的影響比堿含量的影響更為明顯，但是使用低堿水泥配制的商品混凝土不僅可減少因適應(yīng)性而帶來的坍落度損失問題,，也能避免混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng),。作為合資混凝土公司，為了保證混凝土質(zhì)量,，我們選用優(yōu)質(zhì),、高強(qiáng)、低堿水泥,。

　　4水泥礦物摻合料對外加劑適應(yīng)性的影響

　　一般地說,，使用純礦渣作為摻合料配制的礦渣水泥，與外加劑適應(yīng)性較好,。有的商品混凝土公司自行外摻礦渣微粉,，對外加劑適應(yīng)性有利，而且還能改善混凝土的和易性,、泵送性,、減低水化熱、提高后期強(qiáng)度,，適于在大體積混凝土中使用,。只是目前市場上礦渣微粉的價格也不低，故一般商品混凝土公司均采用使用粉煤灰和外加劑的“雙摻”辦法,。

　　無論是在水泥廠還是在商品品混凝土公司,，使用粉煤灰作為摻合料時，必須嚴(yán)格控制粉煤灰的質(zhì)量,，特別是粉煤灰中的含碳量,，因碳素對外加劑的吸附作用大。含碳量過大,，吸附外加劑過多,，影響外加劑的使用效果。所以水泥與外加劑的適應(yīng)性與粉煤灰質(zhì)量即含碳量有關(guān),。一級粉煤灰含碳量最低,，對適應(yīng)性沒有影響，二級粉煤灰一般對適應(yīng)性影響不大,，但二級粉煤灰中顏色較深,，含碳量較高，接近三級粉煤灰的指標(biāo)時,，將對外加劑的使用帶來不利影響,。三級粉煤灰在商品混凝土中一般不能使用,。所以在實(shí)際應(yīng)用中，商品混凝土公司從粉煤灰的顏色就能判斷其對外加劑的影響,，顏色越淺,，對外加劑的使用影響越小，反之,，就越大,。

　　其他摻用工業(yè)廢渣,、煤矸石等的水泥,，因成分復(fù)雜、不穩(wěn)定,，與外加劑適應(yīng)性較差,。

　　由于外加劑與水泥的不適應(yīng)給商品混凝土廠家?guī)砹说淖畲髥栴}是坍落度損失過大，有時到了現(xiàn)場,，混凝土無法從攪拌車中卸出,。對于這種情況，我們的辦法是采用二次添加方法,，即試驗(yàn)室人員帶著高效減水劑立即趕往施工現(xiàn)場,，再次按一定比例將高效減水劑均勻加入攪拌車的拌罐中，并高速攪拌一分鐘后立即卸料,，由泵車壓送澆筑,。此種情況絕對不能任意加水，若任意加水,，水灰比增大,，不僅影響強(qiáng)度，還造成干燥收縮裂縫,，給工程質(zhì)量帶來后患,。

　　其實(shí)關(guān)于外加劑與水泥適應(yīng)性的問題，早在20世紀(jì)60～70年代,，在日本也常有發(fā)生,。由于日本水泥生產(chǎn)公司只有十幾家大型公司，全屬于日本水泥協(xié)會成員,。外加劑公司也只有十幾家,，也全屬于日本外加劑協(xié)會成員。一旦發(fā)生外加劑與水泥適應(yīng)性不相適應(yīng)而影響混凝土質(zhì)量時,，兩個協(xié)會就聯(lián)合邀請大學(xué)教授,、專家來進(jìn)行原因分析并仲裁，誰的原因,，誰負(fù)責(zé)徹底改進(jìn),，所以80年代以來就不再出現(xiàn)外加劑與水泥不相適應(yīng)的情況了,。同樣，商品混凝土的二次添加法在日本70年也曾流行過,。他們的做法是：先使用木質(zhì)素系減水劑將商品混凝土配制成坍落度8公分左右的混凝土,，用攪拌車送往工地現(xiàn)場，在現(xiàn)場再添加萘系高效減水劑（麥地150）,，攪拌車上的攪拌罐高速攪拌后即卸料澆筑,，但因現(xiàn)場再次添加需要人工，日本人工費(fèi)較高,，另外高速攪拌帶來噪音形成環(huán)境污染問題,。于是80年代開始研究以聚羧酸鹽為代表的高效引氣減水劑，85年正式成為商品,，開始使用,，從而解決了商品混凝土中的重要一環(huán)—坍落度損失問題。

　　由于國情不同,，我國水泥廠光回轉(zhuǎn)窯就上萬家,，外加劑廠家大大小小也好幾百家，不可能像日本一樣,，由協(xié)會出面解決外加劑與水泥適應(yīng)性問題,，這就給用戶—商品混凝土廠家?guī)砹俗顡?dān)心也是最頭痛的問題：外加劑與水泥不適應(yīng)，影響商品混凝土質(zhì)量,，甚至造成工程事故,。

　　作為合資商品混凝土公司，采用優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的原材料,，以科學(xué)合理的配合比,、全自動控制系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備及嚴(yán)格的層層把關(guān)，向現(xiàn)場提供優(yōu)質(zhì)的商品混凝土是我們的宗旨,。為此我們的做法是：

　?。?）盡可能選定優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的大型外加劑廠家、大型優(yōu)質(zhì)的水泥廠家,、優(yōu)質(zhì)的砂石廠家作為我們固定的原料基地,。

　　（2）對各種原料按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的入廠復(fù)檢,。

　?。?）以砂漿流動度來判斷水泥與外加劑的適應(yīng)性問題，如不適應(yīng),，判斷是水泥問題還是外加劑的問題,，并立即與發(fā)生問題一方聯(lián)系，立即要求解決或退貨。

　　我們之所以用砂漿流動度來判斷,，而未采用凈漿流動度來判斷水泥與外加劑適應(yīng)性問題,，是因?yàn)槲覀冊啻斡龅竭^采用凈漿流動度來判斷，對于某些改性的高分子外加劑不適宜,，包括對于某些聚羧酸鹽類外加劑,。分子量大、粘度大,，用凈漿流動度方法不能真實(shí)反映其擴(kuò)展性能,，凈漿流動度并不大，但砂漿流動度卻大,，混凝土中使用效果也好,。此情況下，單用凈漿流動度易被誤判為不適應(yīng),。使用砂漿流動度來判斷,，一是更接近于混凝土，二是由于砂子的加入,，充分發(fā)揮了其分散性，克服了其粘稠性的一面,，這也與混凝土試驗(yàn)吻合,。所以建議國標(biāo)中，外加劑與水泥適應(yīng)性的判斷方法改為測定砂漿流動度的方法,。

　?。?）如遇到坍落度損失過大（特別是夏季）難以卸料時，采用二次添加方法解決,，絕對禁止隨意加水,。

　　（5）要配制優(yōu)質(zhì)混凝土,，特別是高強(qiáng)混凝土,，除外加劑外，砂,、石級配,、石子的堅(jiān)硬度（壓碎值）、形狀,、是否含泥等也必須嚴(yán)格控制,。特別是夏季，砂石在露天暴曬,，溫度高,，將引起坍落度損失增大，所以夏季要注意對石子不斷灑水、降溫,，這也很重要,，可避免坍損增大。

　?。?）不同種類的外加劑必須嚴(yán)格區(qū)分,、明顯標(biāo)識。在外加劑加入儲罐時,，必須有生產(chǎn)商和混凝土廠家雙方確認(rèn)后才能入罐,，絕對不能搞錯，特別是高效減水劑與普通減水劑,，一旦搞錯,，把普通減水劑當(dāng)作高效減水劑使用，使用量增加3～4倍,，以致造成現(xiàn)場混凝土幾天不凝,，造成嚴(yán)重工程事故。

　　幾年前,，本人在上海工作期間,，就聽說某地發(fā)生了這樣的事故。各種外加劑都有著各種不同的應(yīng)用范圍,、摻量范圍,，超出此范圍，必將發(fā)生工程質(zhì)量事故,，必須特別謹(jǐn)慎,。

　　在商品混凝土中，當(dāng)遇到外加劑與水泥不適應(yīng)時,，坍落度損失大,，不能滿足施工要求時，怎么辦,？

　　一般地說,，商品混凝土公司購入水泥時，一次性購入量大,，而且一般都是直接打入水泥儲倉中,，所以一般都是外加劑去適應(yīng)水泥，只有明顯的因水泥礦物組成或石膏原因,，產(chǎn)生很不適應(yīng)時,，才會考慮更換水泥廠家，因此一般出現(xiàn)不適應(yīng)時,，可采取以下措施：

　?。?）適當(dāng)增加外加劑摻量。

　　（2）更換外加劑,，一般說,，外加劑與水泥適應(yīng)性以聚羧酸鹽類為最好，其次是氨基磺酸鹽（氨基磺酸鹽單獨(dú)使用,，泌水嚴(yán)重,，需與萘系復(fù)合使用），再次為萘系及其復(fù)合減水劑,、木質(zhì)素磺酸鹽,、糖蜜類等。但國內(nèi)目前使用的外加劑絕大多數(shù)是普通,、高效,、緩凝等多種復(fù)合而成，復(fù)合的配方不同,，各單體質(zhì)量不同,，效果均不同，所以當(dāng)遇到不適應(yīng)情況時,，可取當(dāng)?shù)囟喾N產(chǎn)品進(jìn)行砂漿適應(yīng)性試驗(yàn),，從中選擇較適應(yīng)的外加劑，也就是說,，改變外加劑去適應(yīng)水泥,。

　　（3）如上述方法仍不能解決問題,，坍落度損失還是較大，無法滿足施工需求時,，則可采用二次添加方法,，在現(xiàn)場卸料前加入萘系高效減水劑，攪拌罐高速回轉(zhuǎn)1～2分鐘即卸入泵車中進(jìn)行澆筑,。

　?。?）采用增加水泥漿的辦法，增大出廠坍落度,，增大至20～22cm,，即保持水灰比不變的前提下，同時增加單位水泥用量和單位用水量,。當(dāng)坍落度在12cm以下時,，坍落度每增加1cm，單位用水量增加1.2%,，當(dāng)坍落度在15cm以上時,，坍落度每增加1cm，單位用水量增加1.5～2.5%。注意：必須同時增加單位水泥量和單位用水量,，以保持水灰比不變,，混凝土強(qiáng)度不變，但這樣做,，無疑將增加商品混凝土的成本,，一般商品混凝土廠家萬不得已下，才會采用此方法,。