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摘 要：水泥与外加剂的适应性是影响混凝土质量的重要因素，适应性要求水泥适应外加剂，同时也要求外加剂适应水泥。本文在介绍了混凝土外加剂与水泥适应性作用机理的基础上，论述了影响外加剂与水泥适应性的几方面因素，并提出增强水泥和混凝土外加剂适应性的对策。
关键词：水泥适应性混凝土外加剂 配合比
由于水泥与外加剂的适应性问题涉及到水泥和外加剂的物理化学性质、施工方法等因素，所以需要联合水泥生产企业、外加剂生产企业、混凝土搅拌站、施工方等方面的力量共同解决。把研究外加剂与水泥的适应性与研究新拌混凝土的工作性以及混凝土的耐久性等综合起来。物体的宏观性能是其细观特性的宏观体现。所以可利用环境扫描电镜实验、X射线粉末衍射实验等，从细观层面上研究水泥与外加剂的适应性问题。
1概念描述
所渭混凝土外加剂与水泥间的适应性，可以认为是：配制混凝土（或砂浆）时，按照混凝土外加剂应用技术规范，将经检验符合混凝土外加剂有关标准的某种外加剂掺加到按规定可以使用该品种外加剂的水泥中，若能够产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂是相适应的，相反，如果不能产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂是不相适应的。
2外加剂与水泥的不适应性
外加剂与水泥的适应性是指外加剂掺人后对水泥及新拌混凝土性能和硬化后性能的影响。最直观的是对水泥混凝土施工和易性的影响，通常用混凝土拌和后的坍落度损失来表示。水泥以硬石膏为调凝剂时，由于这类石膏对木质素系减水剂、糖钙类减水剂以及多元醇类减水剂有很强的吸附作用，导致石膏的溶解度降低，无法提供足够的硫酸根离子与C3A反应生成钙矾石，会使C3A急剧水化，当水泥中C3A含量较高时（大于8%），可使混凝土产生“假凝”现象。诱导期开始时，流动性急剧下降；混凝土泌水、离析，具体表现是，混凝土试配时出现严重的粘底板现象，泵送时与管道内壁摩擦阻力增大，易产生堵泵现象；炭吸附减水剂导致分散效能变差缓凝、保塑不足；减水剂与缓凝剂不相容；普通引气剂与聚羧酸类外加剂适应性较差，有时也会出现混凝土泌水离析加重。砂浆、混凝土强度下降因外加剂抑制水泥水化硬化、过量引气，导致界面区弱化或匀质性问题，使砂浆、混凝土强度大幅下降。
3外加剂与水泥适应性的影响因素
3.1水泥成分的影响
不同水泥熟料对减水剂的吸附性能不同，其作用次序为：C3A>C4 AF>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低。此时需要适当增加减水剂的掺量。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期和促凝作用，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。因此，应尽量使用低碱水泥。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。粉煤灰、磨细矿渣对外加剂的吸附力较水泥低，但要注意，磨细矿渣掺入混凝土后易产生泌水，表面干缩率增大。硅灰会增大对外加剂的吸附量，而减水剂对掺加煤矸石的水泥分散效果差。
3.2减水剂分量影响
多数羧酸类混凝土外加剂对水泥的适应性较好，这是因为羧酸类外加剂是通过接枝共聚形成的。但聚羧酸类外加剂有时对某些水泥的掺量范围较窄，稍超一点就可出现严重的泌水离析现象；有时对某种水泥的适应性差，对混凝土的需水量特别敏感，例如，C30混凝土，l05kg/m3用水量时，混凝土坍落度仅有5cm，而增大5kg/m用水量时，坍落度超过了21cm，甚至出现了严重的泌水离析。多数氨基磺酸盐类外加剂对水泥及混合材的适应性较好，改性萘系减水剂，由于复合了部分反应性高分子材料，大大改善了外加剂对水泥及混合材的适应性。有些生产企业常用氨基磺酸盐类外加剂与萘系减水剂复合使用，以此改善掺萘系减水剂混凝土的施工和易性，减少混凝土坍落度的损失，以保证泵送混凝土具有良好的施工性能。但萘系减水剂与聚羧酸系外加剂混用，却导致混凝土工作性变差，强度降低。
4增强水泥和混凝土外加剂适应性的措施
4.1新型高性能减水剂的开发应用
目前国内外广泛使用的高效减水剂主要为萘磺酸盐甲醛缩合物（萘系高效减水剂）和三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物（蜜胺树脂系高效减水剂），它们的减水率高，但缺陷是与水泥适应性较差，混凝土坍落度损失快。为了克服萘系高效减水剂和蜜胺树脂系高效减水剂的缺陷，目前国内外研究最多的是氨基磺酸盐系及聚羧酸盐系新型高效减水剂。这两种新型高效减水剂就可以很好地控制混凝土坍落度的损失。
4.2外加剂的复合使用
通过外加剂的复合使用，提高减水剂与水泥的适应性，从而控制混凝土的坍落度，这是普遍使用的一种简单而经济的方法。该方法主要包括：高效減水剂与缓凝剂或缓凝减水剂的复合使用，主要通过缓凝组分的缓凝作用抑制水泥的早期水化反应，从而减小混凝土的坍落度经时损失；减水剂与引气剂复合使用，主要通过引入大量微小气泡，增大混凝土拌和物的流动性，同时增大黏聚性，减小混凝土的离析；减水剂与减水剂的复合使用，通过“协同效应”和“超叠加效应”，提高减水剂与水泥的适应性。
4.3调整混凝土配合比法
混凝土拌合物初始坍落度值的大小对2h经时损失速度影响很大。通常初始坍落度值小，坍落度2h经时损失速度大，而随着初始坍落度值增大，特别是1h坍落度经时损失速度减小。因此，对于运程较远的商品泵送混凝土，如果出现坍落度损失过快，而通过调整外加剂配方及掺量的方法，又不能很好地解决问题，在这种情况下，则可能通过适当调整混凝士配合比（包括浆量多少、砂率大小等）。在原坍落度设计值的基础E，在充分保证硬化混凝土的各种性能的前提下，适当增大混凝土初始坍落度，也不失为一种解决工程中紧急事件的应急方法。
5结束语
水泥与外加剂的适应性问题是复杂的、多变的。现场的技术人员应该认识到混凝土的性能不仅取决于外加剂的性能，也取决于水泥的性能，更取决于二者之间的适应性。只有二者的适应性好，才能配制出性能优异、施工方便的混凝土。不能只单纯地要求水泥的物理性能（强度、凝结时间等）满足要求，还要更多地关注其化学成分及矿物组成对水泥与外加剂适应性的影响。
参考文献：
[1]梁天宇.影响混凝土外加剂与水泥适应性因素的分析[J].科学之友，2011
[2]丁才.混凝土外加剂与水泥适应性的试验[J].低温建筑技术，2012
关键词：水泥适应性混凝土外加剂 配合比
由于水泥与外加剂的适应性问题涉及到水泥和外加剂的物理化学性质、施工方法等因素，所以需要联合水泥生产企业、外加剂生产企业、混凝土搅拌站、施工方等方面的力量共同解决。把研究外加剂与水泥的适应性与研究新拌混凝土的工作性以及混凝土的耐久性等综合起来。物体的宏观性能是其细观特性的宏观体现。所以可利用环境扫描电镜实验、X射线粉末衍射实验等，从细观层面上研究水泥与外加剂的适应性问题。
1概念描述
所渭混凝土外加剂与水泥间的适应性，可以认为是：配制混凝土（或砂浆）时，按照混凝土外加剂应用技术规范，将经检验符合混凝土外加剂有关标准的某种外加剂掺加到按规定可以使用该品种外加剂的水泥中，若能够产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂是相适应的，相反，如果不能产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂是不相适应的。
2外加剂与水泥的不适应性
外加剂与水泥的适应性是指外加剂掺人后对水泥及新拌混凝土性能和硬化后性能的影响。最直观的是对水泥混凝土施工和易性的影响，通常用混凝土拌和后的坍落度损失来表示。水泥以硬石膏为调凝剂时，由于这类石膏对木质素系减水剂、糖钙类减水剂以及多元醇类减水剂有很强的吸附作用，导致石膏的溶解度降低，无法提供足够的硫酸根离子与C3A反应生成钙矾石，会使C3A急剧水化，当水泥中C3A含量较高时（大于8%），可使混凝土产生“假凝”现象。诱导期开始时，流动性急剧下降；混凝土泌水、离析，具体表现是，混凝土试配时出现严重的粘底板现象，泵送时与管道内壁摩擦阻力增大，易产生堵泵现象；炭吸附减水剂导致分散效能变差缓凝、保塑不足；减水剂与缓凝剂不相容；普通引气剂与聚羧酸类外加剂适应性较差，有时也会出现混凝土泌水离析加重。砂浆、混凝土强度下降因外加剂抑制水泥水化硬化、过量引气，导致界面区弱化或匀质性问题，使砂浆、混凝土强度大幅下降。
3外加剂与水泥适应性的影响因素
3.1水泥成分的影响
不同水泥熟料对减水剂的吸附性能不同，其作用次序为：C3A>C4 AF>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低。此时需要适当增加减水剂的掺量。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期和促凝作用，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。因此，应尽量使用低碱水泥。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。粉煤灰、磨细矿渣对外加剂的吸附力较水泥低，但要注意，磨细矿渣掺入混凝土后易产生泌水，表面干缩率增大。硅灰会增大对外加剂的吸附量，而减水剂对掺加煤矸石的水泥分散效果差。
3.2减水剂分量影响
多数羧酸类混凝土外加剂对水泥的适应性较好，这是因为羧酸类外加剂是通过接枝共聚形成的。但聚羧酸类外加剂有时对某些水泥的掺量范围较窄，稍超一点就可出现严重的泌水离析现象；有时对某种水泥的适应性差，对混凝土的需水量特别敏感，例如，C30混凝土，l05kg/m3用水量时，混凝土坍落度仅有5cm，而增大5kg/m用水量时，坍落度超过了21cm，甚至出现了严重的泌水离析。多数氨基磺酸盐类外加剂对水泥及混合材的适应性较好，改性萘系减水剂，由于复合了部分反应性高分子材料，大大改善了外加剂对水泥及混合材的适应性。有些生产企业常用氨基磺酸盐类外加剂与萘系减水剂复合使用，以此改善掺萘系减水剂混凝土的施工和易性，减少混凝土坍落度的损失，以保证泵送混凝土具有良好的施工性能。但萘系减水剂与聚羧酸系外加剂混用，却导致混凝土工作性变差，强度降低。
4增强水泥和混凝土外加剂适应性的措施
4.1新型高性能减水剂的开发应用
目前国内外广泛使用的高效减水剂主要为萘磺酸盐甲醛缩合物（萘系高效减水剂）和三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物（蜜胺树脂系高效减水剂），它们的减水率高，但缺陷是与水泥适应性较差，混凝土坍落度损失快。为了克服萘系高效减水剂和蜜胺树脂系高效减水剂的缺陷，目前国内外研究最多的是氨基磺酸盐系及聚羧酸盐系新型高效减水剂。这两种新型高效减水剂就可以很好地控制混凝土坍落度的损失。
4.2外加剂的复合使用
通过外加剂的复合使用，提高减水剂与水泥的适应性，从而控制混凝土的坍落度，这是普遍使用的一种简单而经济的方法。该方法主要包括：高效減水剂与缓凝剂或缓凝减水剂的复合使用，主要通过缓凝组分的缓凝作用抑制水泥的早期水化反应，从而减小混凝土的坍落度经时损失；减水剂与引气剂复合使用，主要通过引入大量微小气泡，增大混凝土拌和物的流动性，同时增大黏聚性，减小混凝土的离析；减水剂与减水剂的复合使用，通过“协同效应”和“超叠加效应”，提高减水剂与水泥的适应性。
4.3调整混凝土配合比法
混凝土拌合物初始坍落度值的大小对2h经时损失速度影响很大。通常初始坍落度值小，坍落度2h经时损失速度大，而随着初始坍落度值增大，特别是1h坍落度经时损失速度减小。因此，对于运程较远的商品泵送混凝土，如果出现坍落度损失过快，而通过调整外加剂配方及掺量的方法，又不能很好地解决问题，在这种情况下，则可能通过适当调整混凝士配合比（包括浆量多少、砂率大小等）。在原坍落度设计值的基础E，在充分保证硬化混凝土的各种性能的前提下，适当增大混凝土初始坍落度，也不失为一种解决工程中紧急事件的应急方法。
5结束语
水泥与外加剂的适应性问题是复杂的、多变的。现场的技术人员应该认识到混凝土的性能不仅取决于外加剂的性能，也取决于水泥的性能，更取决于二者之间的适应性。只有二者的适应性好，才能配制出性能优异、施工方便的混凝土。不能只单纯地要求水泥的物理性能（强度、凝结时间等）满足要求，还要更多地关注其化学成分及矿物组成对水泥与外加剂适应性的影响。
参考文献：
[1]梁天宇.影响混凝土外加剂与水泥适应性因素的分析[J].科学之友，2011
[2]丁才.混凝土外加剂与水泥适应性的试验[J].低温建筑技术，2012