1、浅谈水泥与高效减水剂的相容性摘要 本文以水泥为材料进行多种实验，证实水泥与减水剂之间的相容性关系。 关键词 水泥 高效减水剂 相容性 高效减水剂与水泥相容性的试验方法在我国已广泛应用，然而在实际应用中，并不是所有的减水剂与水泥都具有很好的相容性。因此，在实际工程使用减水剂时了解减水剂与水泥的相容性是很必要的。 1 相容性试验方法及原材料 水泥与高效减水剂相容性的检测，最终都是要通过检验新拌混凝土的流动性能来进行的。目前常用的研究方法有微型塌落度筒法及 Marsh筒法。 1.1 实验材料 减水剂采用某外加剂厂生产的萘系高效减水剂，少数为羧酸 系减水剂，水泥净浆水灰比固定为 0.35，萘系高效减水
2、剂的掺量固定为 1.0%。 1.2 实验方法 按 GB/T8077-2000混凝土外加剂匀质性试验方法中规定的水泥净浆流动度试验方法进行。用水泥净浆流动度作为评价相容性的宏观指标。本试验综合微型塌落度仪法以及 Marsh 筒法来检测水泥与高效减水剂的相容性。在高效减水剂的推广应用中，发现减水剂的减水功能与水泥的品种有关，即使是同一品牌、同一品种的水泥，减水剂的减水效果也会出现差异。 2 试验结果与讨论 在评价水泥与高效减水剂相容性的时候，有必要将两种方法结合起来，才能做出较全面的评价。但是，水泥与高效减水剂之间存在相容性问题，相容性不好，不仅会影响高效减水剂的减水率，更重要的是会造成混凝土严重
3、的坍落度损失，使混凝土拌和物不能正常地运输与浇筑施工，降低混凝土强度。 2.1 两种方法试验结果存在的差异 基于的原理是不同的。Marsh 筒法是由加拿大 Sherbrooke 大学提出。Marsh 筒法是基于筒内水泥净浆在重力的剪切作用下往下流动，其流动的快慢与水泥净浆的表观粘度有关，表观粘度越大，流动越慢，Marsh时间就越长；微型塌落度仪法是基于水泥净浆在重力的作用下，自然摊平而流动开来的情况，反映的是重力在流动方向上的分力（相当于剪切应力）与水泥净浆的屈服应力之间的关系。两者所反映的侧重点不同，前者主要反映净浆的屈服应力及其与流动度的关系，后者主要反映净浆的表观黏度及其变化。饱和点处水
4、泥粒子的溶剂化膜厚度达到最大值，宜采用 Marsh 时间的变化来表示较合适；然而流动性经时损失采用净浆流动度表示较合适：净浆流动度本身就直接反映了净浆的流动性的大小，但是 Marsh 时间反映的是水泥净浆的表观粘度。Marsh 时间只有在水泥净浆表观粘度小的情况下才能测得到，而在表观粘度大的情况下，则无法测得，特别在表示水泥净浆 2h 后的流动性能时，Marsh 时间无法做到。适用的情况不同。Marsh 筒法适用于高效减水剂使用下的大流动度混凝土，而微型塌落度仪法则适用于普通减水剂使用下的中等及以下塌落度的混凝土。例如当用Marsh 筒检验高效减水剂与水泥的相容性的时候，如果减水剂掺量很低，则
5、水泥净浆无法从 Marsh 筒中流出，Marsh 时间无法测得，而此时却可用微型塌落度仪法测得其净浆流动度。 2.2 陈放时间对水泥与高效减水剂相容性的影响 随着陈放时间的增加，浆体的流动度会有所提高，短时间的陈放并不能起作用，必须达到一定的陈放时间才能显著改善水泥的相容性，但陈放时间超过一定数值后，浆体的流动性改善将非常有限。 2.3 高效减水剂与水泥之间的适应性。 减水剂的掺加方法，搅拌时间等条件均相同，将同种高效减水剂掺加到不同种的水泥中其所起的塑化作用是不同的，其流动经时损失也是不一样的；相容性好的水泥对每一种高效减水剂均表现相对较好的相容性，相容性差的水泥对每一种高效减水剂均表现相对
6、较差的相容性。减水剂的减水效果随水泥的比表面积的增大而减小，即在减水剂掺量相同时熟料比表面积越大，其净浆流动度越小，这主要是由于比表面积越大导致需水量增加，只有增加减水剂掺量才能达到小比表面积时的效果。 对于同种水泥，不同高效减水剂对水泥的经时流动度差别很大。以初始流动度和经时流动度评价，对于同一种水泥，不同高效减水剂对水泥的初始流动度差别很大。相容性好的高效减水剂对每一种水泥均表现相对较好的相容性，相容性差的高效减水剂对每一种水泥均表现相对较差的相容性。高效减水剂之间质量差别明显，部分质量较差的高效减水剂具有很大的提高质量的空间。还与减水剂的吸附形态有关。在水泥浆体系中，随着水化的进行，粒子
7、进一步活化与分散，这些超细粒子的水化物进一步吸附更多的高效减水剂分子，电性被中和，静电排斥作用及立体的排斥作用也随之降低，平衡受到破坏，范德华引力的作用变成主导，水泥浆开始凝聚，浆体经时损失增大。 2.4 减水剂自身特性的影响 高效减水剂对相容性的影响因其种类、结构、分子量的大小、分布、聚合程度等不同而有很大的差异。通常，混凝土的减水效果取决于水泥粒子的分散性和分散稳定性，水泥粒子的分散稳定性又取决于吸附表面活性剂的电斥力和立体效应。同时，聚梭酸系化学结构中的醚键与水分子可以形成氢键，并形成亲水性立体保护膜，该保护膜既具有分散性又提供了水泥粒子的分散稳定性。 2.5 水泥特性对减水剂的影响 水
8、泥品种不同，则减水剂的塑化效果也不同。水泥的细度、水泥中混合材的种类和掺量、水泥的新鲜程度、水泥的含水率和温度等也会对减水剂的塑化效果产生影响。因此，高效减水剂与不同水泥的相容性随水泥的矿物组成不同而有明显的差异。在水泥熟料矿物中，对水泥与高效减水剂的相容性影响最大的矿物是 C3A，C3A 含量越高，则水泥与高效减水剂的相容性就越差，反之，则相容性就越好。C3A 的影响之所以最大，是因为其水化活性最高，其对减水剂的吸附最大，当其活性增大时，就会导致水泥与高效减水剂相容性变差。石膏种类及其掺量的影响。在加人高效减水剂的以低水灰比为特征的混土中，体系的凝结和流变性等与不加减水剂的水泥砂浆有很大不同
9、，高效减水剂的加人干扰了水泥水化动力性，降低了石膏的溶解度，使液相中石膏的浓度更低。综上所述，用混凝土掺合料部分取代水泥，可以很好地改善高效减水剂与水泥的相容性，其中掺磨细矿粉的效果相对于掺粉煤灰的效果要略好一些。Ca2+的影响。即使掺人了高效减水剂；并且即使硫酸碱大量存在但如果浆体并不含有钙离子，水化就很难形成钙矾石，从而浆体会迅速凝结；因此，在考察相容性的时候，对 Ca2+离子的作用不能忽略。混合材。减水剂对掺加矿渣的水泥的塑化效果优于普通硅酸盐水泥。矿渣粉具有较多的玻璃体材质网，其表面能较高，Zeta 电位较高，由于粒子之间的斥力与 Zeta 电位值的平方成正比，因此其构成的胶体的静电斥
10、力更大，粒子间的分散作用更高，粉体的填充作用更能充分发挥，浆体的流动性当然大增。水泥的新鲜程度和温度。水泥越新鲜，减水剂对其的塑化作用也越差一些；水泥的温度越高，减水剂对其的塑化效果也越差，混凝土的坍落度损失也越快。 结语 为更好地服务于实际工程，水泥与减水剂之间的相容性问题必须引起相关部门的重视。针对出现的问题采取相应手段进行解决。 参考文献 1黄亚梅.减水剂与水泥的相容性研究J.长江科学院院报，2002， 19（4）：22-23. 2罗云峰，卢迪芬，樊粤明. 水泥与高效减水剂相容性的检测方法的评论J. 水泥， 2002， （11）. 3冉千平，游有鳗，周伟玲.聚梭酸类高效减水剂现状及研究方向.新型建筑材料，2001（12）：25-27
