商品混凝土經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，外加劑在混凝土使用過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)異性能已被業(yè)界廣泛認(rèn)可。由于混凝土原材料復(fù)雜多變，再加上環(huán)境等影響因素，外加劑與混凝土原材料的相容性差的問(wèn)題時(shí)常出現(xiàn)。國(guó)內(nèi)大量的專家學(xué)者針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究，在外加劑相容性的問(wèn)題上取得的巨大的進(jìn)步。但是，至今也沒(méi)有找到一個(gè)從根本上解決問(wèn)題的辦法，混凝土及外加劑生產(chǎn)一線的技術(shù)人員主要依靠經(jīng)驗(yàn)解決相容性的問(wèn)題，在方法上存在很大的盲目性。筆者根據(jù)外加劑復(fù)配的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)大量的試驗(yàn)嘗試，利用分解論理論將混凝土相容性問(wèn)題分離成多個(gè)因素，逐個(gè)試驗(yàn)分析。總結(jié)出采用分步解決混凝土各原材料與外加劑相容性的問(wèn)題，此方法，僅供大家參考。

在使用外加劑的過(guò)程中經(jīng)常遇到與混凝土原材料不相容的問(wèn)題，常見(jiàn)的外加劑在混凝土中相容性差的具體表現(xiàn)為：

（1）外加劑用量大，混凝土初始坍落度偏小，擴(kuò)展度更小，通俗說(shuō)法就是“打不開(kāi)”；

（2）混凝土坍落度損失快，出機(jī)后混凝土和易性很差，坍落度和擴(kuò)展度迅速損失，5~10min內(nèi)完全損失；

（3）混凝土坍落度和擴(kuò)展度都不小，但混凝土泌水、也有時(shí)滯后1~3h泌水并且量大；還有時(shí)是砂漿包裹不住石子，發(fā)生離析，但卻并未伴大量泌水；

（4）混凝土對(duì)外加劑摻量敏感，摻量低時(shí)坍落度偏小，增加摻量可以滿足坍落度要求，混凝土泌水嚴(yán)重，30min后坍落度損失嚴(yán)重。

1 影響外加劑相容性的因素

在混凝土中，影響外加劑相容性的因素很多，大致可以分為：外加劑自身的特點(diǎn)、水泥、礦物摻合料、砂石的質(zhì)量、環(huán)境等因素。這些影響因素有時(shí)不是單一的，而是多個(gè)因素相互影響、共同作用的結(jié)果。影響外加劑相容性的因素不同，解決的辦法也不相同。具體采用那種解決方案，要進(jìn)行充分的試驗(yàn)和具體的分析，對(duì)癥下藥，才能從根本上解決外加劑在混凝土中不相容的問(wèn)題。

1.1 外加劑

減水劑是外加劑的主要品種，減水劑占外加劑總量的80~90%。目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的高效減水劑主要有二類：一類是萘系及脂肪族類為代表的傳統(tǒng)高效減水劑：此類減水劑的減水性能相似；但萘系的含氣量稍高于脂肪族高效減水劑，脂肪族高效減水劑的緩凝性及泌水高于萘系產(chǎn)品。另一類是以聚羧酸鹽系、氨基磺酸鹽系（因價(jià)格高未大規(guī)模使用）為代表的高性能減水劑，我國(guó)的聚羧酸減水劑主要有兩種：一種是通常呈微黃色的聚醚類；另一種是通常呈現(xiàn)暗紅色的聚酯類。由于酯類的生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)在市場(chǎng)上常見(jiàn)的是醚類產(chǎn)品，一般酯類的引氣性及保坍性能高于醚類，醚類的減水率較高，性能較穩(wěn)定。聚羧酸系減水劑的合成原料和工藝的差異（如聚羧酸減水劑在合成過(guò)程中需要先消泡再引氣的工藝，所使用消泡劑與引氣劑的差別也影響聚羧酸減水劑產(chǎn)品的性能），造成聚羧酸減水劑產(chǎn)品的性能有很大的差別。聚羧酸減水劑的合成工藝直接影響外加劑的分子結(jié)構(gòu)，原材料的質(zhì)量與生產(chǎn)管理決定了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，聚羧酸減水劑可以分為保坍型、早強(qiáng)型、引氣型、高減水型等。聚羧酸減水劑與水泥存在相容性問(wèn)題，對(duì)礦物摻合料，甚至對(duì)骨料的品質(zhì)也存在相容性問(wèn)題。聚羧酸減水劑也存在與傳統(tǒng)外加劑相容性的問(wèn)題（如在有Na2SO4存在的情況下聚羧酸減水劑減水率變差），聚羧酸減水劑的復(fù)配技術(shù)難度大，而且復(fù)配技術(shù)尚不成熟，許多結(jié)論還存在很大爭(zhēng)議。

在進(jìn)行外加劑復(fù)配工作前，應(yīng)熟悉外加劑的品種、性能及優(yōu)缺點(diǎn)。外加劑種類不同，性能會(huì)有很大的差別，使用效果也會(huì)大相徑庭。減水劑自身的合成工藝對(duì)相容性有重要的影響，例如，萘系和脂肪族高效減水劑合成本身就影響產(chǎn)品的質(zhì)量，磺化程度影響減水劑的分散性，分子量、分子分布及聚合度聚合性質(zhì)影響減水率；聚羧酸減水劑的合成工藝不同可以分為：高減水型、保坍型、緩凝型、早強(qiáng)型等。針對(duì)這些產(chǎn)品的不同特點(diǎn)進(jìn)行復(fù)配，是有效解決外加劑相容性差的方法之一。

1.2 混凝土原材料對(duì)外加劑相容性的影響

水泥的主要成分為C3S、C2S、C3A 及C4AF，這些礦化成分其吸附活性順序通常認(rèn)為應(yīng)該是C3A>C4AF>C3S>C2S，一般來(lái)說(shuō)，水泥C3A和C4AF的比例越大, 則減水劑的分散效果越差[1]。水泥中的石膏與C3A反應(yīng)生成AFt（鈣礬石）包裹在C3A的表面，阻止C3A的進(jìn)一步水化，而水泥漿體中的可溶性的堿可以促進(jìn)C3A的溶出，增加溶液中C3A的數(shù)量，可見(jiàn)，水泥中的C3A、SO3及堿三者的平衡對(duì)水泥與外加劑的相容性有十分重要的作用，凡是影響三者平衡的因素，都會(huì)影響到外加劑在混凝土中的相容性[2]。另外，水泥的溫度、細(xì)度等因素也會(huì)影響水泥與外加劑在混凝土中的相容性。

粉煤灰、礦渣粉、硅灰、爐渣、煤矸石等礦物摻合料，其所需浸潤(rùn)水量與水泥在相同數(shù)量級(jí)上，其成分性能的變動(dòng)也造成與減水劑“相容性”的變化。特別是粉煤灰中作為燒失量成分的未燃煤，實(shí)乃焦炭顆粒，是強(qiáng)吸附劑，能大量吸附減水劑，其含量變化當(dāng)然明顯影響粉煤灰與減水劑的“相容性”。又如煤渣、煤矸石等，或含有多孔材料成分，其孔隙內(nèi)吸入的拌合水較多，溶解于水中的外加劑也將隨之被吸收，這種情況也影響著對(duì)減水劑的“相容性”。

砂、石在混凝土中占70%～80%，砂、石的質(zhì)量直接影響混凝土的質(zhì)量，砂、石的含泥量和石粉含量對(duì)外加劑的影響都不容忽視，尤其是使用聚羧酸減水劑時(shí)，影響更加突出。有研究表明[3]，粘土礦物高嶺土和伊利石對(duì)減水劑的吸附量很大，分別是水泥的5～10倍和2～5倍，膨潤(rùn)土的吸附量更幾乎是水泥的50倍左右。所以，含泥量嚴(yán)重影響著砂、石對(duì)外加劑的“相容性”。至于石粉，不同于泥粉，對(duì)外加劑的吸附很小，但因粉粒徑接近于摻合料，也是需要“浸潤(rùn)水份”的，石粉含量變化大也會(huì)引起拌合物稠度變化，顯得影響著砂、石對(duì)減水劑的“相容性”。

2 混凝土與外加劑相容性分步調(diào)整

影響外加劑在混凝土相容性的因素很多，調(diào)整外加劑與混凝土原材料的相容性也是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。只有找到影響外加劑在混凝土相容性的原因，才能有的放矢，有效避免調(diào)整方案的盲目性，最終找到最佳的解決方案。筆者將各種原材料分解開(kāi)，一個(gè)一個(gè)地分析，找到影響外加劑相容性的根本原因。

2.1 初步確定外加劑配方

2.1.1 凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)

根據(jù)《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》GB/T8077—2012規(guī)定的試驗(yàn)方法：水泥300g；水87g；外加劑摻量——萘系、脂肪族類摻量（折固）0.6%左右，固含量的20%聚羧酸摻量0.4~0.6%摻量。萘系、脂肪族類摻量（折固）0.6%左右。在進(jìn)行水泥凈漿實(shí)驗(yàn)時(shí)，為避免外加劑成分之間相互干擾，只使用水泥和減水劑母液進(jìn)行試驗(yàn)，不加入其它復(fù)配外加劑（俗稱“小料”）。觀察水泥與減水劑的相容性，若水泥凈漿流動(dòng)度達(dá)到220mm左右；固含量的20%聚羧酸類摻量0.4~0.6%摻量時(shí)，流動(dòng)度達(dá)250mm左右，漿體有適量的氣泡且漿體有光澤，則說(shuō)明該減水劑與水泥相容性較好，可以直接進(jìn)行進(jìn)行下步復(fù)配試驗(yàn)。

對(duì)于遇到水泥凈漿流動(dòng)度<140mm的情況，根據(jù)上述影響因素分析，我們可以初步判斷可能是由于C3A、SO3與堿三者平衡關(guān)系遭到破壞，不能有效控制水泥的水化。采用添加新的外加劑的辦法，調(diào)節(jié)C3A、SO3與堿三者平衡關(guān)系的方法進(jìn)行調(diào)整，為了便于觀察新添加的外加劑對(duì)凈漿的影響。先通過(guò)提高用水量或改變減水劑摻量的方法，將水泥凈漿流動(dòng)度調(diào)到180mm以上。再通過(guò)調(diào)節(jié)C3A、SO3與堿三者平衡關(guān)系來(lái)解決水泥與減水劑的相容性。攪拌站所使用的水泥，C3A的含量是固定的，也很難進(jìn)行調(diào)整，僅能改變SO3和堿的含量來(lái)使C3A、SO3與堿三者之間的關(guān)系達(dá)到平衡。可以參照馮浩[4]的測(cè)pH值的辦法，先測(cè)水泥的pH值：用三份水溶解一份水泥，充分?jǐn)嚢韬蟪恋沓吻澹∫坏吻逡旱卧趐H試紙上，觀察試紙背面變色程度以確定水泥的堿性（一般pH值在12以上），初步判斷水泥的堿性。偏高也就是SO3少了，要在加少量含SO3的鹽，偏低應(yīng)當(dāng)把外加劑pH值略微用堿調(diào)高。

在調(diào)節(jié)C3A、SO3與堿三者之間平衡時(shí)，也要注意減水劑自身的特性。萘系高效減水劑在合成的過(guò)程過(guò)不可避免地含有Na2SO4，而脂肪族高效減水劑是在堿性環(huán)境下合成的，脂肪族的pH值較高。了解這些特性，可以根據(jù)各自的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)配使用，調(diào)節(jié)SO3和堿與C3A的平衡，有時(shí)也會(huì)取得良好的效果。

在水泥與外加劑凈漿試驗(yàn)做到滿意的流動(dòng)度以后，接著按照生產(chǎn)實(shí)際C30混凝土配合比將水泥、粉煤灰、礦粉所占的百分比，再按GB/T8077—2012進(jìn)行凈漿流動(dòng)性試驗(yàn)，測(cè)試初始的凈漿流動(dòng)度及經(jīng)時(shí)損失與水泥凈漿流動(dòng)度時(shí)的差別。一般情況下，由于礦物摻合料的礦物組成、顆粒級(jí)配、顆粒形態(tài)與水泥的差別，摻加礦物摻合料后初始凈漿流動(dòng)度會(huì)增加，經(jīng)時(shí)靜漿流動(dòng)度損失會(huì)減少，外加劑的相容性得到一定改善。如果發(fā)現(xiàn)加入礦物摻合料后初始凈漿流動(dòng)度及經(jīng)時(shí)損失明顯變差，則礦物摻合料的對(duì)外加劑相容性產(chǎn)生不利的影響。此時(shí)，將三元膠凝材料改為二元膠凝材料，再進(jìn)一步試驗(yàn)確認(rèn)是哪種材料有問(wèn)題。

2.1.2添加緩凝組份控制凈漿流動(dòng)度損失

確認(rèn)按照C30混凝土配合比的膠凝材料比例的凈漿流動(dòng)度滿足復(fù)配要求后，緊接著用調(diào)整緩凝劑摻量的辦法控制1h凈漿流動(dòng)度損失不超過(guò)30mm，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果找出一、二種較好的復(fù)配組份并確定各組分的復(fù)配摻量。

由于水泥中的C3A的水化受到石膏的抑制作用，因此，緩凝劑的大部分作用是針對(duì)C3S的水化而發(fā)生作用的。不宜使用過(guò)多的緩凝組份，防止各緩凝組分之間相互影響。一般選用對(duì)C3S作用好的葡萄糖酸鈉作為緩凝組分進(jìn)行試驗(yàn)，如果保坍效果不佳，可以采用兩種組分復(fù)合使用。常用的復(fù)合組合：對(duì)于礦物成分C3S含量多的水泥，可以采用葡萄糖酸鈉或其他羥基羧酸鹽，六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、檸檬酸鈉；對(duì)于C3A含量多的水泥采用葡萄糖酸鈉，復(fù)合三聚磷酸鈉、硼砂、改性淀粉、糊精（DE[1]值在20以上）。C4AF含量偏高的水泥，用三聚磷酸鈉比其他磷酸鹽有效，對(duì)于C3A、C4AF含量偏高的水泥聚羧酸減水劑的保坍效果優(yōu)于萘系等傳統(tǒng)高效減水劑。另外，單糖對(duì)葡萄糖酸鈉有增效作用，這也是在高溫環(huán)境下，液體葡萄糖酸鈉的效果好于粉劑葡萄糖酸鈉的原因。

若外加劑的摻量是膠凝材料的2%，一般葡萄糖酸鈉的用量在20~40kg/T左右，用葡萄糖酸鈉復(fù)合三聚磷酸鈉、硝酸鋅或硫酸鋅、糊精按克分子比3：1。

我們?cè)趶?fù)合使用緩凝保坍組份時(shí)，應(yīng)注意各組份的的使用摻量的上限，并考濾各組份疊加后的緩凝性能。防止各組分緩凝摻量疊加過(guò)高，造成緩凝事故，并根據(jù)氣溫變化及時(shí)調(diào)整摻量。另外，在復(fù)合使用防凍劑、膨脹劑、早強(qiáng)劑等外加劑時(shí)，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)重新確定各組分的使用摻量。

2.2 確定外加劑最佳復(fù)配配方

按照《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119—2013中附錄A《混凝土外加劑相容性快速試驗(yàn)方法》的相關(guān)規(guī)定測(cè)試，砂漿配比為去除石子的工程實(shí)際混凝土施工配合比，砂漿的水膠比與混凝土的水膠比相比低0.02，聚羧酸減水劑應(yīng)按混凝土配合比摻量降低0.1%，砂漿數(shù)量不宜少于1L，砂漿擴(kuò)展度應(yīng)達(dá)到350±20mm。然后分別測(cè)試經(jīng)時(shí)30min或60min的砂漿流動(dòng)度，單位為mm。用GB50119—2013中附錄A《混凝土外加劑相容性快速試驗(yàn)方法》即可以有效地判定減水劑之間的差異，也可以有效判定外加劑與混凝土使用的砂之間的相容性。

在外加劑相容性的調(diào)整過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到的凈漿試驗(yàn)與混凝土試驗(yàn)的相關(guān)性差的情況。這是由于GB/T8077—2012水泥凈漿試驗(yàn)方法的水膠比是0.29（或0.35）與GB50119—2013的砂漿試驗(yàn)方法的水膠比可能會(huì)不相同，水膠比的差異會(huì)造成水泥中C3A、SO3與堿溶解度的不同。因此，在試驗(yàn)前，應(yīng)在保持母體用量不變的情況下，對(duì)外加劑的復(fù)配成分調(diào)整。做以下幾個(gè)配方：①原配方不變；②原配方的緩凝成分不變，按照0.29/砂漿水膠比對(duì)補(bǔ)充的SO3與堿進(jìn)行調(diào)整；③將原配方的復(fù)配成分均按照0.29/砂漿水膠比進(jìn)行調(diào)整。最后觀察這三種外加劑配方那一個(gè)配方更優(yōu)。

2.3 混凝土試驗(yàn)檢驗(yàn)外加劑復(fù)方

經(jīng)過(guò)上述相關(guān)的試驗(yàn)，基本上可以確定外加劑的復(fù)配配方，進(jìn)行最后一步試驗(yàn)——在混凝土中檢驗(yàn)這個(gè)復(fù)配配方。

用生產(chǎn)C30配合比做混凝土試驗(yàn)，不宜少于10L，混凝土的全部材料加入，數(shù)量也擴(kuò)大10倍以上，試驗(yàn)結(jié)果有可能需要調(diào)整，大可不必重新推倒重來(lái)，增加高效減水劑用量也是有必要的。外加劑凈漿試驗(yàn)做成功混凝土有可能不行，如果凈漿試驗(yàn)都不行用在混凝土中更不行。

遇到混凝土離析、泌水時(shí)，我們可以通過(guò)摻用糊精、纖維素、酰胺等保水組份進(jìn)行調(diào)整。加入適量的引氣劑也可以有效防止離析泌水，尤其是聚羧酸減水劑加入引氣劑后，在減少泌水的同時(shí)，又能保持坍落度損失；降低用水量，減少外加劑摻量，增加砂率及細(xì)粉料用量也能有效控制泌水、離析。因此，在很多情況下僅僅靠調(diào)整外加劑的辦法很難得到滿意的結(jié)果，配合比的調(diào)整也是十分必要的。

外加劑在混凝土中每方就那么六、七公斤，作用有限，外加劑不是“萬(wàn)能藥”，僅僅靠外加劑解決不了所有的問(wèn)題。有時(shí)根據(jù)混凝土試驗(yàn)反應(yīng)出的結(jié)果，靈活調(diào)整混凝土配合比的砂率、骨料的級(jí)配、膠凝材料種類及用量可以取得良好的效果。在調(diào)整外加劑在混凝土適應(yīng)性的問(wèn)題上，其實(shí)只有40%的問(wèn)題用外加劑可以解決，約30%的問(wèn)題可以通過(guò)混凝土材料和配合比解決，剩下的30%通過(guò)同時(shí)調(diào)整混凝土配合比和外加劑或通過(guò)水泥廠來(lái)調(diào)整，水泥廠調(diào)整比調(diào)整外加劑更有效。

3 結(jié)語(yǔ)

外加劑在混凝土中的相容性是一個(gè)綜合性、復(fù)雜的、多變的的問(wèn)題，涉及到水泥、礦物摻合料以及骨料砂石的質(zhì)量都影響到外加劑的使用。外加劑在混凝土原材料中用量最小，外加劑不是“萬(wàn)能藥”，解決不了混凝土的所有問(wèn)題。

筆者在工作中使用的分步解決外加劑在混凝土中相容性的方法，看似復(fù)雜，實(shí)際上避免了外加劑組分之間的相互干擾，可以準(zhǔn)確確定問(wèn)題的根源所在。在使用的過(guò)程中可以不必嚴(yán)格按照步驟進(jìn)行，也可以做過(guò)凈漿試驗(yàn)一步過(guò)度到混凝土試驗(yàn)，但砂漿試驗(yàn)對(duì)聚羧酸減水劑的應(yīng)用價(jià)值更高