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【摘 要】混凝土作为主要的建筑施工材料，其对于建筑工程的质量保证具有非常重要的意义。在混凝土中，经常会出现裂缝的问题，而各种掺加剂和外掺剂成为其在施工中保证和减少裂缝的主要方法。但是如果外掺剂与水泥适应性不相符合的话，很容易造成建筑工程坍塌度损失加快，从而严重影响到工程的施工速度和施工質量。基于此，文章对混凝土外掺剂与水泥适应性的改善措施进行分析，以期能够提供一个借鉴。
【关键词】混凝土外掺剂；水泥适应性；改善措施
1.混凝土外掺剂与水泥适应性
在建筑工程混凝土施工中，混凝土外掺剂和水泥适应性主要表现为：在混凝土配制过程中，根据混凝土外掺剂的应用技术要求，将外掺剂添加到水泥中，如果能产生出相应效果，则说明这种外掺剂与水泥相适应。相反混凝土外掺剂和水泥不适应性表现在以下几个方面：在混凝土中出现假凝、速凝以及过度缓凝；新拌混凝土的流动性、报水性、和易性和粘聚性较差，不能满足建筑工程的要求。
混凝土外掺剂与水泥适应性技术的工作机理：由于外掺剂对水泥具有分散作用，而水泥所含粒子对外掺剂有吸附作用，将水加入到水泥中能够转变为水泥浆，使其成为一种絮凝状的结构，通过水泥浆所含的水泥粒子来吸附外掺剂分子，使其在表面能够形成一种扩散双电层，变成分子团或者一个个极性分子，从而减少水表面张力所释放出絮凝体包裹的水分子。同时，根据表面活性剂的定向吸附作用，促使水泥中朝外一侧的颗粒具有同种电荷，发生相斥作用，使水泥浆体于成为一种不稳定悬浮状态。由于水泥颗粒表面具有润滑作用，外掺剂极性亲水端倾向水溶液，通常情况下通过氢键的方式与水分进行缔合，同时水分子之间也在进行氢键缔合，从而在水泥微粒的表面构成了一层水膜，有效避免了水泥颗粒之间的直接接触。目前在建筑工程混凝土施工中，常用的外掺剂为高效减水剂，这种外掺剂与水泥产生出现不适应性时，能够直观且快速地被反映出来。
2.外加剂与水泥的适应性对施工质量与安全的影响
随着社会经济的不断发展，工程技术的不断提高，施工成本摆上了重要目标值。在混凝土中加入适量的外加剂，能提高混凝土质量，改善混凝土性能，减少混凝土用水量，节约水泥，降低成本，加快施工进度，这给我们的施工带来明显的经济效益。但是，外加剂与水泥的适应性问题却没有引起足够的重视，给工程带来隐患，甚至造成了严重的质量和安全事故。如：某个商品混凝土单位，为了给施工单位提供高强混凝土，在未经检验外加剂剂量与水泥适应性的情况下，在拌制混凝土过程中添加了某种高效缓凝减水剂（2.5%），为解决运输坍落问题，商品混凝土位采取卸料时往混凝土拌和料中增加外加剂（约1%，总剂量约为3.5%）和水的做法来提高混凝土的流动性，这种危险做法对混凝土结构的质量产生严重的后患。该混凝土7天强度达到设计强度的65%以上，28天强度却远远低于设计强度，甚至比7天强度有所降低。经检验，使用的高效缓凝减水剂掺量与水泥存在不适应问题。最后，该混凝土结构物只能作报废拆除处理，这给施工单位造成了严重的经济损失以及给社会带来恶劣的影响。
3.影响因素
3.1水泥
1）水泥的矿物成分。水泥中主要矿物成分C3S，C2S，C3A，C4AF对外加剂分子的吸附作用是不一样的，其吸附顺序为C3A>C4AF>C3S>C2S，可见铝酸盐矿物对外加剂分子的吸附能力大于硅酸盐矿物，其原因是C3A和C4AF在水化初期动电电位（Zeta电位）呈正值，因而对外加剂分子的吸附能力较强，而C3S和C2S在水化初期其动电电位呈负值，因此对外加剂分子的吸附能力较弱。在外加剂掺量相同的情况下：水泥中C3A和C4AF含量越高，外加剂的分散效果越差，外加剂对水泥的适应性越差；水泥中C3S和C2S含量越高，外加剂对水泥的适应性越好。
2）水泥中的碱含量。水泥中的碱含量主要指Na2O和K2O的含量。水泥中的碱含量取决于水泥生产的原料、燃料和生产工艺。由于水泥厂多采用新型干法工艺生产水泥，这种工艺生产的水泥碱含量较高，这给混凝土碱骨料反应的发生提供了必要条件。碱的存在有助于C3A和C4AF的溶出，增加水泥颗粒对外加剂的吸附能力，所以水泥中碱含量的增加会使外加剂的塑化效果变差，还会导致混凝土凝结时间的缩短和坍落度损失的加剧。掺加高浓型高效减水剂的混凝土，如果选用碱含量较大的水泥，将得不到理想的减水率。
3）水泥的颗粒细度。水泥颗粒细度对其与外加剂之间的适应性有较大影响。水泥细度越大，水泥颗粒对外加剂分子的吸附能力越强。细度越大，水泥水化时的絮凝作用越明显，破坏絮凝所需的外加剂就越多，外加剂的塑化效果就越差。
4）水泥的新鲜程度。水泥越新鲜，减水剂的塑化效果越差。由于干燥度高，早期水化快，发热量大，对外加剂的吸附能力强，所以新鲜水泥（特别是出厂日期12d内）具有需水量大、坍落度损失快、易速凝等特点。
3.2外加剂
外加剂的品种、形态等对适应性也会产生很大影响。聚羧酸系减水剂的分子中，由于主链和侧链上带有多个极性很强的活性基团，使其在水泥颗粒表面形成面积较大且吸附能力较强的吸附区，有利于保持水泥浆体的流动性。萘系减水剂分子的聚合度为10左右时，其塑化效果最理想。相同掺量时，粉状外加剂比液状外加剂的分散效果约降低5%，其原因是粉状外加剂的分子呈缠绕状结构，溶解在水中1d以上的外加剂分子呈直链结构，直链结构在吸附性能上优于缠绕状结构。
3.3矿物掺合料的影响
混凝土的矿物掺合料主要有：粉煤灰、矿渣、磷渣、沸石、火山灰、硅灰等。在混凝土中掺入粉煤灰等矿物掺合料，有利于提高水泥浆体的流动性，提高外加剂的使用效果，改善外加剂与水泥间的适应性。由于具有颗粒表面接近球形、活性低、吸水量少、改善颗粒级配等特点，粉煤灰是目前使用最广泛、效果最好的矿物掺合料。
4.混凝土外掺剂与水泥适应性的改善措施 4.1外掺剂中新型高性能减水剂的开发应用
在混凝土施工的过程中，新型高效减水剂的不断应用和不断扩大，在施工的过程中不断的应用当前混凝土施工过程中，在新型材料的应用过程中是相应的控制技术手段，机理应尽可能包括：a.降低水泥颗粒固液界面能作用；b.静电斥力作用；c.空间位阻斥力作用。
水化膜的作用是当前减水剂施工的过程中相应的控制手段和作用，是利用其作用和手段进行分析和管理的过程，在分子结构构成中，应采用：a.脂肪羟基和芳香羟基共同构成的非极性基团；b.尽可能具有梳型支链高分子结构：c.一个聚合物分子链上应同时具有多种极性基团（如羟基、醚基、羧基、磺酸基等）。
依据新型高效减水剂应有的特点，通过分子设计理论，目前国内外新型高效减水剂的合成方法有两种，一种是氨基磺酸盐系高效减水剂的合成工艺，即通过遴选价格便宜的带羟基、羧基、磺酸基的多种单体，加入甲醛，在一定的条件下经过缩聚反应形成高分子聚合物。由于氨基、羟基能与水形成氢键，故该类高效减水剂具有较强的“降低水泥颗粒固液界面能作用”、“静电斥力作用”和“水化膜润滑作用”以及一定的“空间位阻斥力作用”。其具有以上分子结构及作用机理特点的高效减水剂的减水率高，与水泥适应性好，能很好地控制混凝土的坍落度损失。
4.2增硫法
在建筑工程混凝土施工中经常会用到一种高浓萘类型的减水剂，这种减水剂很容易加快混凝土坍落度损失，分析其主要原因是因为水泥在水化初期，由于水泥浆液中硫酸根离子的溶解浓度较低，缺硫现象比较严重。为了解决这种现象，很多施工单位便改用低浓度萘类型的减水剂，这种减水剂的Na2SO4含量较高，能够提高水泥中的硫酸根离子浓度，从而减少混凝土坍落度的损失。因此，如果在施工中明确造成坍落度损失加快的原因就是由缺硫引起的话，可以采用适当的增硫法，提高外掺剂中的硫酸含盐量，加强减水剂和水泥之间的适应性，从而降低混凝土坍落度的损失。总而言之，为了提高减水剂与水泥的适应性，其措施主要包括以下几个：分批添加法和后掺法、利用载体流化剂、复合使用外掺剂、适当加大减水剂掺量等。
4.3外加剂的复合使用
外加剂，随着当前社会发展过程中应用的不断增加，其在应用的过程中，是减少混凝土裂缝、提高混凝土施工质量的主要手段和方法。通过外加剂的复合使用，提高减水剂与水泥的适应性，是提高混凝土坍塌的主要手段，更是一种是用普遍且又简单而经济的应用方法和措施。該方法主要包括：1）高效减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，为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、泌水；3）减水剂与减水剂的复合使用通过协同效应和超叠加效应。
结束语
在建筑工程中，外掺剂与水泥的适应性需要根据建筑工程的实际情况采取相关控制措施，并且不断完善相关管理措施和技术手段，提高混凝土施工质量，降低裂缝的出现。
参考文献：
[1]赵小萍.论改善混凝土外掺剂与水泥适应性的措施[J].科学之友（B版），2009，07：19-20.
[2]王晓，景恒勇，琚建国.浅谈混凝土外加剂与水泥适应性的改善措施[J].商品混凝土，2006，01：56-57.
[3]张琨.浅谈混凝土外加剂与水泥的适应性[J].现代物业（上旬刊），2011，07：210-211.
【关键词】混凝土外掺剂；水泥适应性；改善措施
1.混凝土外掺剂与水泥适应性
在建筑工程混凝土施工中，混凝土外掺剂和水泥适应性主要表现为：在混凝土配制过程中，根据混凝土外掺剂的应用技术要求，将外掺剂添加到水泥中，如果能产生出相应效果，则说明这种外掺剂与水泥相适应。相反混凝土外掺剂和水泥不适应性表现在以下几个方面：在混凝土中出现假凝、速凝以及过度缓凝；新拌混凝土的流动性、报水性、和易性和粘聚性较差，不能满足建筑工程的要求。
混凝土外掺剂与水泥适应性技术的工作机理：由于外掺剂对水泥具有分散作用，而水泥所含粒子对外掺剂有吸附作用，将水加入到水泥中能够转变为水泥浆，使其成为一种絮凝状的结构，通过水泥浆所含的水泥粒子来吸附外掺剂分子，使其在表面能够形成一种扩散双电层，变成分子团或者一个个极性分子，从而减少水表面张力所释放出絮凝体包裹的水分子。同时，根据表面活性剂的定向吸附作用，促使水泥中朝外一侧的颗粒具有同种电荷，发生相斥作用，使水泥浆体于成为一种不稳定悬浮状态。由于水泥颗粒表面具有润滑作用，外掺剂极性亲水端倾向水溶液，通常情况下通过氢键的方式与水分进行缔合，同时水分子之间也在进行氢键缔合，从而在水泥微粒的表面构成了一层水膜，有效避免了水泥颗粒之间的直接接触。目前在建筑工程混凝土施工中，常用的外掺剂为高效减水剂，这种外掺剂与水泥产生出现不适应性时，能够直观且快速地被反映出来。
2.外加剂与水泥的适应性对施工质量与安全的影响
随着社会经济的不断发展，工程技术的不断提高，施工成本摆上了重要目标值。在混凝土中加入适量的外加剂，能提高混凝土质量，改善混凝土性能，减少混凝土用水量，节约水泥，降低成本，加快施工进度，这给我们的施工带来明显的经济效益。但是，外加剂与水泥的适应性问题却没有引起足够的重视，给工程带来隐患，甚至造成了严重的质量和安全事故。如：某个商品混凝土单位，为了给施工单位提供高强混凝土，在未经检验外加剂剂量与水泥适应性的情况下，在拌制混凝土过程中添加了某种高效缓凝减水剂（2.5%），为解决运输坍落问题，商品混凝土位采取卸料时往混凝土拌和料中增加外加剂（约1%，总剂量约为3.5%）和水的做法来提高混凝土的流动性，这种危险做法对混凝土结构的质量产生严重的后患。该混凝土7天强度达到设计强度的65%以上，28天强度却远远低于设计强度，甚至比7天强度有所降低。经检验，使用的高效缓凝减水剂掺量与水泥存在不适应问题。最后，该混凝土结构物只能作报废拆除处理，这给施工单位造成了严重的经济损失以及给社会带来恶劣的影响。
3.影响因素
3.1水泥
1）水泥的矿物成分。水泥中主要矿物成分C3S，C2S，C3A，C4AF对外加剂分子的吸附作用是不一样的，其吸附顺序为C3A>C4AF>C3S>C2S，可见铝酸盐矿物对外加剂分子的吸附能力大于硅酸盐矿物，其原因是C3A和C4AF在水化初期动电电位（Zeta电位）呈正值，因而对外加剂分子的吸附能力较强，而C3S和C2S在水化初期其动电电位呈负值，因此对外加剂分子的吸附能力较弱。在外加剂掺量相同的情况下：水泥中C3A和C4AF含量越高，外加剂的分散效果越差，外加剂对水泥的适应性越差；水泥中C3S和C2S含量越高，外加剂对水泥的适应性越好。
2）水泥中的碱含量。水泥中的碱含量主要指Na2O和K2O的含量。水泥中的碱含量取决于水泥生产的原料、燃料和生产工艺。由于水泥厂多采用新型干法工艺生产水泥，这种工艺生产的水泥碱含量较高，这给混凝土碱骨料反应的发生提供了必要条件。碱的存在有助于C3A和C4AF的溶出，增加水泥颗粒对外加剂的吸附能力，所以水泥中碱含量的增加会使外加剂的塑化效果变差，还会导致混凝土凝结时间的缩短和坍落度损失的加剧。掺加高浓型高效减水剂的混凝土，如果选用碱含量较大的水泥，将得不到理想的减水率。
3）水泥的颗粒细度。水泥颗粒细度对其与外加剂之间的适应性有较大影响。水泥细度越大，水泥颗粒对外加剂分子的吸附能力越强。细度越大，水泥水化时的絮凝作用越明显，破坏絮凝所需的外加剂就越多，外加剂的塑化效果就越差。
4）水泥的新鲜程度。水泥越新鲜，减水剂的塑化效果越差。由于干燥度高，早期水化快，发热量大，对外加剂的吸附能力强，所以新鲜水泥（特别是出厂日期12d内）具有需水量大、坍落度损失快、易速凝等特点。
3.2外加剂
外加剂的品种、形态等对适应性也会产生很大影响。聚羧酸系减水剂的分子中，由于主链和侧链上带有多个极性很强的活性基团，使其在水泥颗粒表面形成面积较大且吸附能力较强的吸附区，有利于保持水泥浆体的流动性。萘系减水剂分子的聚合度为10左右时，其塑化效果最理想。相同掺量时，粉状外加剂比液状外加剂的分散效果约降低5%，其原因是粉状外加剂的分子呈缠绕状结构，溶解在水中1d以上的外加剂分子呈直链结构，直链结构在吸附性能上优于缠绕状结构。
3.3矿物掺合料的影响
混凝土的矿物掺合料主要有：粉煤灰、矿渣、磷渣、沸石、火山灰、硅灰等。在混凝土中掺入粉煤灰等矿物掺合料，有利于提高水泥浆体的流动性，提高外加剂的使用效果，改善外加剂与水泥间的适应性。由于具有颗粒表面接近球形、活性低、吸水量少、改善颗粒级配等特点，粉煤灰是目前使用最广泛、效果最好的矿物掺合料。
4.混凝土外掺剂与水泥适应性的改善措施 4.1外掺剂中新型高性能减水剂的开发应用
在混凝土施工的过程中，新型高效减水剂的不断应用和不断扩大，在施工的过程中不断的应用当前混凝土施工过程中，在新型材料的应用过程中是相应的控制技术手段，机理应尽可能包括：a.降低水泥颗粒固液界面能作用；b.静电斥力作用；c.空间位阻斥力作用。
水化膜的作用是当前减水剂施工的过程中相应的控制手段和作用，是利用其作用和手段进行分析和管理的过程，在分子结构构成中，应采用：a.脂肪羟基和芳香羟基共同构成的非极性基团；b.尽可能具有梳型支链高分子结构：c.一个聚合物分子链上应同时具有多种极性基团（如羟基、醚基、羧基、磺酸基等）。
依据新型高效减水剂应有的特点，通过分子设计理论，目前国内外新型高效减水剂的合成方法有两种，一种是氨基磺酸盐系高效减水剂的合成工艺，即通过遴选价格便宜的带羟基、羧基、磺酸基的多种单体，加入甲醛，在一定的条件下经过缩聚反应形成高分子聚合物。由于氨基、羟基能与水形成氢键，故该类高效减水剂具有较强的“降低水泥颗粒固液界面能作用”、“静电斥力作用”和“水化膜润滑作用”以及一定的“空间位阻斥力作用”。其具有以上分子结构及作用机理特点的高效减水剂的减水率高，与水泥适应性好，能很好地控制混凝土的坍落度损失。
4.2增硫法
在建筑工程混凝土施工中经常会用到一种高浓萘类型的减水剂，这种减水剂很容易加快混凝土坍落度损失，分析其主要原因是因为水泥在水化初期，由于水泥浆液中硫酸根离子的溶解浓度较低，缺硫现象比较严重。为了解决这种现象，很多施工单位便改用低浓度萘类型的减水剂，这种减水剂的Na2SO4含量较高，能够提高水泥中的硫酸根离子浓度，从而减少混凝土坍落度的损失。因此，如果在施工中明确造成坍落度损失加快的原因就是由缺硫引起的话，可以采用适当的增硫法，提高外掺剂中的硫酸含盐量，加强减水剂和水泥之间的适应性，从而降低混凝土坍落度的损失。总而言之，为了提高减水剂与水泥的适应性，其措施主要包括以下几个：分批添加法和后掺法、利用载体流化剂、复合使用外掺剂、适当加大减水剂掺量等。
4.3外加剂的复合使用
外加剂，随着当前社会发展过程中应用的不断增加，其在应用的过程中，是减少混凝土裂缝、提高混凝土施工质量的主要手段和方法。通过外加剂的复合使用，提高减水剂与水泥的适应性，是提高混凝土坍塌的主要手段，更是一种是用普遍且又简单而经济的应用方法和措施。該方法主要包括：1）高效减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，为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、泌水；3）减水剂与减水剂的复合使用通过协同效应和超叠加效应。
结束语
在建筑工程中，外掺剂与水泥的适应性需要根据建筑工程的实际情况采取相关控制措施，并且不断完善相关管理措施和技术手段，提高混凝土施工质量，降低裂缝的出现。
参考文献：
[1]赵小萍.论改善混凝土外掺剂与水泥适应性的措施[J].科学之友（B版），2009，07：19-20.
[2]王晓，景恒勇，琚建国.浅谈混凝土外加剂与水泥适应性的改善措施[J].商品混凝土，2006，01：56-57.
[3]张琨.浅谈混凝土外加剂与水泥的适应性[J].现代物业（上旬刊），2011，07：210-211.