0 引言

水泥和外加剂相容性较差的问题一直以来都困扰着水泥厂和施工单位，水泥和相容性之间的关系可以理解为，运用同一种外加剂，由于水泥自身性能的差异，而导致具体应用效果上的不同。如果水泥和外加剂之间的相容性较差，则会导致实际减水率不足、拌合物出事流动性较差的问题。现阶段主要采用水泥净浆流动性的变化情况来体现其对混凝土拌合物流动性的变化作用。本文结合水泥和外加剂相容性差的成因，提出一些可行的处理对策，提高水泥和外加剂的相容性，保证水泥质量。

1 水泥和外加剂相容性差的成因

1.1 熟料矿物好工艺制度的影响

1.1.1 熟料矿物构成

外加剂的类型多种多样，其中减水剂的使用量会影响吸附量，正常情况下，吸附量从大到小排序如下：C3A、C4AF、C3S、C2S，其中C3A 所吸附的减水剂总量明显较高，其原因在于减水剂大多是直接在水化产物上进行吸附，所吸附的总量直接相关于水化产物总量以及表面性，所以在快速水化作用下，其产生更多的水化产物，因而对熟料矿物拥有了更强的吸附性，所以也就减少了溶液中的减水剂。对于水化速度的比较方面，C3A 第一，C2S 最后，而C4AF 和C3S 居于中间。其原因在于C3A 具有更大的水化物比面积，所以水化物当中含有C3A 较多，那么该型号的水泥减水剂适应性就较差。

1.1.2 熟料烧成温度和烧成效率

不同的熟料烧制温度也有所不同，所以在性能上的表现也有较大的区别。其中高温烧成的熟料由于烧成速度较快，死了以硅酸盐矿物当中，含有较多的其他组分，硅酸盐矿物的含量得到提高的同时，性能也有所好转，最终提高水泥活化性，这样一来C3A和C4AF 也得到控制。在温度升高的情况下固熔量也得到提升，烧成效率提高，因而相比之下高温烧纸熟料的A 矿质量更好，给水泥带来更高的强度，同时在与外加剂的相容性上也存在优势。而低温烧成的则情况相反，跟外加剂之间的相容性较差。

1.1.3 冷却速率

在较高的温度下，熟料可以实现快速冷却，这对A 矿的晶型保持而言是非常有利的。C2S 粉化，因而让硅酸盐矿物的活性也得到相应的增加，同时溶剂矿物的存在形式大多数为玻璃体，这就在极大程度上降低了其他矿物的析晶，因而该工艺下的水泥和外加剂之间具有较好的相容性，凝结时间维持在正常水平，水泥强度较高；而如果采用慢速冷却，从而提高了C3A 和C4AF 析晶出现总量，降低相容性。

1.2 混合材料类别

混合材料会吸附减水剂，一般来说，煤矸石的吸附量最高，粉煤灰次之，矿渣吸附量最小。而掺入矿渣的水泥拥有比掺煤矸石的水泥适应性更强，火山灰混合材结构疏松多孔，所以有更好的吸附性，粉煤灰品质的不同，同样会给相容性造成影响。例如优质粉煤灰往往具有更高的适应性，反之亦然。

1.3 水泥含碱量

水泥当中的碱性成分主要为Na2O 和K2O，这两种物质的含量也会在很大程度上影响水泥和减水剂的适应性。碱性物质会在极大程度上提高水泥用水量，这也会加速水泥水化，不利于减水剂塑化作用的出现。如果含碱量较高，则会影响水泥和减水剂之间的适应性，进而提升水泥坍落度，容易在使用中造成危险。

1.4 水泥调凝剂石膏类别和掺加量

不同类型的石膏在溶解性方面存在较大的不同，所以对水泥也会产生不同的缓凝作用。一般来说，天然二水石膏可以和高效减水剂之间有着更强的适应性，硬石膏和工业副产品石膏则会由于其中部分微量元素的不同而导致相容性受到影响。水泥中所加入的石膏形态以及SO3添加量的不同，也会影响相容性，所以一般情况下，可以在保持凝结时间的基础上适当提高SO3添加量，这样可以提高水泥和减水剂之间的相容性，但是该参数的确定应当取决于比表面积、碱含量等参数。

1.5 水泥比面积和颗粒分布的影响

水泥流动性会直接影响实际使用效果，进而影响施工完毕后硬化的混凝土质量。如果水泥的粗细颗粒鸡胚恰当，就会拥有更好的流动性能，一般来说，水泥中颗粒大小为3～30μm 区间时，水泥的强度会呈上升趋势；如果颗粒度到达60μm，那么就不会继续增强强度，但是可以稳定提及；如果颗粒小于10μm，则会让早期强度增强，但也会增加需水量；如果颗粒小于3μm，则只能起到早强作用。所以具有最好流动性的水泥，应当90%以上的颗粒度都应当为3～30μm 之间，小于10μm 的颗粒控制在10%以内。水泥颗粒越细，则表面积越大，所以和水之间有更大的接触面积，因而就需要更多的水量才能将水膜凝结在水泥的表面上。所以在相同水灰比例下，颗粒之间自由水含量降低，进而影响水泥流动性，随着流动性的降低，其与减水剂的适应性也会降低。另外如果表面积增加，则水泥细颗粒也增加，水泥和水会在更短的时间内起反应，从而出现水化产物絮状结构。所以在水泥浆体流动性较低的情况下，相容性也会受到影响。

1.6 水泥温度的影响

如果水泥粉磨工艺期间温度高，则二水石膏会脱水，变成半水石膏，如果进一步脱水则会形成硬石膏，随着脱水反应的出现，其溶解度也会受到影响，无法组织水泥水溶而导致出现的絮凝结构，所以减水剂无法实现应有的塑化效果。所以一般来说，粉磨温度以115±5℃为宜，所以如果水泥出厂温度较高，则水化反应速度就较快，从而降低水泥和减水剂适应性。

2 水泥和外加剂相容性提高对策

结合上述水泥和外加剂相容性原因的分析，首先需要改善熟料矿物的构成，从而改善熟料本身的标准稠度和外加剂的相似性。具体措施如下：

首先，对原料石灰石的品位进行稳定。其次，需要及时调整熟料的成分，尤其是Al2O3和Fe2O3含量不宜过高，并提高熟料率值。控制熟料成分的目的在于控制铝酸盐和铁铝酸盐矿物含量，提高硅酸率，提高硅酸盐含量，达到改善熟料和外加剂相容性的目的。但是这种调整方式会降低溶剂矿物，导致物料更加难以烧制。所以在对原料成分进行调整的同时，需要在熟料煅烧的过程中，强化操作控制。

再次，做好熟料烧成的质量控制。在生产过程中，提高烧成温度不但可以提高熟料烧成效率，同时研究证明，熟料的煅烧温度过高的情况下，Al2O3和Fe2O3的固溶性也会加强，提高固溶量。与此同时，铁相固溶Al2O3的含量也会增加，从而提高C3A 和C4AF 的含量，进而控制C3A 容量，从而起到保证相容性的目的。

除此之外，运用高温快烧的熟料也能实现A 矿的良好发育，晶体尺寸适中，水泥强度较好，在外加剂相容性方面也较好。

经过熟料调整后，水泥的性能得到了提升，同时标准稠度和流动性都得到了改善，可以适应工程施工的实际需要。图1 和图2 为流动性较差和流动性较好的水泥对比图。

图1 流动性较差的水泥

图2 流动性较好的水泥

3 总结

总而言之，水泥外加剂相容性问题具有多边形，较为复杂。在当前的建筑材料领域当中，预拌混凝土和高性能混凝土得到广泛应用，所以这一问题产生的作用就更为明显。为了让该问题得到解决，技术人员需要对水泥外加剂性能的作用有深刻的认识，并基于水泥和外加剂相容性较差问题的成因来选择可行的对策，这样才能改善水泥和外加剂相容性，提高水泥成品质量。

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