關(guān)于水泥與減水劑的相容性，發(fā)改委于2008年頒布并實施了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T1083《水泥與減水劑相容性試驗方法》，使水泥行業(yè)對水泥與減水劑相容性的檢驗、評價有了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。我國水泥廠重視和控制水泥流變性能的歷史較短，對水泥流變性的研究處于初級階段。修訂與頒布《水泥與減水劑相容性試驗方法》標(biāo)準(zhǔn)時，國內(nèi)減水劑市場還是萘系減水劑的天下，現(xiàn)在減水劑市場呈多元化狀態(tài)，聚羧酸系減水劑成為市場主角。減水劑市場的變化使得《水泥與減水劑相容性試驗方法》在某些方面存在滯后的情況。
1、水泥與減水劑相容性的現(xiàn)象特征
關(guān)于水泥與減水劑相容性的現(xiàn)象特征，《水泥與減水劑相容性試驗方法》對水泥與減水劑相容性的定義包含了初始流動性、流動性經(jīng)時損失和減水劑用量三個要素。實際上，在飽和摻量(或接近飽和摻量，下同)下的保水性也是水泥與減水劑相容性的一個重要方面。要全面表征水泥與減水劑相容性，至少應(yīng)包括以下指標(biāo):減水劑的飽和摻量、減水劑推薦摻量下的凈漿初始流動度、減水劑推薦摻量下的凈漿60min(30min)經(jīng)時流動度、一定減水劑摻量下凈漿的保水性。
《水泥與減水劑相容性試驗方法》中定義的水泥與減水劑相容性未包含保水性，也未包含保水性檢驗方法。某些減水劑和水泥雖然可以得到很大的凈漿流動度，但如果已經(jīng)產(chǎn)生明顯泌水，則凈漿流動度再大也是沒有應(yīng)用意義的。上述表征水泥與減水劑相容性的指標(biāo)，對應(yīng)著混凝土性能的不同方面，全部被水泥的使用者所關(guān)注。水泥廠對水泥與減水劑相容性的控制，應(yīng)該至少包括上述4項指標(biāo)。
水泥與減水劑相容性良好，應(yīng)包括以下現(xiàn)象特征:飽和摻量點明確;飽和摻量不高，初始流動度較大;經(jīng)時流動度損失較小;一定減水劑摻量時凈漿沒有明顯泌水。上述任何一個方面存在問題，均視為水泥與減水劑相容性不好。某種與減水劑相容性不好的水泥，可能存在其中一個問題，也可能同時存在多個問題。問題不同，給混凝土帶來的影響不同，在水泥廠的質(zhì)量控制方法、糾正措施也不同。減水劑的飽和摻量是隨減水劑摻量增加、凈漿初始流動度不再明顯增加的摻量，也可以是經(jīng)時流動度損失不再明顯減小的摻量。《水泥與減水劑相容性試驗方法》只規(guī)定了前一個飽和摻量，但在很多實際應(yīng)用場合，后一種飽和摻量同樣重要。一般情況下，兩者存在明顯的差異，后者則大于前者。
多數(shù)情況下，飽和摻量接近或超過水泥漿體開始泌水的臨界摻量，而泌水將對混凝土的性能產(chǎn)生一系列不良影響，降低混凝土的耐久性。為了防止泌水，也為了提高減水劑的性價比，工程應(yīng)用時減水劑的摻量多數(shù)應(yīng)控制在飽和摻量以下。從實用角度考慮，綜合混凝土大(或接近大)坍落度、沒有明顯泌水和經(jīng)濟性等方面因素得出的減水劑摻量即推薦摻量。推薦摻量接近或低于飽和摻量。
2、水泥的流變性能與相容性
按GB/T1346-2011檢驗的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、按GB/T2419-2005檢驗的膠砂流動度，反映的是水泥自身的流變性能。按《水泥與減水劑相容性試驗方法》檢驗的水泥凈漿流動度，則反映了在有減水劑的條件下水泥的流變性能，既包含了水泥自身的流變性能，又包含了水泥與減水劑之間的一些相互作用。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量在多數(shù)情況下可以決定凈漿流動度。一般可以得到這樣的結(jié)論:兩個標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量相差較大的水泥，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較大者，其凈漿流動度較小。某些對水泥流變性能可能產(chǎn)生影響的因素是減水劑，減水劑對標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和凈漿流動度有不同甚至相反的作用。例如，在水泥中摻入一些顆粒更細(xì)的混合材料，對水泥流變性能的影響是，一方面較細(xì)的顆粒填充了水泥顆粒堆積空隙，提高了水泥顆粒的堆積密度，從而減少了水泥和混合材料的填充水量;另一方面，混合材料比表面積更大，在顆粒表面形成水膜需要的水就更多，同時細(xì)顆粒更容易形成絮凝結(jié)構(gòu)而包裹部分水。對水泥流變性能的影響是上述兩個因素綜合作用的結(jié)果。多數(shù)情況下，在水泥中摻入更細(xì)的礦渣粉、粉煤灰和石灰石粉后，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量將會略有提高。但在有減水劑存在的條件下，以凈漿流動度評價的流變性能卻可以明顯改善。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因在于，減水劑可以明顯減小水泥顆粒表面水膜厚度，即表面吸附水量，同時可以破壞絮凝結(jié)構(gòu)，釋放出其中包裹的水成為自由水，但不能明顯減少填充水，而礦物細(xì)粉恰好可以有效減少填充水，卻要增加部分表面吸附水和形成絮凝結(jié)構(gòu)。沒有減水劑存在時，礦物細(xì)粉減少的填充水被增加的表面吸附水、絮凝結(jié)構(gòu)限制的非自由水抵消。有減水劑存在時，礦物細(xì)粉增加的表面吸附水被減水劑減少，絮凝結(jié)構(gòu)中的非自由水變?yōu)樽杂伤�，減少填充水的作用凸顯，表現(xiàn)為使水泥的流變性能改善。在水泥行業(yè)有一種夸大水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量作用的傾向，近年來逐步被用來評價水泥的流變性能，并進一步與混凝土的工作性能相聯(lián)系。試驗結(jié)果表明，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量與混凝土的工作性能之間并沒有很好的相關(guān)性。水泥廠質(zhì)量控制的終目標(biāo)應(yīng)該是保證水泥在混凝土中具有優(yōu)秀的性能。過度關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量往往會偏離這個終目標(biāo)。
3、水泥與減水劑相容性結(jié)果的局限
實踐證明，在多數(shù)情況下，凈漿流變性能與混凝土流變性能具有一定相關(guān)性，但也有一些時候這種相關(guān)性并不存在。試驗結(jié)果也得到相同的結(jié)論。在實際應(yīng)用中，水泥廠在檢驗凈漿流變性能的同時，還應(yīng)該關(guān)注混凝土的流變性能。
4、水泥與減水劑相容性檢驗的若干問題
4.1 Marsh筒法和凈漿流動度法的選擇
《水泥與減水劑相容性試驗方法》并列了兩種水泥與減水劑相容性檢驗方法，即Marsh筒法和凈漿流動度法。前者為標(biāo)準(zhǔn)法，后者為代用法。二者在原理上并無本質(zhì)區(qū)別。對部分水泥，Marsh筒法可以比凈漿流動度法更準(zhǔn)確地確定飽和摻量。目前，在混凝土行業(yè)普遍采用凈漿流動度法，極少使用Marsh筒法。在與顧客進行技術(shù)交流，或處理有關(guān)水泥與減水劑相容性的質(zhì)量投訴時，如果水泥廠采用Marsh筒法將無法進行對比。從這個角度考慮，建議水泥廠優(yōu)先選擇凈漿流動度法作為日常檢驗方法。
4.2檢驗用減水劑的選擇
《水泥與減水劑相容性試驗方法》規(guī)定了一種基準(zhǔn)減水劑，這是一種質(zhì)量穩(wěn)定的萘系減水劑，但是標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定基準(zhǔn)減水劑長期穩(wěn)定性的要求。另外，普遍存在一種觀點，夸大了某一種特定的高效減水劑(或某一種特定配方的高效減水劑)對某一種特定水泥相容性的單一對應(yīng)性。這一觀點使得對基準(zhǔn)減水劑的使用效果產(chǎn)生一種疑問，即能否保證使用基準(zhǔn)減水劑的檢驗結(jié)果與實際使用的減水劑具有一致性。據(jù)2007年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，當(dāng)時國內(nèi)市場的萘系減水劑占88%，在萘系減水劑質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，基準(zhǔn)減水劑的檢驗結(jié)果是具有普遍意義的�，F(xiàn)今，萘系減水劑的市場份額在日益縮小，萘系以外的減水劑，如聚羧酸系減水劑、氨基磺酸鹽系減水劑與水泥相容性的規(guī)律，與萘系減水劑不盡相同;如果萘系減水劑與緩凝劑、引氣劑和防凍劑中的一種或幾種復(fù)合使用，復(fù)合減水劑與水泥相容性的規(guī)律，與基準(zhǔn)減水劑也有些差別。上述兩種情況，特別是前一種情況，應(yīng)考慮使用特定的減水劑進行相容性檢驗的必要性。應(yīng)該注意觀察基準(zhǔn)減水劑與這些特定減水劑檢驗結(jié)果的對比規(guī)律，探討使用基準(zhǔn)減水劑的檢驗結(jié)果代替特定減水劑檢驗結(jié)果的可能性。隨著新型減水劑應(yīng)用的普及，也許將來需要有一種非萘系的基準(zhǔn)減水劑。
4.3單一減水劑摻量的檢驗方法
《水泥與減水劑相容性試驗方法》規(guī)定的檢驗方法，除了一定摻量下凈漿的保水性以外，比較全面地反映了水泥與減水劑相容性的各個方面，更適合于對水泥質(zhì)量的全面評價，但用于日常質(zhì)量控制顯得繁瑣、復(fù)雜。實際操作中，可以將檢驗方法和指標(biāo)適當(dāng)簡化。如果檢驗時選擇一個小于飽和摻量的單一摻量點，檢驗其初始流動度、流動度經(jīng)時損失和保水性，即可以粗略反映水泥與減水劑相容性除飽和摻量以外的所有指標(biāo)。生產(chǎn)實踐表明，單一減水劑摻量的檢驗方法在多數(shù)情況下可以滿足生產(chǎn)控制的需要。事實上，在混凝土行業(yè)，按照《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》或《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》檢驗凈漿流動度，多數(shù)情況下是使用了單一減水劑摻量的檢驗方法。
《水泥與減水劑相容性試驗方法》規(guī)定了基準(zhǔn)減水劑摻量為0.8%的單一減水劑摻量，但同時規(guī)定“根據(jù)水泥和減水劑的實際情況，可以增加或減少基準(zhǔn)減水劑的摻量點”。因此，使用方仍可根據(jù)實際需要選擇其他的減水劑摻量。事實上，單一減水劑摻量的檢驗方法更適合于水泥廠對固定品種和強度等級的水泥，且在水泥與減水劑相容性變化不大時，作為日常檢驗的手段。對相容性差別較大的多個水泥樣品進行比較時，單一減水劑摻量的檢驗方法更適合采用多點減水劑摻量的全面檢驗方法。
5、水泥與減水劑相容性檢驗的影響因素
5.1樣品的儲存時間
隨著水泥中一些組分如C3A、fCaO的預(yù)水化，水泥與減水劑相容性將逐漸變好。因此，樣品的儲存時間、是否有良好密封、環(huán)境濕度對水泥與減水劑相容性檢驗結(jié)果有顯著影響。
5.2凈漿攪拌
水泥與減水劑相容性檢驗的一個主要誤差來源是攪拌鍋黏樣，使樣品不能均勻攪拌。為減少這一影響因素，在攪拌間隔的15s內(nèi)，應(yīng)迅速將攪拌鍋內(nèi)壁黏附的樣品盡量刮凈，合并于鍋內(nèi)的凈漿中。
6、結(jié)語
減水劑的飽和摻量、推薦摻量下的凈漿初始流動度，推薦摻量下的凈漿60min/30min經(jīng)時流動度和一定減水劑摻量下凈漿的保水性，共同組成了表征水泥與減水劑相容性的參數(shù)。
單一減水劑摻量的凈漿流動度法或Marsh筒法，檢驗過程便捷，能夠反映水泥與減水劑相容性除飽和摻量以外的所有指標(biāo)，適合于水泥廠的日常生產(chǎn)控制使用，但是實際應(yīng)用過程中，更適合采用多點減水劑摻量的全面檢驗方法。
