外加剂与水泥的适应性问题是让所有商品混凝土厂家感到担心、头痛的问题，也是让许多外加剂厂家感到委屈的问题。可以说目前在国内，只要出现外加剂与水泥不相适应，从而导致商品混凝土坍落度损失过大或混凝土过于快凝无法满足施工要求，乃至带来工程质量问题时，最终总是归罪于外加剂的问题，这是不公正的。外加剂与水泥不适应而导致商品混凝土坍落度损失过大等问题，既有外加剂的质量、化学成分方面的原因，但也有属于水泥本身矿物组成、所用石膏的种类、含碱量的高低及水泥掺和物的种类等多种因素造成的原因。因本人是学硅酸盐专业（重点为水泥）出身的，1977年以来又先后从事过木质素磺酸盐、β-萘磺酸盐、三聚氰胺类等各种外加剂的开发、研究、生产，又先后在日本和国内商品混凝土合资公司长期从事于外加剂在商品混凝土中的应用工作，对外加剂在商品混凝土行业、水泥制品行业及陶瓷行业中的应用有着较深的体会，特别是商品混凝土不同于其他行业，它有着时间及距离的限制，对外加剂要求更高，也比其他行业更易发生问题，现就外加剂在商品混凝土应用中存在的问题及解决方法谈谈体会吧！
一、外加剂与水泥适应性的问题
1.水泥矿物组成对外加剂的影响
水泥矿物的组成为铝酸三钙（C3A）、硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙（C4AF），水泥水化速度以C3A为最快，C3S其次，再次C2S、 C4AF。根据一般回转窑生产的水泥熟料来看，水泥矿物的组成一般为C3S：45～65%，C2S：15～32%，C3A：4～11%， C4AF：10～18%。但从实际上与外加剂匹配的角度来看，C3A水化最快，吸附外加剂最快，C3S水化其次，吸附外加剂也其次，这两项是影响外加剂与水泥适应性的主要因素。从多年经验和教训来看，水泥矿物组成中的C3A、C3S如满足以下二条件：a) C3A≤8%，b) C3A ＋C3S≤65%即只要C3A≤8% ，C3S在50～55%之间，并用二水石膏配制的水泥与各种外加剂适应性都较好，用这种水泥与一般木质素类减水剂、萘系高效复合减水剂、泵送剂等配制的商品混凝土的坍落度损失较小，一般都能满足施工要求。但当C3A＞8%或C3A ＋C3S＞65%情况下，就出现外加剂与水泥不相适应情况，商品混凝土损失大，无法满足施工要求。
这仅是本人多年来的经验数据，我很希望有哪个研究单位对此比较感兴趣的话，能进一步论证，这样对今后外加剂的应用起到作用。
下面举例说明水泥矿物组成对外加剂的影响。
合肥某研究院下属外加剂公司配合某工程采用山东某水泥厂回转窑生产的42.5＃普通硅酸盐水泥和合肥当地生产的42.5＃普通硅酸盐水泥，使用上海建工麦斯特高科技建材公司用进口原料进口配方生产的聚羧酸高效引气减水剂，该减水剂在上海重点工程中使用已获得很好效果，可以说是当前国内最好的外加剂。但是该公司在配制混凝土时，却发现用同样的外加剂，同样的掺量，采用山东生产的水泥配制的混凝土30分钟坍落度损失比当地水泥配制的混凝土坍落度损失大50%之多，而且根本无法使用，使用萘系减水剂坍损更大。该公司诉来电与我联系，凭多年经验，我马上判断出不是外加剂的问题，而是水泥矿物组成的问题。我立即要求对方调查两家水泥矿物组成，结果不出所料，经调查发现山东产水泥矿物组成如下：C3A10.96%， C3S64.36%， C2S10.23%， C4AF11.55%，而当地水泥的C3A仅6%，最后该工程放弃了山东产水泥。
水泥矿物组成中C3A对外加剂的影响最为显著，近几年来，水泥厂为了提高水泥早期强度，一般采用提高C3A含量的办法，这给外加剂的应用带来了诸多麻烦。本人在南京合资混凝土公司工作期间，有一次元旦刚过，便发现几辆混凝土搅拌车中的混凝土无法卸料，几位搅拌车驾驶员在开车时也感到混凝土罐有异常现象。当时中方外方立即确认了混凝土配合比没有变、使用的同一罐萘系外加剂没有变、全电脑计量操作无异常，只是刚从当地某水泥厂进了一批水泥（本厂是该水泥厂老客户，过去从未发生过此现象），于是我们马上怀疑是水泥问题，马上赴该水泥厂调查，发现该水泥厂正邀请德国一位水泥专家在进行回转窑技术改造，元旦前后将C3A的含量由以往的7～8%调到了9.5%。为此我们要求该厂恢复原有的C3A含量，将C3A控制在8%以内。同时将已入库的水泥采取增加外加剂掺量及在水灰比不变的情况下，增加用水量和单位水泥用量，从而增加了混凝土出厂坍落度，以保证施工要求，但这样的措施无疑增加了商品混凝土的成本，由此可见，C3A过高，无论是对普通减水剂还是萘系高效减水剂乃至当今最好的聚羧酸系高效减水剂都会带来水泥与外加剂不适应的情况，所以配制商品混凝土时，要特别注意水泥中C3A、C3S的含量问题。
因为本人是学水泥的，又是搞外加剂的，现在又在使用外加剂，所以遇到水泥与外加剂不相适应时，我采用的办法是：
（1）用同一种外加剂与几种不同种类、不同品牌（不同厂家）的水泥进行砂浆流动度试验，以判断该外加剂对各种水泥的适应情况
（2）用常用的、已知其适应性较好的一种水泥与几种不同种类、不同厂家的外加剂进行砂浆流动度试验，以判断各种外加剂的质量情况。
这样一对比，便可发现不适应问题是外加剂造成的还是水泥造成的。如是水泥造成的，应进一步分析水泥矿物组成、石膏种类、含碱量高低及掺合料种类对外加剂的影响。如是因外加剂造成的，应立即与生产厂家联系：调查外加剂的配方是否变动？母体（多数为β-萘磺酸钠及木钙）的质量是否有波动？近几年来，木质素类外加剂的原料发生变化，针叶树原料紧缺，优质木钙又出口，结果造成许多复配木质素类的外加剂厂家质量不稳定，减水率下降，含气量过高，商品混凝土表面出现大气泡、混凝土强度下降等现象，而萘系减水剂目前国内除少数几家大厂是采用全自动控制、质量稳定外，许多生产合成萘磺酸钠的厂家还是人工操作，以致磺化、缩合等几个关键生产过程不稳定，从而导致母体聚合度不高，减水率不稳定，用这样的母体复合各种萘系减水剂，自然产品的质量不稳定。这种情况，我们商品混凝土公司常遇到。与外加剂厂家交涉，厂家认为配方没变，质量不会变化，却忽视了产品母体质量的变化。对于合资公司，对原材料进料质量严格控制，一旦发现是外加剂的问题，立即退货，二次退货即停止使用，寻找更稳定的外加剂。作为外加剂用户，需要的是稳定优质产品，目前国内大多数外加剂厂家是搞复配的，更应注意母体质量稳定的问题。
2水泥熟料中添加的石膏种类对外加剂的影响
主要是硬石膏的影响，以硬石膏作缓凝剂的水泥，不仅与木钙、糖蜜类外加剂不相适应，还产生假凝现象，而且硬石膏对萘系减水剂的减水率影响也很大。早在80年代，当首次在江苏南京发现当地某中型知名水泥厂的水泥与木钙、糖蜜产生假凝，给施工单位带来诸多麻烦后，本人曾将硬石膏及二水石膏以不同比例配制的水泥进行萘系减水剂适应性试验。结果表明，100%硬石膏配置的水泥，对萘系减水剂的影响同样很大，净浆流动度仅为105～110，而100%二水石膏配制的水泥，同样掺量同种萘系减水剂净浆流动度为240～245。但硬石膏：二水石膏=1：1时，木钙、糖蜜类仍不适应，萘系减水剂基本适应，净浆流动动度为200～210，硬石膏：二水石膏=2：8时，对萘系减水剂没多大影响，净浆流动度为230左右，对木钙、糖蜜类减水剂有影响，但不致出现假凝现象。
在实际商品混凝土生产中，我也曾遇到过此类情况。南京某合资混凝土公司刚投产不久，用的水泥品种较多，有次订购了2000吨当地某水泥厂生产的水泥，为慎重起见，取样进行适应性试验，结果无论是木质素类还是萘系高效减水剂，都分别出现假凝和速凝现象。外方人员立即与我联系，因当时南京硬石膏带来的问题我很了解，马上派人调查该水泥厂所用石膏，果然该水泥厂全部使用硬石膏，之后，混凝土公司将预购的2000吨水泥作了退货处理。
所以在使用外加剂时，也需要事先对水泥中的石膏种类及其含量做一调查，以防出现不适应的情况。
3水泥碱含量对外加剂应用效果的影响
在外加剂学会发表的一些论文中已谈到过水泥碱含量越大，适应性就越差，但在实际应用中，一般商品混凝土公司不太注意此问题。相比之下，水泥矿物组成及石膏种类对外加剂的影响比碱含量的影响更为明显，但是使用低碱水泥配制的商品混凝土不仅可减少因适应性而带来的坍落度损失问题，也能避免混凝土发生碱骨料反应。作为合资混凝土公司，为了保证混凝土质量，我们选用优质、高强、低碱水泥。
4水泥矿物掺合料对外加剂适应性的影响
一般地说，使用纯矿渣作为掺合料配制的矿渣水泥，与外加剂适应性较好。有的商品混凝土公司自行外掺矿渣微粉，对外加剂适应性有利，而且还能改善混凝土的和易性、泵送性、减低水化热、提高后期强度，适于在大体积混凝土中使用。只是目前市场上矿渣微粉的价格也不低，故一般商品混凝土公司均采用使用粉煤灰和外加剂的“双掺”办法。
无论是在水泥厂还是在商品品混凝土公司，使用粉煤灰作为掺合料时，必须严格控制粉煤灰的质量，特别是粉煤灰中的含碳量，因碳素对外加剂的吸附作用大。含碳量过大，吸附外加剂过多，影响外加剂的使用效果。所以水泥与外加剂的适应性与粉煤灰质量即含碳量有关。一级粉煤灰含碳量最低，对适应性没有影响，二级粉煤灰一般对适应性影响不大，但二级粉煤灰中颜色较深，含碳量较高，接近三级粉煤灰的指标时，将对外加剂的使用带来不利影响。三级粉煤灰在商品混凝土中一般不能使用。所以在实际应用中，商品混凝土公司从粉煤灰的颜色就能判断其对外加剂的影响，颜色越浅，对外加剂的使用影响越小，反之，就越大。
其他掺用工业废渣、煤矸石等的水泥，因成分复杂、不稳定，与外加剂适应性较差。
由于外加剂与水泥的不适应给商品混凝土厂家带来了的最大问题是坍落度损失过大，有时到了现场，混凝土无法从搅拌车中卸出。对于这种情况，我们的办法是采用二次添加方法，即试验室人员带着高效减水剂立即赶往施工现场，再次按一定比例将高效减水剂均匀加入搅拌车的拌罐中，并高速搅拌一分钟后立即卸料，由泵车压送浇筑。此种情况绝对不能任意加水，若任意加水，水灰比增大，不仅影响强度，还造成干燥收缩裂缝，给工程质量带来后患。
其实关于外加剂与水泥适应性的问题，早在20世纪60～70年代，在日本也常有发生。由于日本水泥生产公司只有十几家大型公司，全属于日本水泥协会成员。外加剂公司也只有十几家，也全属于日本外加剂协会成员。一旦发生外加剂与水泥适应性不相适应而影响混凝土质量时，两个协会就联合邀请大学教授、专家来进行原因分析并仲裁，谁的原因，谁负责彻底改进，所以80年代以来就不再出现外加剂与水泥不相适应的情况了。同样，商品混凝土的二次添加法在日本70年也曾流行过。他们的做法是：先使用木质素系减水剂将商品混凝土配制成坍落度8公分左右的混凝土，用搅拌车送往工地现场，在现场再添加萘系高效减水剂（麦地150），搅拌车上的搅拌罐高速搅拌后即卸料浇筑，但因现场再次添加需要人工，日本人工费较高，另外高速搅拌带来噪音形成环境污染问题。于是80年代开始研究以聚羧酸盐为代表的高效引气减水剂，85年正式成为商品，开始使用，从而解决了商品混凝土中的重要一环—坍落度损失问题。
由于国情不同，我国水泥厂光回转窑就上万家，外加剂厂家大大小小也好几百家，不可能像日本一样，由协会出面解决外加剂与水泥适应性问题，这就给用户—商品混凝土厂家带来了最担心也是最头痛的问题：外加剂与水泥不适应，影响商品混凝土质量，甚至造成工程事故。
作为合资商品混凝土公司，采用优质稳定的原材料，以科学合理的配合比、全自动控制系统的生产设备及严格的层层把关，向现场提供优质的商品混凝土是我们的宗旨。为此我们的做法是：
（1）尽可能选定优质稳定的大型外加剂厂家、大型优质的水泥厂家、优质的砂石厂家作为我们固定的原料基地。
（2）对各种原料按国家标准进行严格的入厂复检。
（3）以砂浆流动度来判断水泥与外加剂的适应性问题，如不适应，判断是水泥问题还是外加剂的问题，并立即与发生问题一方联系，立即要求解决或退货。
我们之所以用砂浆流动度来判断，而未采用净浆流动度来判断水泥与外加剂适应性问题，是因为我们曾多次遇到过采用净浆流动度来判断，对于某些改性的高分子外加剂不适宜，包括对于某些聚羧酸盐类外加剂。分子量大、粘度大，用净浆流动度方法不能真实反映其扩展性能，净浆流动度并不大，但砂浆流动度却大，混凝土中使用效果也好。此情况下，单用净浆流动度易被误判为不适应。使用砂浆流动度来判断，一是更接近于混凝土，二是由于砂子的加入，充分发挥了其分散性，克服了其粘稠性的一面，这也与混凝土试验吻合。所以建议国标中，外加剂与水泥适应性的判断方法改为测定砂浆流动度的方法。
（4）如遇到坍落度损失过大（特别是夏季）难以卸料时，采用二次添加方法解决，绝对禁止随意加水。
（5）要配制优质混凝土，特别是高强混凝土，除外加剂外，砂、石级配、石子的坚硬度（压碎值）、形状、是否含泥等也必须严格控制。特别是夏季，砂石在露天暴晒，温度高，将引起坍落度损失增大，所以夏季要注意对石子不断洒水、降温，这也很重要，可避免坍损增大。
（6）不同种类的外加剂必须严格区分、明显标识。在外加剂加入储罐时，必须有生产商和混凝土厂家双方确认后才能入罐，绝对不能搞错，特别是高效减水剂与普通减水剂，一旦搞错，把普通减水剂当作高效减水剂使用，使用量增加3～4倍，以致造成现场混凝土几天不凝，造成严重工程事故。
几年前，本人在上海工作期间，就听说某地发生了这样的事故。各种外加剂都有着各种不同的应用范围、掺量范围，超出此范围，必将发生工程质量事故，必须特别谨慎。
在商品混凝土中，当遇到外加剂与水泥不适应时，坍落度损失大，不能满足施工要求时，怎么办？
一般地说，商品混凝土公司购入水泥时，一次性购入量大，而且一般都是直接打入水泥储仓中，所以一般都是外加剂去适应水泥，只有明显的因水泥矿物组成或石膏原因，产生很不适应时，才会考虑更换水泥厂家，因此一般出现不适应时，可采取以下措施：
（1）适当增加外加剂掺量。
（2）更换外加剂，一般说，外加剂与水泥适应性以聚羧酸盐类为最好，其次是氨基磺酸盐（氨基磺酸盐单独使用，泌水严重，需与萘系复合使用），再次为萘系及其复合减水剂、木质素磺酸盐、糖蜜类等。但国内目前使用的外加剂绝大多数是普通、高效、缓凝等多种复合而成，复合的配方不同，各单体质量不同，效果均不同，所以当遇到不适应情况时，可取当地多种产品进行砂浆适应性试验，从中选择较适应的外加剂，也就是说，改变外加剂去适应水泥。
（3）如上述方法仍不能解决问题，坍落度损失还是较大，无法满足施工需求时，则可采用二次添加方法，在现场卸料前加入萘系高效减水剂，搅拌罐高速回转1～2分钟即卸入泵车中进行浇筑。
（4）采用增加水泥浆的办法，增大出厂坍落度，增大至20～22cm，即保持水灰比不变的前提下，同时增加单位水泥用量和单位用水量。当坍落度在12cm以下时，坍落度每增加1cm，单位用水量增加1.2%，当坍落度在15cm以上时，坍落度每增加1cm，单位用水量增加1.5～2.5%。注意：必须同时增加单位水泥量和单位用水量，以保持水灰比不变，混凝土强度不变，但这样做，无疑将增加商品混凝土的成本，一般商品混凝土厂家万不得已下，才会采用此方法。