聚羧酸減水劑在機(jī)制砂商品混凝土應(yīng)用中的敏感性評價

陳景，鄭廣軍，周金鐘，夏遠(yuǎn)英，鄧均，蔡雪

（中建商品混凝土成都有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

在缺少天然中粗砂的成都、重慶等西南地區(qū)，機(jī)制砂作為一種混凝土細(xì)骨料得到了廣泛應(yīng)用，但受到生產(chǎn)設(shè)備以及母巖材質(zhì)的影響，機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)偏大（一般在3.0以上），而且顆粒級配不良，粒徑大于2.36mm和小于0.15mm的顆粒偏多，導(dǎo)致配制的混凝土拌合物保水性差、泌水率大[1～2]，與天然砂相比存在明顯的差異，對混凝土減水劑的綜合性能提出了更高的要求。

聚羧酸作為一種新型的高性能減水劑，具有減水率高、混凝土保持能力好、混凝土收縮率低等突出優(yōu)點，同時產(chǎn)品不含甲醛等對人體有害的物質(zhì)，是一種綠色環(huán)保的產(chǎn)品[3～4]。目前成都地區(qū)商品混凝土公司已逐步開始加速推廣聚羧酸減水劑的應(yīng)用，但在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)與天然砂相比，聚羧酸減水劑在機(jī)制砂混凝土中表現(xiàn)出了更高的敏感性，混凝土中聚羧酸減水劑的摻量、單方用水量稍高，其拌合物就容易出現(xiàn)泌水、分層現(xiàn)象，對混凝土泵送施工性能、力學(xué)性能和耐久性都造成了不利的影響[5]。

怎樣評價和降低聚羧酸的敏感性問題目前在國內(nèi)未得到足夠的關(guān)注，多數(shù)的研究集中在提高適應(yīng)性和減水率方面[6]，

但聚羧酸的敏感性對于混凝土的泵送施工影響顯著，因此，本文采用測試混凝土拌合物工作性能的方法，評價聚羧酸減水劑的敏感性，同時提出通過復(fù)配不同性能特點的聚羧酸產(chǎn)品來達(dá)到降低其在機(jī)制砂商品混凝土中應(yīng)用的敏感性，提高聚羧酸減水劑綜合性能的措施。

1 原材料及試驗方法

1.1 原材料

(1) 水泥：選用四川峨勝P·O42.5水泥，主要技術(shù)指標(biāo)如表1。

(2) 粉煤灰：采用成都某電廠生產(chǎn)的F類Ⅰ級粉煤灰，細(xì)度10.5%，燒失量4.64%，需水比94%。

(3) 減水劑：聚羧酸減水劑，國外某名牌（SS-1），自主生產(chǎn)產(chǎn)品（SS-A，SS-B），自主復(fù)合產(chǎn)品（SS-AB），所有減水劑的固含量都約為10%。

(4) 粗集料：粒徑5～31.5mm連續(xù)級配普通碎石。

(5) 細(xì)集料：機(jī)制砂，細(xì)度模數(shù)3.5。

(6) 水：自來水。

1.2 試驗方法

表1 水泥主要技術(shù)指標(biāo)

表2 模擬實際生產(chǎn)的混凝土配合比

表3 模擬實際生產(chǎn)的混凝土在減水劑摻量不同時的坍落度及擴(kuò)展度 mm

混凝土拌合物性能按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50080《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行檢測，其他檢測指標(biāo)見文中具體說明。

2 模擬實際生產(chǎn)的混凝土試驗情況

2.1 配合比

本文選擇了商品混凝土生產(chǎn)中較常用的C30和C40兩個強(qiáng)度等級的混凝土作為基準(zhǔn)配比，模擬實際生產(chǎn)中減水劑摻量的波動變化，以4個不同的摻量(單方配合比中減水劑用量占膠凝材料總量的比例)進(jìn)行試驗對比，觀察不同種類減水劑的敏感性情況，配合比見表2。

2.2 試配結(jié)果及分析

表3中試驗結(jié)果表明，SS-1和SS-A兩種聚羧酸減水劑的摻量超過目標(biāo)摻量0.05%以后，混凝土即出現(xiàn)不同程度的泌水、分層、抓底等現(xiàn)象，超過目標(biāo)摻量0.1%以后，已嚴(yán)重離析，低于目標(biāo)摻量時，混凝土流動性下降明顯，而SS-B聚羧酸減水劑在目標(biāo)摻量±0.1%的范圍內(nèi)，混凝土的和易性變化則明顯較小，表明其敏感性較低，這點在商品混凝土的實際生產(chǎn)中其他原材料質(zhì)量波動大的情況下，有利于混凝土的質(zhì)量控制。

同時在試驗中，還考察了混凝土對用水量的敏感性，具體的方法是在減水劑達(dá)到目標(biāo)摻量，混凝土具備較優(yōu)的和易性后，再額外加入5～10kg水，考察和易性的變化。從表4中可以發(fā)現(xiàn)，其變化趨勢和減水劑摻量的接近，對摻量敏感的減水劑品種對水的敏感性更高。

表4 模擬實際生產(chǎn)的混凝土在單方用水量不同時的坍落度及擴(kuò)展度 mm

表5 復(fù)合產(chǎn)品生產(chǎn)的混凝土在減水劑摻量不同時的坍落度及擴(kuò)展度 mm

這三種減水劑中SS-B的減水率最低，增稠保水性也最好，其相對應(yīng)的目標(biāo)摻量也最高。這說明要降低減水劑的敏感性，從減水劑方面來說應(yīng)選擇增稠保水性能好，而減水率稍低的產(chǎn)品，但這一類單一的產(chǎn)品又會因減水率過低、增稠效果過高導(dǎo)致目標(biāo)摻量太大而增加成本。

3 降低聚羧酸減水劑敏感性的措施

從以上的思路著手，從復(fù)配上進(jìn)行考慮，通過復(fù)合不同性能特點的聚羧酸母液，降低混凝土拌合物對減水劑摻量和單方用水的敏感性，同時保證適當(dāng)?shù)臏p水率。其主要思路是將高減水率產(chǎn)品SS-A和低減水高增稠產(chǎn)品SS-B按一定比例復(fù)合，通過調(diào)整復(fù)配比例，讓產(chǎn)品的減水率保持在一定水平，降低其目標(biāo)摻量一定范圍內(nèi)減水率的變化幅度，從而實現(xiàn)降低聚羧酸減水劑敏感性，提高綜合性能的目的。

通過研究，將SS-A類產(chǎn)品與SS-B類產(chǎn)品按照一定的比例進(jìn)行了復(fù)配，得到了復(fù)合產(chǎn)品SS-AB，并開展了混凝土試驗評價其敏感性。由表5的試驗結(jié)果可知，SS-AB的綜合性能優(yōu)異，其目標(biāo)摻量接近SS-1和SS-A單獨(dú)使用時的摻量，同時在目標(biāo)摻量±0.1%波動范圍內(nèi)，混凝土拌合物的工作性能變化幅度接近SS-B，復(fù)合產(chǎn)品SS-AB的結(jié)果不是SS-A、SS-B兩種產(chǎn)品性能的簡單平均疊加，在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，通過復(fù)合能夠讓A、B兩種產(chǎn)品的特點都能繼續(xù)突出，實現(xiàn)綜合性能提升的目的，見表5。

試驗中還發(fā)現(xiàn)通過其他一些途徑也能達(dá)到類似的目的，如在聚羧酸母液中復(fù)合一定量的引氣劑、增稠保水材料等，但效果沒有進(jìn)行母液復(fù)合那么理想。

4 結(jié)論

(1)聚羧酸減水劑在商品混凝土應(yīng)用中的敏感性問題不容忽視，特別是在機(jī)制砂混凝土中該問題更加突出，會影響到商品混凝土生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量控制。

(2)通過復(fù)配不同功能特點的聚羧酸產(chǎn)品，可以有效降低聚羧酸的敏感性問題，提高聚羧酸減水劑在機(jī)制砂商品混凝土中的適用性。

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[6]趙聽南.聚羧酸減水劑應(yīng)用中的幾點理解誤區(qū)[J].化學(xué)建材,2007(6):47-48.