聚羧酸減水劑與混凝土適應(yīng)性的調(diào)整與管理

高國成，叢曉光，王楠楠

（威海冠宏商品混凝土有限公司，山東　威?！?64200）

聚羧酸減水劑與混凝土適應(yīng)性的調(diào)整與管理

高國成，叢曉光，王楠楠

（威海冠宏商品混凝土有限公司，山東威海264200）

我國外加劑技術(shù)在不斷地更新和發(fā)展，其中聚羧酸外加劑正以較快地發(fā)展速度讓預(yù)拌混凝土行業(yè)接受并廣泛投入使用，但是聚羧酸產(chǎn)品質(zhì)量本身還存在一定的質(zhì)量缺陷。采用一些萘系和脂肪類外加劑調(diào)整的方式和小料對聚羧酸這種產(chǎn)品進行調(diào)整，已經(jīng)失去了意義，需要從一個全新的角度進行適應(yīng)性調(diào)整，怎么去克服這種缺陷而更好地發(fā)揮聚羧酸本身的優(yōu)勢，本文通過一些實踐調(diào)整案例分析聚羧酸不適應(yīng)調(diào)整和研究結(jié)果。

聚羧酸；適應(yīng)性；生產(chǎn)管理

0　前言

隨著外加劑技術(shù)的不斷提高，從最早的第一代外加劑以木鈣，木糖類為代表，改變了混凝土質(zhì)量差，強度低的現(xiàn)狀。由于第一代外加劑的減水率低，逐漸被第二代外加劑所取代，當時全國攪拌站 80%～90% 以上都在使用的以脂肪族和萘系為主的，減水率在 20% 左右的外加劑。它的減水率遠遠大于第一代外加劑的減水率，一直被大多數(shù)攪拌站所親睞。而第三代外加劑就是聚羧酸，按照種類和合成工藝分為聚醚、聚酯。第三代外加劑的功能相對于第二代，減水率提高，一般在 25%～40%，不像二代外加劑要根據(jù)不同的水泥、不同的批次、不同的季節(jié)，都要調(diào)整。配制高強混凝土使用效果特別好，所以一直在高鐵，高架橋使用。而聚羧酸減水劑的用量低、減水率高、適應(yīng)性廣、收縮小、環(huán)保無污染等特點，迎合了目前混凝土市場的需求，尤其是目前混凝土市場競爭如此激烈，使用聚羧酸成本上節(jié)約不少。每種產(chǎn)品都有自己的優(yōu)點，但是缺點也無法回避，它對砂子的含泥量、單方用水量、溫度等都非常敏感，作用效果滯后等特點又給攪拌站帶來了很多管理上的麻煩。這就要求技術(shù)人員要不斷對聚羧酸的混凝土進行研究，首先要對聚羧酸外加劑與水泥的適應(yīng)性進行試驗和研究，其次要進行生產(chǎn)過程中的各個點的監(jiān)控和管理。如何進行聚羧酸外加劑混凝土適應(yīng)性調(diào)整和過程管理，筆者根據(jù)實踐經(jīng)驗淺析一下聚羧酸外加劑不適應(yīng)的調(diào)整和研究結(jié)果。

1　試驗條件

水泥：P?O42.5R 水泥，強度為 46MPa。

粉煤灰：采用 I 級粉煤灰，細度為 6%，需水量比為90%。

礦渣粉：采用 S95 級，活性指數(shù)在 102%。

砂子：采用粗砂，細度模數(shù)為 3.2，含泥量為 1.8%，含石量為 2%～5%。

石子：采用5～20mm 連續(xù)級配，針片狀含量在70%～80%。

外加劑：采用 A、B 兩公司生產(chǎn)的外加劑，減水率在20%～40%。

根據(jù)以上原材料進行的配合比設(shè)計，配合比見表 1。

表1　設(shè)計強度等級為 C30kg/m3

2　試驗過程

觀察外加劑與各個材料的適應(yīng)性最為直接的方法就是“試拌法”。

試驗一：采用 B 公司生產(chǎn)的 WKY 型聚羧酸，試拌20L，攪拌機出機狀態(tài)表面出現(xiàn)輕微的泌漿，并且砂漿包裹石子差，石子外露嚴重，出機約 2 分鐘后，坍落度損失殆盡，此次試驗完全證明了該種聚羧酸外加劑與膠凝材料適應(yīng)性差；

試驗二：在試驗一的基礎(chǔ)上，B 公司外加劑廠技術(shù)人員增加少量的引氣劑（解決和易性問題）和 NaHCO3、NaSO4（解決坍落度損失過快），經(jīng)過調(diào)整發(fā)現(xiàn)，出機狀態(tài)略微好轉(zhuǎn)，但是包裹性依然滿足不了泵送和施工的要求，10min 后坍落度開始損失，并且和易性嚴重變差，流動性逐漸變?nèi)?，此次試驗說明增加小料調(diào)整是可以調(diào)整適應(yīng)性關(guān)系的。

試驗三：在試驗二的基礎(chǔ)上，B 公司外加劑廠技術(shù)人員進一步調(diào)整小料的比例，同時增加了六偏磷酸鈉和少量糊精，混凝土出機狀態(tài)基本良好，但是還是部分石子裸露，流動性，保水性良好，出機 30 分鐘后開始損失，40 分鐘后損失嚴重，由于天氣漸冷，考慮實際生產(chǎn)需要，暫時調(diào)整至此，投入生產(chǎn)使用。試驗三混凝土狀態(tài)見圖 1。

試驗四：采用 A 公司外加劑廠生產(chǎn)的聚羧酸外加劑，試拌 20L，攪拌機出機狀態(tài)良好，凝聚性、保水性、流動性均符合要求，出機 5～10min 坍落度損失殆盡，流動性很差。此次試驗說明該種聚羧酸外加劑與膠凝材料部分適應(yīng)，與某種材料存在抵觸反應(yīng)。

試驗五：在試驗四的基礎(chǔ)上，煙臺中建外加劑廠在不使用小料調(diào)整的前提下，調(diào)整聚羧酸里面的保坍劑的比例，經(jīng)過多次試驗效果沒有明顯改善，說明該聚羧酸里面的保坍成分與膠凝材料存在不適應(yīng)。

試驗六：在試驗五的基礎(chǔ)上，煙臺中建外加劑廠更換了另一種保坍劑，在不使用任何小料的情況下，混凝土的出機狀態(tài)良好，流動性、凝聚性、保水性均符合要求，坍落度保持在 60min，損失 1～2cm，至此調(diào)整符合現(xiàn)在氣候條件下生產(chǎn)混凝土，準備投入使用。試驗六混凝土狀態(tài)見圖 2。

圖1　試驗三混凝土狀態(tài)

圖2　試驗六混凝土狀態(tài)

3　實際生產(chǎn)

經(jīng)過多次試驗室試驗上述試驗三，采用 B 公司調(diào)整的聚羧酸。在實際生產(chǎn)中，攪拌站出機質(zhì)檢發(fā)現(xiàn)，混凝土的包裹性差，配合比的砂率又進行了增加，發(fā)現(xiàn)還是包裹性略差，流動性和保水性基本滿足要求?，F(xiàn)場質(zhì)檢發(fā)現(xiàn)，近距離（從出站到泵送 30min 左右）的工地發(fā)現(xiàn)坍落度有損失，但基本上滿足泵送；遠距離（從出站到泵送 60min 左右）質(zhì)檢反饋情況是，坍落度損失過大，無流動性，混凝土表面發(fā)干，發(fā)澀。

經(jīng)過多次反復(fù)試驗的上述試驗六，采用煙臺中建調(diào)整的聚羧酸外加劑，在實際生產(chǎn)投入使用，攪拌站出機質(zhì)檢發(fā)現(xiàn)混凝土的和易性良好，滿足出場的要求，現(xiàn)場遠距離和近距離泵送完全符合要求，不存在現(xiàn)場工人加水的情況。經(jīng)過多次的實際生產(chǎn)觀察除和易性滿足要求外，坍落度基本保持在60分鐘基本上不損失。

4　聚羧酸混凝土生產(chǎn)管理

骨料進廠關(guān)：聚羧酸對材料的含泥量及其敏感，含泥量越小，聚羧酸的減水效果越好；含泥量變大，聚羧酸的減水率將大幅度減少，混凝土狀態(tài)嚴重變差。除了材料科外觀的檢查外，試驗室人員每月固定抽查，不定期的到料場巡檢，保持原材料的進廠關(guān)。

4.1進廠檢驗關(guān)

聚羧酸產(chǎn)品進廠必須做到車車檢驗，檢驗包括外觀檢測和實際試驗，外觀檢測觀察顏色和聞氣味；實際檢驗按照國家標準檢驗它與膠凝材料的適應(yīng)性關(guān)系。由于外加劑廠不但生產(chǎn)聚羧酸，還有可能生產(chǎn)萘系、脂肪族，防止運輸罐沒有清理干凈而造成聚羧酸減水劑出現(xiàn)質(zhì)量問題，所以要嚴格把控進廠檢驗關(guān)。

4.2存放關(guān)

當前聚羧酸泵送劑是由減水型和保坍型為主料復(fù)配的環(huán)保無污染產(chǎn)品，是有機物的合成產(chǎn)品，長期存放，會出現(xiàn)分層、變質(zhì)情況，在滿足生產(chǎn)需要的前提下，盡量短時間內(nèi)存放外加劑。由于聚羧酸對鐵有腐蝕性，應(yīng)采用塑料罐或者處理后的鐵容器進行存放，并且安裝攪拌功能，在使用過程中，可適當進行攪拌，保持聚羧酸產(chǎn)品的均質(zhì)性。

4.3攪拌關(guān)

聚羧酸外加劑摻加混凝土的作用效果相比萘系、脂肪類的比較滯后，所以攪拌時間應(yīng)適當延長，延長時間通過試驗和實際生產(chǎn)決定。同時聚羧酸外加劑對混凝土用水量相當敏感，所以要求操作人員要有較高的業(yè)務(wù)素質(zhì)，同時質(zhì)檢人員做好混凝土開盤鑒定和過程出廠抽查工作，共同保證混凝土出廠時符合要求。

4.4溫度關(guān)

通過試驗發(fā)現(xiàn)，聚羧酸對溫度敏感，尤其是低溫。坍落度大的情況下，停放一定的時間，聚羧酸會出現(xiàn)坍落度變大，表面泌漿情況。因此尤其在低溫天氣，早晚生產(chǎn)混凝土坍落度要適當減少，外加劑用量可適當降低。

5　結(jié)論

聚羧酸為第三代外加劑，在預(yù)拌混凝土行業(yè)中使用較少，包括一些聚羧酸的技術(shù)規(guī)范不健全，很多攪拌站技術(shù)人員對聚羧酸產(chǎn)品了解甚少。它與膠凝材料的適應(yīng)性的特點與第二代外加劑存在明顯的區(qū)別，技術(shù)管理上與第二代外加劑也大相徑庭。這就需要攪拌站技術(shù)人員不斷通過試驗和實踐來研究聚羧酸這種新型產(chǎn)品。

［通訊地址］山東省威海市經(jīng)區(qū)天東家園 57 號（264200）

高國成，威海冠宏商品混凝土有限公司，主要從事混凝土產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量控制。