聚羧酸系減水劑檢測(cè)過(guò)程中存在的問(wèn)題與思考

王曉明

/中鐵上海工程局集團(tuán)第七工程有限公司

聚羧酸系減水劑檢測(cè)過(guò)程中存在的問(wèn)題與思考

王曉明

/中鐵上海工程局集團(tuán)第七工程有限公司

對(duì)比了現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)參數(shù)、基準(zhǔn)水泥、粗細(xì)骨料、攪拌時(shí)間及進(jìn)場(chǎng)復(fù)試項(xiàng)目等方面的異同，探討了聚羧酸系減水劑檢測(cè)過(guò)程中存在的問(wèn)題及解決方法。

聚羧酸；高性能減水劑；應(yīng)用技術(shù)；檢測(cè)方法

引言

聚羧酸系減水劑為高性能減水劑，因其顏色淺、無(wú)氣味、減水率高、摻量少、氯堿含量低，配制的混凝土拌合物工作性能高、坍損小、低收縮、增強(qiáng)效果好，受到工程技術(shù)人員的重視，但實(shí)際工程應(yīng)用中經(jīng)常遇到各種問(wèn)題。筆者在混凝土攪拌站工作多年，長(zhǎng)期進(jìn)行各種混凝土外加劑的產(chǎn)品檢測(cè)，通過(guò)對(duì)檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)過(guò)程中的現(xiàn)象進(jìn)行分析與比較，發(fā)現(xiàn)了聚羧酸系減水劑在檢測(cè)過(guò)程中存在的問(wèn)題。

本文通過(guò)對(duì)比聚羧酸系減水劑現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8076—2008《混凝土外加劑》與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T223—2007《聚羧酸系高性能減水劑》在技術(shù)參數(shù)、基準(zhǔn)水泥、粗細(xì)骨料、攪拌時(shí)間及進(jìn)場(chǎng)復(fù)試等方面的異同，探討了聚羧酸系減水劑檢測(cè)過(guò)程中存在的問(wèn)題及解決方法，供參考。

一、技術(shù)參數(shù)

目前，聚羧酸系高性能減水劑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括:GB8076—2008《混凝土外加劑》、JG/T223—2007《聚羧酸系高性能減水劑》、GB50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》、GB/T8077—2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》等。其中GB8076和JG/T223為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了減水劑的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和部分物理性能的檢測(cè)方法，GB/T8077為方法標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了外加劑勻質(zhì)性檢測(cè)方法，GB50119規(guī)定了減水劑進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)項(xiàng)目。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)參數(shù)設(shè)置上基本類似，JG/T223中明確了對(duì)甲醛含量的要求。GB8076中規(guī)定基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的單位水泥用量為360kg/m3，砂率為43%～47%，用水量為坍落度控制在(210±10)mm時(shí)的最小用水量。JG/T223中規(guī)定，進(jìn)行混凝土拌合物1h坍落度保留值測(cè)定時(shí)，受檢混凝土的單位水泥用量為390kg/m3，砂率為44%，用水量為坍落度控制在(210±10) mm時(shí)的最小用水量；進(jìn)行其他性能測(cè)定時(shí)，基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的單位水泥用量為330kg/m3，砂率為38%～40%，用水量為坍落度控制在(80±10)mm時(shí)的最小用水量。

這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在單位水泥用量、砂率和用水量上均存在一定的差異，以水泥用量為例，在相同條件下，當(dāng)膠凝材料總量<300kg/m3的減水作用要小于>400kg/m3時(shí)的減水率，而且在水膠比大、膠凝材料用量小時(shí)還會(huì)有疊加的效果。試驗(yàn)室在進(jìn)行配合比驗(yàn)證時(shí)，有時(shí)在某些適應(yīng)性較差的聚羧酸減水劑的檢測(cè)過(guò)程中，還有可能出現(xiàn)采用GB8076檢測(cè)時(shí)合格，但采用JG/T223檢測(cè)時(shí)某些參數(shù)不合格的現(xiàn)象。

同時(shí)，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的混凝土配合比未考慮礦物摻合料對(duì)聚羧酸減水劑的影響。目前，實(shí)現(xiàn)混凝土高性能化的主要手段是摻加高效減水劑和活性礦物摻合料，其中礦物摻合料已成為高性能混凝土必不可少的重要組分，它對(duì)于改善混凝土的工作性、提高后期強(qiáng)度起著關(guān)鍵性的作用，單純使用水泥作為膠凝材料的混凝土已越來(lái)越少，故檢測(cè)過(guò)程中的配合比應(yīng)與實(shí)際使用過(guò)程中的配合比相一致，應(yīng)采用工程實(shí)際使用的原材料對(duì)減水劑性能進(jìn)行檢測(cè)，以確保實(shí)際工程質(zhì)量。

二、基準(zhǔn)水泥

基準(zhǔn)水泥是檢驗(yàn)混凝土外加劑性能的專用水泥，但基準(zhǔn)水泥的“不基準(zhǔn)”和質(zhì)量波動(dòng)一直是混凝土外加劑檢測(cè)中存在的問(wèn)題。不同批次的基準(zhǔn)水泥由于化學(xué)組成和礦物組成的差異，導(dǎo)致基準(zhǔn)水泥自身的需水量有一定差異，這對(duì)用水量特別敏感的聚羧酸系減水劑的檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)不利影響。

目前，在工程實(shí)際應(yīng)用中，很多外加劑廠家都會(huì)根據(jù)工程實(shí)際所用的水泥品種，對(duì)外加劑的配方進(jìn)行改進(jìn)，以改善水泥與外加劑的相容性。此時(shí)，如果仍采用基準(zhǔn)水泥進(jìn)行檢測(cè)，所得結(jié)果可能會(huì)大相徑庭。針對(duì)這些現(xiàn)象，鐵路和公路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均明確要求現(xiàn)場(chǎng)抽檢試驗(yàn)采用工地實(shí)際所用水泥進(jìn)行檢測(cè)。

三、粗細(xì)骨料

按GB8076的規(guī)定，細(xì)骨料應(yīng)符合GB/T14684中Ⅱ區(qū)要求的中砂，細(xì)度模數(shù)為2.6～2.9之間，含泥量＜1%；粗骨料為符合GB/T14685要求的公稱粒徑為5～20mm的碎石或卵石，采用二級(jí)配，其中5～10mm的顆粒占40%，10～20mm的顆粒占60%，滿足連續(xù)級(jí)配要求，針片狀物質(zhì)含量＜10%，空隙率＜47%，含泥量＜0.5%，如有爭(zhēng)議，以碎石檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)。

按JG/T223的規(guī)定，細(xì)骨料應(yīng)符合JGJ52要求的細(xì)度模數(shù)為2.5～2.8的中砂；粗骨料應(yīng)符合JGJ52要求的二級(jí)配碎石，粒徑為5～20mm(圓孔篩)，其中5～10mm的顆粒占40%，10～20mm的顆粒占60%。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)聚羧酸系減水劑檢測(cè)中所用的粗細(xì)骨料的要求基本一致。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)碎石的要求易于滿足，而含泥量符合要求的Ⅱ區(qū)中砂則難以滿足。

以西安為例，市場(chǎng)上含泥量＜2.0%的中粗砂基本上很少。而＞2.0%的含泥量對(duì)聚羧酸鹽減水劑具有很強(qiáng)的吸附作用，在混凝土攪拌過(guò)程中，聚羧酸鹽減水劑被黏土吸附了一部分，被吸附的減水劑失去了其減水的功能，使得聚羧酸鹽減水劑的減水率降低，要使配制的混凝土達(dá)到同樣的流動(dòng)性，則需增加用水量，從而增大了混凝土的水灰比，導(dǎo)致混凝土抗壓強(qiáng)度的降低。

四、攪拌時(shí)間

GB8076中規(guī)定:“外加劑為粉狀時(shí)，將水泥、砂、石、外加劑一次投入攪拌機(jī)，干拌均勻，再加入拌合水，一起攪拌2min。外加劑為液體時(shí)，將水泥、砂、石一次投入攪拌機(jī)，干拌均勻，再加入摻有外加劑的拌合水一起攪拌2min”。而JG/T223—2007中規(guī)定:“先將砂、石、水泥加入攪拌機(jī)干拌10s，之后加入聚羧酸系高性能減水劑及拌合水，繼續(xù)攪拌120s”。按此規(guī)定，一些聚羧酸系減水劑的作用效果相當(dāng)明顯，混凝土流動(dòng)性很好，當(dāng)再繼續(xù)攪拌時(shí)，混凝土流動(dòng)性就會(huì)逐漸變差，并趨于穩(wěn)定。這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明，在混凝土攪拌初期，一些聚羧酸系減水劑會(huì)很快產(chǎn)生作用，但這種作用并不穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，其作用效果才逐漸穩(wěn)定。對(duì)于另一些聚羧酸系高性能減水劑，其作用效果可能在2min之后才能顯現(xiàn)。如果攪拌時(shí)間控制不好，將會(huì)對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成不利影響。

五、進(jìn)場(chǎng)復(fù)檢項(xiàng)目

目前，聚羧酸系減水劑的進(jìn)場(chǎng)復(fù)試項(xiàng)目包括:pH值、密度、固含量、減水率等，只要常規(guī)復(fù)試項(xiàng)目合格，基本就可認(rèn)為減水劑成品合格。檢測(cè)聚羧酸系減水劑是否合格包括兩部分，一是作為化工產(chǎn)品本身是否合格，二是作為混凝土的減水劑是否合格。聚羧酸系減水劑作為一種化工高分子產(chǎn)品，在原材料、工藝、生產(chǎn)過(guò)程方面嚴(yán)格控制的情況下，得到的減水劑母液性能和質(zhì)量基本上是穩(wěn)定的。復(fù)配為成品之后的產(chǎn)品質(zhì)量與母液的質(zhì)量息息相關(guān)，復(fù)配中添加的輔料能夠影響到混凝土的性能，但起決定作用的還是母液。而衡量混凝土中某種原材料是否合格，就必須考慮與混凝土中其他原材料之間相互適應(yīng)的問(wèn)題。水泥凈漿流動(dòng)度只能說(shuō)明與這種水泥的適應(yīng)性較好，具體到混凝土的坍落度和擴(kuò)展度也要考慮組成混凝土的其他原材料的影響，不能只考慮減水劑本身。

六、結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由于對(duì)聚羧酸系減水劑質(zhì)量要求的側(cè)重點(diǎn)不同，因而制定的檢測(cè)方法和要求也有較大的差異。在檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)不同的需求執(zhí)行不同的檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)，以更好地保證混凝土工程質(zhì)量。

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