聚羧酸減水劑不同復配配比的試驗研究

唐惠琴

（南寧騰寧商品混凝土有限公司，廣西 南寧 530001）

0 前言

現(xiàn)代建筑對混凝土的性能要求越來越高，為適應各種復雜、嚴酷的施工環(huán)境，同時滿足節(jié)能、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的理念，混凝土對外加劑的性能提出了更高的要求。

聚羧酸混凝土外加劑是一種高性能減水劑，是實現(xiàn)提升混凝土性能，“節(jié)能、減排、低碳”的關鍵材料和技術核心。隨著政府和民眾對生態(tài)環(huán)境保護的要求越來越嚴格，建筑原材料日益緊缺，砂石質(zhì)量波動大，越來越多的商品混凝土公司為了應對原材料的變化，自行采購聚羧酸外加劑母液在公司內(nèi)部進行復配生產(chǎn)，根據(jù)原材料的變化靈活調(diào)整外加劑復配配比，使原材料與外加劑的適應性更好，從而改善混凝土工作性能。

聚羧酸系外加劑的復配包括聚羧酸系減水劑不同母液之間的復配，聚羧酸系減水劑與其他品種減水劑的復配，以及聚羧酸系減水劑母液與緩凝、引氣、狀態(tài)調(diào)節(jié)劑等功能組分（常指小料）的物理性復配。外加劑的復配不是簡單的互相組合，而是要盡量追求“1+1＞2”的疊加效應，從而提高外加劑的整體性能。

目前混凝土公司采用最普遍的外加劑復配方法為：聚羧酸減水型母液＋聚羧酸保坍型母液＋緩凝劑（葡萄糖酸鈉或白糖或糊精）＋凈水按一定比例混合一起攪拌復配成成品使用。本文用此方法復配成不同配比的聚羧酸外加劑做試驗，探討外加劑復配生產(chǎn)時針對不同的水泥、砂石原材料采用不同的復配配比，以改善混凝土的工作性能。

1 聚羧酸外加劑復配配比設計的試驗思路

（1）先按照生產(chǎn)經(jīng)驗將常用的聚羧酸減水型母液、保坍型母液和葡萄糖酸鈉、凈水按不同的比例復配成 3 個外加劑樣品。

（2）用華潤、海螺、紅獅三個廠家的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥按混凝土 C30 配合比分別與這 3 個外加劑樣品做試配分析。

（3）以第二步華潤水泥試配結(jié)果選取混凝土工作性能最好的一個外加劑樣品，其他摻合料、粗骨料同第二步試配所用材料，再選用亞甲藍值不同的機制砂進一步做試配分析調(diào)整，找出使用不同亞甲藍值的砂時外加劑復配的調(diào)整方法。

總之，外加劑復配配比的設計主要從其保水、保坍、良好的包漿性、和易性入手，使其能達到很好的使用效果。

2 原材料及試驗方法

2.1 試驗用原材料

（1）水泥：試驗用南寧華潤、海螺、紅獅 P·O42.5普通硅酸鹽水泥，具體技術指標及化學成分見表 1。

（2）碎石：試驗用碎石為雙定福松石場 5～25mm連續(xù)級配（石 1）、5～20mm 連續(xù)級配碎石（石 2），比例用量按石 1：石 2 = 8：2，具體性能見表 2。

（3）砂：試驗用砂為：① 雙定福松石場石灰?guī)r機制砂；② 龍響山石場石灰?guī)r機制砂；③ 羊角山石場石灰?guī)r機制砂。各試驗用砂具體技術指標見表 3。

表1 試驗用各 P·O42.5 水泥的基本性能

表2 試驗用各碎石的基本性能

表3 試驗用各砂的性能指標

（4）礦粉：試驗用礦粉為源盛 S95 級礦粉，具體性能指標見表 4。

（5）石灰石粉：試驗用石灰石粉為武鳴威宇石粉廠生產(chǎn)的石灰石粉，具體性能指標見表 5。

（6）聚羧酸外加劑：試驗用外加劑復配材料由① 廣西星都科技有限公司生產(chǎn)的減水型母液；② 能博建材有限公司生產(chǎn)的保坍型母液；③ 山東福洋的葡萄糖酸鈉；④ 自來水；按不同比例搭配而成，試驗用母液、復配比例及成品性能指標見表 6、表 7。

表4 試驗用礦粉的性能指標

表5 試驗用石灰石粉的性能指標

表6 試驗用各聚羧酸母液的性能指標

表7 試配用各外加劑樣品配比及勻質(zhì)性性能指標

2.2 試驗方法

按照原材料性能檢測的結(jié)果，選用公司平時產(chǎn)量較多的 C30 的配合比作為試配基準配比，用華潤、海螺、紅獅水泥分別與以上 3 個外加劑樣品各做一組試配進行對比分析，選取混凝土工作性能最好的外加劑樣品做為試驗樣品，再用不同石場的亞甲藍值不一樣的人工砂進行試配對比試驗，進一步分析不同復配配比的聚羧酸外加劑對原材料的影響以及如何調(diào)整改進。試配用具體配合比如表 8。

表8 試配用 C30 混凝土配合比 kg/m3

3 結(jié)果與討論

3.1 不同水泥廠家的水泥與 3 個不同配方的聚羧酸外加劑樣品的試驗結(jié)果分析

因外加劑與混凝土原材料的相容性是不容忽視的一個重要因素，尤其是外加劑與水泥的相容性的問題。若相容性差，混凝土漿骨易分離，容易露石，且對外加劑的摻量比較敏感。外加劑摻量低時，混凝土流動性差，坍落度損失加快，增加摻量后容易導致漿骨分離、粘聚性更差，是外加劑與其他原材料相容性差的一種典型表現(xiàn)。遇到因外加劑與混凝土原材料相容性差造成的混凝土粘聚性差，可以通過調(diào)整聚羧酸母液的類型和組合比例，找到聚羧酸母液的最優(yōu)配比，可解決相容性問題。

表9 不同水泥與 3 個不同配方的聚羧酸外加劑樣品試驗結(jié)果

表10 不同機制砂與外加劑樣品的試驗結(jié)果

采用表 8 配合比，使用不同水泥與不同配方的聚羧酸外加劑做對比試驗，結(jié)果見表 9。

由本次試配數(shù)據(jù)分析可知，外加劑樣品 1 是高減水、高保坍的復配配比，適用于標稠用水量和比表面積較大的、與外加劑凈漿流動度初始較小的水泥；外加劑樣品 2 是保坍母液、減水母液比例各半的復配配比，適用于標稠用水量較小、與外加劑初始流動度正常、保水性能較好的水泥。外加劑樣品 3 是低減水母液、保坍母液比例稍高的復配配比，適用于與外加劑凈漿流動度初始偏大、但保水性較差、坍損較大的水泥。根據(jù)不同的水泥選擇不同的復配配比可以改善外加劑與水泥相容性的問題。

3.2 亞甲藍值不同的機制砂與 3 個聚羧酸外加劑樣品的試驗結(jié)果分析

采用表 8 配合比，使用亞甲藍值不同的機制砂與不同聚羧酸外加劑做對比試驗，結(jié)果見表 10。

一般來說，細集料的顆粒級配、含泥量與外加劑的適應性影響較大，本次試配在以滿足 3 個小時混凝土工作性能的前提下，選用顆粒級配均在中砂范圍、亞甲藍值不一樣的 3 個石場的機制砂做試配對比。從表 10 試配數(shù)據(jù)可看出，在同等外加劑摻量的情況下，亞甲藍值合格的機制砂采用較低母液總量的樣品 3# 就可滿足混凝土的工作性能。亞甲藍值達 2.0 的機制砂則采用高母液量高減水、高保坍的配比才能滿足混凝土的工作性能。

由此分析，在改善外加劑與原材料適應性問題上，不同的材料采用不同復配配比的外加劑，可以改善混凝土的工作性能。

外加劑的復配配比可參考以下調(diào)整：

（1）當混凝土拌合物初始狀態(tài)出現(xiàn)泌水沉底，后續(xù)坍損大，包漿性差時，可減少配比母液總量，減少減水母液比例，稍增加保坍母液比例，視天氣增加或減少緩凝劑用量。

（2）當混凝土拌合物初始流動性差，后續(xù)坍損較小時，增加總的母液量，同時增加減水母液比例，保持保坍母液用量，緩凝劑視天氣情況調(diào)整。

（3）混凝土拌合物初始料況較好，但經(jīng)時損失大，保坍性差時，保持母液總量不變，適當增加保坍母液比例。

（4）混凝土拌合物初始料況較好，但出現(xiàn)滯后泌水較嚴重，應保持母液總量不變，適當減少保坍母液比例。緩凝劑視天氣情況調(diào)整。

（5）混凝土拌合物初始流動性較差，料粘、重，易出現(xiàn)滯后泌水，應減總母液量，適當減少保坍母液比例，增大減水母液比例，緩凝劑視天氣情況調(diào)整。

4 結(jié)束語

總之，外加劑與原材料的適應性對混凝土的工作性能影響較大，根據(jù)不同的材料和料況選擇合適的外加劑復配配比，可以達到四兩撥千斤的作用。