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(國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，北京 100013)

引言

聚羧酸系減水劑是由含有羧基的不飽和單體與其他單體共聚而成，使混凝土在減水、保坍、增強(qiáng)、收縮及環(huán)保等方面具有優(yōu)良性能的系列減水劑。從1986年日本觸媒公司首次將產(chǎn)品推入市場(chǎng)至今，聚羧酸系減水劑作為高性能混凝土的重要組成部分，越來越多地受到工程技術(shù)人員的重視，工程應(yīng)用日益增加。

聚羧酸系減水劑在現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中被列為高性能減水劑，希望其能比其他減水劑對(duì)水泥的適應(yīng)性更好、更安全、有效。但實(shí)際情況卻總是事與愿違，在工程應(yīng)用中經(jīng)常遇到這樣或那樣的問題，與用戶原來對(duì)聚羧酸系減水劑過高的期望值產(chǎn)生了差距。筆者所在單位長(zhǎng)期進(jìn)行聚羧酸系高性能減水劑的產(chǎn)品檢測(cè)，積累了大量的檢測(cè)數(shù)據(jù)。通過對(duì)檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)過程中的現(xiàn)象進(jìn)行分析與比較，發(fā)現(xiàn)了聚羧酸系高性能減水劑在檢測(cè)過程中存在的一些問題。

本文通過對(duì)比聚羧酸系高性能減水劑現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 8076—2008《混凝土外加劑》與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T 223—2007《聚羧酸系高性能減水劑》在技術(shù)參數(shù)、基準(zhǔn)水泥、砂石骨料、攪拌時(shí)間及目前檢測(cè)過程中的進(jìn)場(chǎng)復(fù)試項(xiàng)目等方面的異同，探討了在聚羧酸系減水劑檢測(cè)過程中存在的問題及解決方法，供參考。

1 技術(shù)參數(shù)

由于聚羧酸系減水劑的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)規(guī)范是由不同的單位負(fù)責(zé)起草的，對(duì)質(zhì)量要求的側(cè)重點(diǎn)不同，使得聚羧酸系減水劑的生產(chǎn)與使用環(huán)節(jié)存在脫節(jié)的現(xiàn)象，這對(duì)聚羧酸系減水劑的應(yīng)用和發(fā)展有不利的影響。

目前，聚羧酸系高性能減水劑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括：GB 8076—2008《混凝土外加劑》、JG/T 223—2007《聚羧酸系高性能減水劑》、GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》、GB/T 8077—2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》等。其中GB 8076—2008和JG/T 223—2007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/T 8077—2012為方法標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了外加劑勻質(zhì)性檢測(cè)方法；GB 50119—2013規(guī)定了減水劑進(jìn)場(chǎng)所要進(jìn)行的檢測(cè)項(xiàng)目。同時(shí)，在交通、鐵路、水利等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)聚羧酸系減水劑的技術(shù)參數(shù)和檢測(cè)方法提出了不同的要求。

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/T 223—2007中明確了對(duì)甲醛含量的要求。GB 8076—2008中規(guī)定基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的單位水泥用量為360 kg/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/T 223—2007中規(guī)定，進(jìn)行混凝土拌合物1 h坍落度保留值測(cè)定時(shí)，受檢混凝土的單位水泥用量為390 kg/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330 kg/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，在某些適應(yīng)性較差的聚羧酸減水劑的檢測(cè)過程中，難免會(huì)出現(xiàn)采用GB 8076—2008檢測(cè)時(shí)合格，但采用JG/T 223—2007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)中的混凝土配合比存在明顯的局限性，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外加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)于改善混凝土的性能起著關(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越少，故檢測(cè)過程中的配合比應(yīng)與實(shí)際使用過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。

2 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，它是由硅酸鹽水泥熟料與二水石膏共同粉磨而成的強(qiáng)度等級(jí)42.5 MPa的P·Ⅰ型硅酸鹽水泥。GB 8076—2008《混凝土外加劑》附錄A中規(guī)定了基準(zhǔn)水泥的技術(shù)條件，現(xiàn)在基準(zhǔn)水泥已批量生產(chǎn)和銷售。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定采用基準(zhǔn)水泥進(jìn)行檢測(cè)，但是，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)加水量特別敏感的聚羧酸系減水劑的檢測(cè)結(jié)果帶來不利影響。

因此，提高基準(zhǔn)水泥的穩(wěn)定性是外加劑檢測(cè)中必須要解決的問題，同時(shí)要探索更合理、更便捷的檢測(cè)方法，使外加劑檢測(cè)能更真實(shí)準(zhǔn)確地反映外加劑產(chǎn)品的性能，從而更好地指導(dǎo)外加劑產(chǎn)品的工程應(yīng)用。目前，在工程實(shí)際應(yīng)用中，很多外加劑廠家會(huì)根據(jù)工程實(shí)際所用的水泥，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)。

3 砂石骨料

按GB 8076—2008《混凝土外加劑》的規(guī)定，砂應(yīng)符合GB/T 14684《建設(shè)用砂》中Ⅱ區(qū)要求的中砂，但細(xì)度模數(shù)為2.6～2.9，含泥量<1%；石子為符合GB/T 14685《建設(shè)用碎石、卵石》要求的公稱粒徑為5～20 mm的碎石或卵石，采用二級(jí)配，其中5～10 mm的占40%，10～20 mm的占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/T 223—2007《聚羧酸系高性能減水劑》的規(guī)定，砂應(yīng)符合JGJ 52《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》要求的細(xì)度模數(shù)為2.5～2.8的中砂；石子應(yīng)符合JGJ 52《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》要求的二級(jí)配碎石，粒徑為5～20 mm(圓孔篩)，其中5～10 mm的占40%，10～20 mm的占60%。

這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)聚羧酸系減水劑檢測(cè)中所用的砂石骨料的要求基本一致。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，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。以北京為例，市場(chǎng)上含泥量<2.5%的中砂基本上很少見到。雖然基準(zhǔn)砂石骨料在市場(chǎng)上也有銷售，但價(jià)格不菲，會(huì)造成檢測(cè)成本增加過大。

4 攪拌時(shí)間

GB 8076—2008《混凝土外加劑》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2 min。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2 min”。JG/T223—2007《聚羧酸系高性能減水劑》中規(guī)定：“先將砂、石、水泥加入攪拌機(jī)干拌10 s，之后加入聚羧酸系高性能減水劑及拌合水，繼續(xù)攪拌120 s”。按此規(guī)定的時(shí)間，一些聚羧酸系高性能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)象說明，在混凝土攪拌初期，一些聚羧酸系高性能減水劑會(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2 min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。

在檢測(cè)過程中還發(fā)現(xiàn)，摻加聚羧酸系高性能減水劑的混凝土對(duì)于用水量或外加劑摻量變化的敏感性大于摻加傳統(tǒng)的減水劑。用水量不足，混凝土不能出現(xiàn)預(yù)期的狀態(tài)；增加10 kg/m3的用水，混凝土可能就處于離析狀態(tài)，控制難度較大。

5 進(jìn)場(chǎng)復(fù)檢項(xiàng)目

目前，聚羧酸系高性能減水劑的進(jìn)場(chǎng)復(fù)試項(xiàng)目包括：pH值、密度(液體)/細(xì)度(粉劑)、固含量(液體)/含水率(粉劑)、減水率(某些單位以砂漿減水率替代)等，只要常規(guī)復(fù)試項(xiàng)目合適，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)的問題。水泥凈漿流動(dòng)度只能說明與這種水泥的適應(yīng)性較好，具體到混凝土的擴(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。

因此，建議以現(xiàn)場(chǎng)原材料、實(shí)際配合比拌制混凝土，通過混凝土流動(dòng)性以及經(jīng)時(shí)損失的測(cè)試、粘聚性的觀測(cè)，全面評(píng)價(jià)聚羧酸系高性能減水劑的應(yīng)用效果。新修訂的GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》附錄A中規(guī)定，采用工程實(shí)際所用水泥、砂(篩除>5 mm以上部分)、礦物摻合料和外加劑，按照工程實(shí)際所用混凝土配合比剔除粗骨料的砂漿比例、將水膠比降低0.02，以砂漿擴(kuò)展度法確定減水劑與混凝土其他原材料的相容性，只有相容性檢測(cè)結(jié)果滿足規(guī)范要求方可使用。

6 結(jié)語

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)，以更好地保證工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 8076—2008，混凝土外加劑[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[2] JG/T 223—2007，聚羧酸系高性能減水劑[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，2007.

[3] GB 50119—2013，混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

[4] GB/T 8077—2012，混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.