高國(guó)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）

聚羧酸減水劑與混凝土適應(yīng)性的調(diào)整與管理

高國(guó)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(guó)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(lèi)外加劑調(diào)整的方式和小料對(duì)聚羧酸這種產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整，已經(jīng)失去了意義，需要從一個(gè)全新的角度進(jìn)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(shì)，本文通過(guò)一些實(shí)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(lèi)為代表，改變了混凝土質(zhì)量差，強(qiáng)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(dāng)時(shí)全國(guó)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(lèi)和合成工藝分為聚醚、聚酯。第三代外加劑的功能相對(duì)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(qiáng)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(wú)污染等特點(diǎn)，迎合了目前混凝土市場(chǎng)的需求，尤其是目前混凝土市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(diǎn)，但是缺點(diǎn)也無(wú)法回避，它對(duì)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(diǎn)又給攪拌站帶來(lái)了很多管理上的麻煩。這就要求技術(shù)人員要不斷對(duì)聚羧酸的混凝土進(jìn)行研究，首先要對(duì)聚羧酸外加劑與水泥的適應(yīng)性進(jìn)行試驗(yàn)和研究，其次要進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)點(diǎn)的監(jiān)控和管理。如何進(jìn)行聚羧酸外加劑混凝土適應(yīng)性調(diào)整和過(guò)程管理，筆者根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(yàn)條件

水泥：P?O42.5R 水泥，強(qiáng)度為 46MPa。

粉煤灰：采用 I 級(jí)粉煤灰，細(xì)度為 6%，需水量比為90%。

礦渣粉：采用 S95 級(jí)，活性指數(shù)在 102%。

砂子：采用粗砂，細(xì)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(jí)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(jìn)行的配合比設(shè)計(jì)，配合比見(jiàn)表 1。

表1　設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為 C30kg/m3

2　試驗(yàn)過(guò)程

觀察外加劑與各個(gè)材料的適應(yīng)性最為直接的方法就是“試拌法”。

試驗(yàn)一：采用 B 公司生產(chǎn)的 WKY 型聚羧酸，試拌20L，攪拌機(jī)出機(jī)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(yán)重，出機(jī)約 2 分鐘后，坍落度損失殆盡，此次試驗(yàn)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(yàn)二：在試驗(yàn)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(wèn)題）和 NaHCO3、NaSO4（解決坍落度損失過(guò)快），經(jīng)過(guò)調(diào)整發(fā)現(xiàn)，出機(jī)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(kāi)始損失，并且和易性嚴(yán)重變差，流動(dòng)性逐漸變?nèi)?，此次試?yàn)說(shuō)明增加小料調(diào)整是可以調(diào)整適應(yīng)性關(guān)系的。

試驗(yàn)三：在試驗(yàn)二的基礎(chǔ)上，B 公司外加劑廠技術(shù)人員進(jìn)一步調(diào)整小料的比例，同時(shí)增加了六偏磷酸鈉和少量糊精，混凝土出機(jī)狀態(tài)基本良好，但是還是部分石子裸露，流動(dòng)性，保水性良好，出機(jī) 30 分鐘后開(kāi)始損失，40 分鐘后損失嚴(yán)重，由于天氣漸冷，考慮實(shí)際生產(chǎn)需要，暫時(shí)調(diào)整至此，投入生產(chǎn)使用。試驗(yàn)三混凝土狀態(tài)見(jiàn)圖 1。

試驗(yàn)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(jī)出機(jī)狀態(tài)良好，凝聚性、保水性、流動(dòng)性均符合要求，出機(jī) 5～10min 坍落度損失殆盡，流動(dòng)性很差。此次試驗(yàn)說(shuō)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(yàn)五：在試驗(yàn)四的基礎(chǔ)上，煙臺(tái)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(guò)多次試驗(yàn)效果沒(méi)有明顯改善，說(shuō)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(yàn)六：在試驗(yàn)五的基礎(chǔ)上，煙臺(tái)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(jī)狀態(tài)良好，流動(dòng)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(zhǔn)備投入使用。試驗(yàn)六混凝土狀態(tài)見(jiàn)圖 2。

圖1　試驗(yàn)三混凝土狀態(tài)

圖2　試驗(yàn)六混凝土狀態(tài)

3　實(shí)際生產(chǎn)

經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)室試驗(yàn)上述試驗(yàn)三，采用 B 公司調(diào)整的聚羧酸。在實(shí)際生產(chǎn)中，攪拌站出機(jī)質(zhì)檢發(fā)現(xiàn)，混凝土的包裹性差，配合比的砂率又進(jìn)行了增加，發(fā)現(xiàn)還是包裹性略差，流動(dòng)性和保水性基本滿足要求。現(xiàn)場(chǎng)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(yuǎn)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(guò)大，無(wú)流動(dòng)性，混凝土表面發(fā)干，發(fā)澀。

經(jīng)過(guò)多次反復(fù)試驗(yàn)的上述試驗(yàn)六，采用煙臺(tái)中建調(diào)整的聚羧酸外加劑，在實(shí)際生產(chǎn)投入使用，攪拌站出機(jī)質(zhì)檢發(fā)現(xiàn)混凝土的和易性良好，滿足出場(chǎng)的要求，現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)距離和近距離泵送完全符合要求，不存在現(xiàn)場(chǎng)工人加水的情況。經(jīng)過(guò)多次的實(shí)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(jìn)廠關(guān)：聚羧酸對(duì)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(yán)重變差。除了材料科外觀的檢查外，試驗(yàn)室人員每月固定抽查，不定期的到料場(chǎng)巡檢，保持原材料的進(jìn)廠關(guān)。

4.1進(jìn)廠檢驗(yàn)關(guān)

聚羧酸產(chǎn)品進(jìn)廠必須做到車(chē)車(chē)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)包括外觀檢測(cè)和實(shí)際試驗(yàn)，外觀檢測(cè)觀察顏色和聞氣味；實(shí)際檢驗(yàn)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)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(yùn)輸罐沒(méi)有清理干凈而造成聚羧酸減水劑出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，所以要嚴(yán)格把控進(jìn)廠檢驗(yàn)關(guān)。

4.2存放關(guān)

當(dāng)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(wú)污染產(chǎn)品，是有機(jī)物的合成產(chǎn)品，長(zhǎng)期存放，會(huì)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(shí)間內(nèi)存放外加劑。由于聚羧酸對(duì)鐵有腐蝕性，應(yīng)采用塑料罐或者處理后的鐵容器進(jìn)行存放，并且安裝攪拌功能，在使用過(guò)程中，可適當(dāng)進(jìn)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(lèi)的比較滯后，所以攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)，延長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)試驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)決定。同時(shí)聚羧酸外加劑對(duì)混凝土用水量相當(dāng)敏感，所以要求操作人員要有較高的業(yè)務(wù)素質(zhì)，同時(shí)質(zhì)檢人員做好混凝土開(kāi)盤(pán)鑒定和過(guò)程出廠抽查工作，共同保證混凝土出廠時(shí)符合要求。

4.4溫度關(guān)

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，聚羧酸對(duì)溫度敏感，尤其是低溫。坍落度大的情況下，停放一定的時(shí)間，聚羧酸會(huì)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(dāng)減少，外加劑用量可適當(dāng)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(duì)聚羧酸產(chǎn)品了解甚少。它與膠凝材料的適應(yīng)性的特點(diǎn)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(guò)試驗(yàn)和實(shí)踐來(lái)研究聚羧酸這種新型產(chǎn)品。

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高國(guó)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。