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如何正确使用混凝土外加剂

  目前外加剂的品种繁多,在混凝土中作用各不相同,其中减水剂用量最大,占据着主要的地位。以下是个人应用减水剂的体会。

  1外加剂在混凝土中的应用问题

  混凝土拌和物良好的施工性(流动性及其稳定性、匀质性和体积稳定性)至关重要,减水剂的作用主要是通过对水泥胶凝材料的物理分散作用来实现减水和提高胶凝材料的分散均匀性,获得混凝土拌和物良好的施工性能。外加剂在应用方面出现的问题不外乎几个方面:一是外加剂技术本身不能很好地满足混凝土性能要求;二是试验时外加剂技术性能可满足要求,但是实际生产的外加剂质量波动大,或是由于成本价格的原因造成生产的外加剂与试验时的样品不一致;三是混凝土原材料质量波动较大。

  解决外加剂在应用中的问题需要回归到基本层面,就是针对具体的性能要求和使用的混凝土组成材料选择合适的外加剂,并严格控制外加剂和混凝土组成材料的质量稳定性。

  2如何选用合适的外加剂

  对于外加剂应用来说,没有最好的,只有最合适的产品。在搅拌站A用得好的外加剂不一定在搅拌站B用得好,高效减水剂也不一定比普通减水剂好。只有选用了满足性能要求质量稳定的产品,外加刺才能发挥应有的作用。混凝土的组成材料来源、性能不尽相同,最后确定的最佳掺量与供应商推荐的掺量不—定相同,必要时需要调整混凝土配合比和外加剂配方。因此,外加剂的选择需要针对具体的混凝土性能要求和具体的混凝土组成材料进行。

  选用外加剂应从外加剂技术性能和敏感性、质量稳定性、与水泥胶凝材料相容性、外加剂厂商信誉度、技术支持能力和后勤支持能力及成本等几个方面来考虑。

  选用外加剂应首先根据工程混凝土结构类型、混凝土强度等级、混凝土施工方法和施工条件、耐久性及其他特殊要求来确定混凝土性能要求。如强度、工作性和工作性保持时问、凝结时间等等。根据混凝土性能要求和可采用的具体胶凝材料及砂石料确定混凝土初始配合比,如水胶比、胶凝材料用量、用水量、砂率等,以及对外加剂技术性能要求,如减水性、工作性保持、缓凝或促凝等。

  需要指出的是,最佳掺量不应该在饱和点掺量附近,绝大部分减水剂在饱和点掺量附近是非常敏感的,混凝土生产巾细小的波动都有可能造成混凝土性能很大的变化。如果最后确定的外加剂掺量非常靠近饱和点掺量,说明这种产品不是合适的产品。因此,除了混凝土性能试验外,还需要进行外加剂和配合比的敏感性试验,以确定外加剂的最佳掺量工作范围和混凝土配合比允许波动的范围。

  不同品种或同一品种不同厂家的外加剂可能有不同的最佳掺量工作范围。在此范围内性能(如减水率、凝结时间、含气量等)与掺量的关系应接近于线性关系,也就是混凝土性能的变化随外加剂掺量的变化是可预测的。超出这个范围,混凝土的性能变化对外加剂的掺量非常敏感,各种问题可能随时发生,如离析、泌水,或凝结时间超长,或含气量超高等等。最佳工作范围越小,混凝土生产的操作管理难度越大。

  对于有缓凝作用的外加剂,除了测定掺量与凝结时间的关系,还需测定凝结时间对温度的敏感性。通过温度敏感性可以确定外加剂对季节气温的适用范围。

  另一个重要的因素就是对混凝土配合比的敏感性,尤其是高坍落度或大流动混凝土。在实际生产中,组成材料和配料总会有一定的正常波动,尤其是砂石水分的波动造成混凝土实际用水量士5kg/m3、10kg/m3波动是很常见的。通过性能试验确定外加剂的掺量和混凝土的配比之后,很有必要进行用水鼍敏感性试验,也就是说在确定的混凝土配合比和外加剂掺量的基础上加减5 kg/m3~10 kg/m3水,查看混凝土工作性除坍落度或流动度适当的变化之外是否发生其他如离析、泌水等现象。

  作为混凝土搅拌站来说,在外加剂选用阶段就需要预先测试外加剂与其他可能使用的水泥的相容性,大部分情况下适当调整外加剂掺量即可解决。如有确实不相容的情况,则需要确定另外的外加剂配方或品种来解决。

  外加剂的选用还应该确定有可能发生但不可控制的事件出现时的技术预案,如交通堵塞、工地等待时间过长造成混凝土工作性的降低等等,可考虑现场添加外加剂来恢复泵送浇注性能。预先准备好试验数据确定现场添加量与坍落度增加量的关系,而且现场额外添加的外加剂不应对混凝土凝结时间和早期强度发展有很明显的影响。因此,现场添加的外加剂应是非缓凝型的高效减水剂,这些预案应在工程开始之前提交给设计和监理单位。

  3外加剂质量稳定性的检测和控制

  对于混凝土企业来说,最主要的是组成材料的质量稳定性和生产过程的稳定性。现实中有些厂家也可能在试验时提供技术性能很好、实际成本较高的样品,以便能顺利通过性能试验,但在实际供货时,由于价格和成本的原因,常有与所提供实验的样品不相符的情况发生。为了在应用中确保外加剂质量的稳定性,需要注意以下几点:

  首先,需要确定外加剂的基准质量指标和质量检测方法。应把之前性能试验时由厂家提供并在最后通过性能试验满足各项要求的样品作为外加剂基准样品。基准质量指标根据基准样品的技术性能和匀质性指标来确定,同时确定指标允许波动的范围。基准质量指标和允许波动范围以及检测方法经双方签字确认构成供货合约的一部分供货合约也需要注明供货质量不符合供货合同时的处理办法和赔偿标准。基准质量指标和允许波动范围就是外加剂质量控制的基准,以保证实际供货时的外加剂质量与试验时样品质量一致。

  其次,确定外加剂质量稳定性的基准质量指标其实不需要很多。日常生产中,外加剂固含量和相对密度的检测足以控制外加剂的稳定性,而且固含量、相对密度的测定非常方便简单。这两个指标分开单独使用的意义不大,但两者结合使用基本上就可以确定外加剂质量的稳定性,即使是在可允许的波动范围之内,两者波动的方向也应该一致。如果其中一个指标稳定,另一个指标发生变化,或两个指标波动方向相反,即使是在波动允许范围之内,也可能使外加剂在组成原材料比例或组成原材料的质量上发生某些变化,如萘系减水剂,当固含量不变但相对密度增加时,表明萘磺酸盐母料中硫酸钠含量可能比原来的高,或掺用了其他相对密度较高但成本较低的材料(如无机盐)来代替部分萘磺酸盐母料。当固含量不变但相对密度减少时,表明减水剂中很有可能掺用了其他相对密度较低但成本较低的材料来代替部分萘磺酸盐材料(如木质素磺酸盐)。

  第三,只在怀疑外加剂成分有变化时才进行,或一车中随机抽测一两次。

  第四,另一个常用质量指标是外加剂净浆流动性。质量一致性检测最重要的一个前提是用于检测的基准和方法的稳定性。如果用一种质量波动大的材料或方法来检测另一种材料的稳定性,这种检测对于质量稳定性没有任何意义。这是为什么国标中外加剂水泥净浆流动性试验中规定须采用基准水泥的原因。实践中很少有人用基准水泥做净浆试验来检测外加剂的质量稳定性。常见的情况是采用当时正在使用的水泥来检测外加剂的质量或外加剂对水泥的适用性。如果流动性不好,则认为外加剂的质量和对水泥的适用性不好,那么外加剂厂家需要调整配方来满足对水泥的适用性。从个人的经验和体会来看。净浆流动性与混凝土工作性之间的相关性并不好,因此净浆流动性试验应是外加剂产品质量检测的方法而不是性能试验的措施。


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