聚羧酸高性能減水劑選用技術(shù)

任衛(wèi)華

(太原鐵路局 建設(shè)處，太原 030013)

國(guó)內(nèi)外大量的工程實(shí)踐證明，推廣使用聚羧酸高性能減水劑是混凝土向高性能化方向發(fā)展的必然要求。由于聚羧酸高性能減水劑的高效能和低摻量導(dǎo)致其對(duì)原材料和環(huán)境條件的敏感性增大，聚羧酸高性能減水劑具有綜合性能優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也出現(xiàn)了配制的混凝土離析、泌水、假凝、板結(jié)、含氣量過(guò)大、坍落度損失較大等現(xiàn)象。這些可能是由于外加劑與水泥不相適應(yīng)所導(dǎo)致的。

1 水泥與外加劑之間適應(yīng)關(guān)系

以水泥與外加劑的適應(yīng)性試驗(yàn)為基礎(chǔ)，主要從減水率、砂漿流動(dòng)度、用水量、凈漿保留值等方面綜合分析兩者之間適應(yīng)性問(wèn)題。

在山西省北同蒲鐵路朔寧增建二線工程開工的前期準(zhǔn)備工作中，水泥和外加劑等混凝土原材料的選擇非常重要。這里，水泥廠家較多，雖然質(zhì)量均符合鐵路標(biāo)準(zhǔn)施工要求，但不同廠家、不同批次的水泥存在質(zhì)量差異，其中最大的差異是標(biāo)準(zhǔn)稠度過(guò)大。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，標(biāo)準(zhǔn)稠度在24% ～30%，且多數(shù)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度在27%以上，個(gè)別標(biāo)準(zhǔn)稠度達(dá)到30%。這對(duì)混凝土比較直觀的影響是單方用水量提高，強(qiáng)度降低。為探討外加劑與水泥的適應(yīng)性，根據(jù)目前水泥的現(xiàn)狀，做了以下幾個(gè)方面的試驗(yàn)對(duì)比(在同一實(shí)驗(yàn)室相同條件下進(jìn)行試驗(yàn)，外加劑由山東華偉化工有限公司提供，水泥為山西地區(qū)水泥)。

表1中，在摻加 NOF-AS外加劑后，比較直觀、快速地反映出外加劑對(duì)“云崗”P.O42.5的水泥適應(yīng)性較好，在外加劑摻量為1%的情況下，水泥凈漿流動(dòng)度達(dá)到207 mm，減水率達(dá)到24%;而外加劑對(duì)“飛翔”P.O42.5的水泥適應(yīng)性相差很多，水泥凈漿流動(dòng)度為83 mm，減水率為17%。

表1 不同摻量的NOF-AS外加劑摻加在不同品牌P.O42.5水泥中的試驗(yàn)對(duì)比

表2所列的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)砂漿流動(dòng)度為(180±5)mm時(shí)，不摻外加劑單方用水量在229～241 ml，單方用水量差異為5.4%;摻用外加劑單方用水量在174～198 ml，單方用水量差異為12.1%。減水率波動(dòng)在17.8%～24.0%。外加劑對(duì)水泥的分散性能差異更大。凈漿流動(dòng)度在86～205 mm。通過(guò)上述試驗(yàn)也可以看出，因所用水泥品牌不同帶來(lái)使用效果存在很大的差異。因此，在外加劑的應(yīng)用上，首先應(yīng)對(duì)所使用的外加劑進(jìn)行適應(yīng)性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)后根據(jù)所用水泥及所配制的混凝土強(qiáng)度等級(jí)來(lái)決定外加劑的摻量，也可以根據(jù)外加劑對(duì)水泥的分散效果決定混凝土的單方用水量。

表2 不同品牌P.O42.5水泥摻NOF-AS外加劑1%的試驗(yàn)對(duì)比

下面對(duì)相同質(zhì)量檔次的不同品牌外加劑采用同一種品牌水泥的不同摻量進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)。以三種不同的外加劑，即山東華偉 NOF-AS、山西黃騰HT-HPC和山西凱迪KDSP三家外加劑與不同廠家P.O42.5水泥進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

表3和表4中的三種外加劑均為混凝土協(xié)會(huì)認(rèn)定同質(zhì)量不同品牌的產(chǎn)品。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，“獅頭”P.O42.5水泥比“云崗”牌P.O42.5水泥對(duì)外加劑的適應(yīng)性差，初始流動(dòng)度小，且凈漿流動(dòng)度損失較大:摻量為0.8%時(shí)，60 min平均凈漿損失比率為47%，最高達(dá)48.1%;摻量為1.0%時(shí)，60 min平均凈漿損失比率為46%，最高達(dá)48%;摻量為1.2%時(shí)，60 min平均凈漿損失比率為47%，最高達(dá)47.8%。

由表4中的試驗(yàn)對(duì)比可以看出:通過(guò)外加劑摻量的調(diào)整，初始凈漿流動(dòng)度雖有所增大，但60 min后損失仍在46%～48%。本試驗(yàn)也從另一個(gè)角度認(rèn)識(shí)到，對(duì)外加劑適應(yīng)性不好的水泥，若采用同一檔次不同品牌的外加劑，其結(jié)果仍然不能解決適應(yīng)性問(wèn)題。

圖1為“云崗”P.O42.5水泥摻加三個(gè)不同品牌的外加劑(摻量1%)的初始凈漿流動(dòng)值到60 min凈漿保留值的示意圖。

表3 “云崗”水泥與不同外加劑的凈漿流動(dòng)度保留值試驗(yàn)對(duì)比

表4 “獅頭”水泥與不同外加劑的凈漿流動(dòng)度保留值試驗(yàn)對(duì)比

圖1 “云崗”P.O42.5水泥摻加不同品牌外加劑(摻量1%)流動(dòng)度保留值

圖2為采用“獅頭”P.O42.5水泥摻加三個(gè)不同品牌外加劑，從初始到30 min再到60 min凈漿保留值的變化示意。從圖2可以看出，“獅頭”牌水泥對(duì)三種品牌外加劑適應(yīng)性較差，60 min凈漿流動(dòng)損失比率很大，最高達(dá)48%。

圖2 “獅頭”P.O42.5水泥摻加不同品牌外加劑(摻量1%)流動(dòng)度保留值

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，“云崗”牌水泥和 NOF-AS外加劑的適應(yīng)性較理想，且外加劑摻量在1.0%時(shí)，60 min平均凈漿損失比率較摻量為0.8%和1.2%時(shí)的平均凈漿損失比率低，初始流動(dòng)度也較大。因此，外加劑摻量以1%為配制混凝土的最佳摻量。

2 混凝土試配驗(yàn)證外加劑與水泥的相適應(yīng)性

在砂漿流動(dòng)度、砂漿減水率、凈漿保留值等試驗(yàn)對(duì)水泥與外加劑相適應(yīng)性進(jìn)行初步分析的基礎(chǔ)之上，對(duì)混凝土進(jìn)行試配來(lái)驗(yàn)證水泥與外加劑相適應(yīng)也是必要的，但是在試配時(shí)要注意以下幾點(diǎn):

1)當(dāng)配制聚羧酸減水劑的混凝土?xí)r，應(yīng)嚴(yán)格按照初步分析的最佳摻量和用水量進(jìn)行計(jì)量，且計(jì)量設(shè)備和計(jì)量精度必須準(zhǔn)確和靈敏。否則，達(dá)不到理想效果。

2)在試配或制備混凝土?xí)r，不能將聚羧酸混凝土含氣量套用萘系混凝土含氣量。當(dāng)聚羧酸高性能減水劑混凝土具有較高含氣量時(shí)(4% ～5%)，是可以安全使用的，且混凝土后期強(qiáng)度不會(huì)有下降趨勢(shì)，而萘系含氣量較高就會(huì)出現(xiàn)混凝土后期強(qiáng)度下降的趨勢(shì)。

3)水泥細(xì)度大、砂石含泥量、石粉含量、針片狀含量、粗細(xì)集料所含的雜質(zhì)較大時(shí)，對(duì)聚羧酸高性能減水劑混凝土性能有不利影響，應(yīng)引起重視。條件好的話，可以對(duì)石子進(jìn)行清洗。

4)砂率、級(jí)配、顆粒形狀、質(zhì)地、水泥種類、摻合料的種類及性能、混凝土配合比和混凝土拌合物的攪拌形式、攪拌時(shí)間、混凝土溫度以及環(huán)境條件等都會(huì)對(duì)適應(yīng)性造成一定影響。

［1］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB 501192—2003 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，2003.

［2］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB 8076—1997 混凝土外加劑［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.