如何安全高效地應(yīng)用聚羧酸系減水劑

摘要: 盡管聚羧酸系減水劑被看作是高性能的、綠色的和最有前途的減水劑品種, 但其在實(shí)際應(yīng)用中卻暴露出許多較復(fù)雜且一時(shí)難以解決的技術(shù)問題。通過分析聚羧酸系減水劑區(qū)別于傳統(tǒng)減水劑的性能特點(diǎn)和由此對(duì)混凝土性能產(chǎn)生的各種影響, 最后就實(shí)際工程如何安全高效地應(yīng)用聚羧酸系減水劑, 提出可操作性的合理化建議。

關(guān)鍵詞: 聚羧酸系減水劑; 性能特點(diǎn); 高效應(yīng)用; 措施; 注意事項(xiàng)

中圖分類號(hào): TU528.042.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào): 1002- 3550-( 2007) 06- 0035- 04

0 前言

聚羧酸系減水劑作為繼萘系、密胺系、脂肪族系和氨基磺酸鹽系減水劑之后研制生產(chǎn)成功的新型高效減水劑, 以其在摻量較低時(shí)( 固體摻量0.15%~0.25%) 就能產(chǎn)生理想的減水和增強(qiáng)效果、對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間影響較小、坍落度保持性較好、與水泥和摻合料適應(yīng)性相對(duì)較好、對(duì)混凝土干縮性影響較小( 指通常不過分增加干縮) 、生產(chǎn)過程中不使用甲醛和不排出廢液、SO42- 和Cl- 含量低等突出特點(diǎn), 從一開始就受到研究者和部分應(yīng)用者的推崇。

早在20 世紀(jì)90 年代末上海磁懸浮高速列車軌道梁工程設(shè)計(jì)建設(shè)之時(shí), 由于對(duì)軌道梁的收縮變形和徐變控制很嚴(yán), 加之重點(diǎn)工程對(duì)原材料的性能要求較高, 聚羧酸系減水劑得以在我國成功應(yīng)用。在建設(shè)的洋山深水港工程、連接上海與寧波的杭州灣跨海大橋工程中, 服務(wù)基準(zhǔn)期100 年的混凝土耐久性設(shè)計(jì)理念又為聚羧酸系減水劑的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。我國四橫四縱、三個(gè)城際快運(yùn)共1.2 萬km 的快速客運(yùn)網(wǎng), 以及2.7 萬km 既有客運(yùn)網(wǎng)線路的改造, 已為混凝土外加劑, 尤其是聚羧酸系減水劑的生產(chǎn)和應(yīng)用創(chuàng)造了絕佳的機(jī)會(huì)。

目前我國聚羧酸系減水劑的產(chǎn)量占減水劑總產(chǎn)量的比例已開始上升, 上海2005 年聚羧酸系減水劑的應(yīng)用比例已達(dá)5.0%以上( 2004 年為2.0%) 。據(jù)統(tǒng)計(jì), 2005 年我國聚羧酸系減水劑使用量約5 萬t, 2006 年上升為15 萬t, 2007 年這一紀(jì)錄仍將被更改。

但另一方面, 聚羧酸系減水劑在實(shí)際工程應(yīng)用中確實(shí)也已經(jīng)表現(xiàn)出某些工程界所不希望出現(xiàn)的現(xiàn)象, 如混凝土性能對(duì)減水劑摻量和用水量敏感, 聚羧酸系減水劑與其它減水劑或改性組分相容性差等。由于現(xiàn)階段人們關(guān)于聚羧酸系減水劑的認(rèn)識(shí)較淺, 應(yīng)用方面積累的經(jīng)驗(yàn)較少, 解決這方面的技術(shù)難題并非一蹴而就。

鑒于此, 本文將從分析聚羧酸系減水劑本身的技術(shù)特點(diǎn)入手, 為安全高效應(yīng)用聚羧酸系減水劑獻(xiàn)言獻(xiàn)策。

1 應(yīng)用聚羧酸系減水劑易遇到的問題

由于聚羧酸系減水劑被認(rèn)為是一種高性能減水劑, 人們總是期望其在應(yīng)用中比傳統(tǒng)的萘系高效減水劑更安全、更方便、更高效、適應(yīng)能力更強(qiáng), 但實(shí)際情況卻總是事與愿違, 工程中總是更多地碰到這樣那樣的問題, 而且有些問題還是使用其它品種減水劑時(shí)所從未遇見的, 如混凝土拌合料異常干澀、無法卸料, 更甭提泵送澆筑了; 或者混凝土拌合料分層嚴(yán)重、泌水量驚人等。另外, 應(yīng)用萘系減水劑所遇見的技術(shù)難題, 通過近20 年的研究工作已基本上從理論和實(shí)踐方面得到解決, 而應(yīng)用聚羧酸系出現(xiàn)的問題正在發(fā)生, 還未來得及著手研究和找到正確的解決措施, 無疑為聚羧酸系減水劑的安全、高效應(yīng)用帶來很大阻力。

為功半事倍地應(yīng)用聚羧酸系減水劑, 為高性能的混凝土結(jié)構(gòu)工程提供保證, 外加劑生產(chǎn)者提供滿足各項(xiàng)檢測指標(biāo)要求的聚羧酸系減水劑產(chǎn)品僅僅是問題的一個(gè)方面。由于混凝土原材料的復(fù)雜性、多變性, 工程技術(shù)要求的多樣化, 加之聚羧酸系減水劑區(qū)別于其它品種減水劑的性能特點(diǎn), 工程界應(yīng)該更深入地了解這種新產(chǎn)品, 考慮使用這種產(chǎn)品可能產(chǎn)生的技術(shù)難題, 采取有效措施避免不良現(xiàn)象的發(fā)生。

2 聚羧酸系減水劑區(qū)別于傳統(tǒng)減水劑的技術(shù)特點(diǎn)

2.1 減水效果對(duì)混凝土原材料和配合比的依賴性大

減水率是一個(gè)十分嚴(yán)格的定義, 僅是指按照GB 8076-1997《混凝土外加劑》標(biāo)準(zhǔn), 采用基準(zhǔn)水泥、一定的配合比, 一定的攪拌工藝、控制混凝土坍落度為( 8+1) cm 時(shí)測得的數(shù)據(jù)。但人們總是在很多不同場合借用這個(gè)詞語來表征產(chǎn)品的減水效果, 以致于經(jīng)常產(chǎn)生誤會(huì)。

聚羧酸系減水劑被證實(shí)在較低摻量情況下就具有較好的減水效果, 其減水率比其它品種減水劑大得多。但必須注意的是, 與其它減水劑相比, 聚羧酸系減水劑的減水效果與試驗(yàn)條件的關(guān)系更大。

首先, 聚羧酸系減水劑的減水效果與混凝土中水泥用量關(guān)系很大。曾經(jīng)采用相同的摻量對(duì)同一種減水劑進(jìn)行試驗(yàn), 當(dāng)基準(zhǔn)混凝土水泥用量分別為330、350、380 和420kg/m3 時(shí), 測得的“減水率”分別為18%、22%、28%和35%。有些單位送檢時(shí)指定采用JC 473- 2001《混凝土泵送劑》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的混凝土配合比對(duì)聚羧酸系減水劑進(jìn)行試驗(yàn), 并測定減水率, 其結(jié)果當(dāng)然比采用GB 8076- 1997《混凝土外加劑》標(biāo)準(zhǔn)理想?；炷林屑系念w粒級(jí)配以及砂率, 對(duì)聚羧酸系減水劑的塑化效果影響也非常大。

另外, 聚羧酸系減水劑和其它減水劑一樣,“減水率”還取決于攪拌工藝, 如果采用手工拌合, 測得的“減水率”往往比機(jī)械攪拌低2~4 個(gè)百分點(diǎn)。

如果混凝土中摻加摻合料, 減水率當(dāng)然也取決于摻合料的品種和摻量。對(duì)于大摻量摻合料混凝土, 聚羧酸系減水劑的減水效果更加優(yōu)于萘系減水劑。

2.2 減水效果對(duì)減水劑摻量的依賴性很大

圖1 是膠凝材料由水泥、粉煤灰和礦渣粉組成, 膠凝材料總量為477kg/m3 的混凝土進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果。可見當(dāng)聚羧酸系減水劑PC 摻量由0.80%增加到1.40%時(shí),“減水率”由18.0%提高到了32.2%, 可見聚羧酸系減水劑的減水效果對(duì)其摻量的依賴性很大。

實(shí)際工程中, 膠凝材料可由水泥和粉煤灰、礦渣粉、硅灰等進(jìn)行組合, 膠凝材料用量往往大于400kg/m3, 且對(duì)摻減水劑混凝土的性能要求是多方面的, 如用水量大小、粘聚性、保水性、凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度等, 但按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測時(shí), 只用水泥, 且水泥用量為330kg/m3, 或者按照泵送劑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測時(shí)為390kg/m3。聚羧酸系減水劑的減水效果對(duì)其摻量的依賴性很大,且隨著膠凝材料用量的增加, 這種依賴性更大。而另一方面, 摻聚羧酸系減水劑的保水性與減水劑摻量關(guān)系也很大。

舉個(gè)例子, 某種聚羧酸系減水劑( PCA, 濃度20%) , 在膠凝材料用量分別為330、380、440 和550kg/m3 的混凝土中,“減水率”的變化如圖2。

從圖2 可見, 在膠凝材料用量相同的情況下, 聚羧酸系減水劑的減水效果與摻量的關(guān)系, 總的來說是隨著減水劑摻量增加而增大, 但也經(jīng)常出現(xiàn)例外, 即到了一定摻量后甚至出現(xiàn)隨摻量增加, 減水效果反而“降低”的現(xiàn)象, 這并不是說摻量增加其減水作用反而下降了, 而是因?yàn)榇藭r(shí)混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象, 混凝土拌合料板結(jié), 流動(dòng)性難以用坍落度法反映。為保證本廠聚羧酸系減水劑產(chǎn)品的檢測結(jié)果全部達(dá)標(biāo), 送檢時(shí)指定的產(chǎn)品摻量就不能過高。

所以說, 產(chǎn)品質(zhì)量檢測報(bào)告上反映的只是一些基本的數(shù)據(jù), 某種產(chǎn)品的應(yīng)用效果要以工程實(shí)際的試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。

2.3 所配制的凝土拌合物的性能對(duì)用水量十分敏感

反映混凝土拌合物性能的指標(biāo)通常有流動(dòng)性、粘聚性和保水性。使用聚羧酸系減水劑配制的混凝土并不總是完全滿足使用要求, 經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題, 所以目前在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)我們通常還用到嚴(yán)重露石起堆、嚴(yán)重泌水、發(fā)散和起堆扒底等概念來更形象地描述混凝土拌合物性能。

采用大多數(shù)聚羧酸系減水劑制備的混凝土拌合物, 其性狀對(duì)用水量十分敏感。有時(shí)用水量只增加( 1~3) kg/m3, 混凝土拌合物便立刻嚴(yán)重泌水, 采用這種拌合物絕對(duì)無法保證澆筑體的均勻性, 而易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物表面出現(xiàn)麻面、起砂、孔洞等難以接受的缺陷, 且結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度和耐久性嚴(yán)重下降。

2.4 所配制的大流動(dòng)性混凝土容易分層離析

大部分情況下, 采用聚羧酸系減水劑配制的大流動(dòng)性混凝土, 即使減水劑摻量、用水量控制都是最佳的, 混凝土拌合物也不泌水, 但卻非常容易出現(xiàn)分層、離析現(xiàn)象, 具體的表現(xiàn)是粗集料全部下沉, 而砂漿或凈漿位于集料的上部。采用這種混凝土拌合物進(jìn)行澆筑, 即使不振動(dòng), 分層、離析也明顯存在。

究其原因, 主要是因?yàn)閾郊舆@種聚羧酸系減水劑的混凝土在流動(dòng)性較大時(shí), 漿體的粘度急劇減小所致。適當(dāng)復(fù)配增稠組分只能在一定程度上解決此問題, 而且復(fù)配增稠組分往往導(dǎo)致減水效果嚴(yán)重降低的反作用。

2.5 與其它品種減水劑的相溶性很差, 甚至無疊加的作用效果

攪拌站反映, 過去制備混凝土?xí)r, 可隨意更換泵送劑品種,也不會(huì)出現(xiàn)混凝土拌合物性狀與試驗(yàn)室結(jié)果相差很懸殊的現(xiàn)象, 更不會(huì)出現(xiàn)混凝土拌合物性狀的突變, 但自從本攪拌站開始根據(jù)用戶需要制備摻聚羧酸系減水劑的混凝土后, 就經(jīng)常出現(xiàn)一些令人十分費(fèi)解的問題: 設(shè)備中的混凝土拌合物性能嚴(yán)重偏離預(yù)先的試驗(yàn)結(jié)果, 有時(shí)加水量已經(jīng)很大, 混凝土仍然很干澀, 有時(shí)混凝土拌合物的坍落度損失比摻加普通泵送劑的還快, 有時(shí)混凝土拌合物根本無法卸料, 而取樣測得的混凝土試件強(qiáng)度則更低。

我們都知道, 傳統(tǒng)的減水劑, 如木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、萘系高效減水劑、密胺系高效減水劑、脂肪族系高效減水劑以及氨基磺酸鹽高效減水劑, 完全可以任何比例復(fù)合摻加, 以滿足不同工程的特殊配制要求, 或獲得更好的經(jīng)濟(jì)性。這些減水劑復(fù)配使用都能得到疊加的( 大多數(shù)情況下優(yōu)于單摻) 使用效果, 且這些減水劑的溶液都可以互溶( 除了木質(zhì)素磺酸鹽減水劑與萘系減水劑互溶產(chǎn)生部分沉淀但并不影響使用效果外) 。但聚羧酸系減水劑與其它品種減水劑復(fù)合使用, 卻不易得到疊加的效果, 且聚羧酸系減水劑溶液與其它品種減水劑溶液的互溶性本身就很差。下面是筆者針對(duì)該問題進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果:

( 1) 從溶液的互溶性來看, 實(shí)際工程中聚羧酸系減水劑與密胺系減水劑或脂肪族系減水劑溶液不能復(fù)配在一起摻加, 而不考慮復(fù)合使用效果的情況下, 聚羧酸系減水劑存在與木質(zhì)素磺酸鹽、萘系、氨基磺酸鹽系減水劑復(fù)配使用的可能。

( 2) 從復(fù)合摻加后的疊加效果來看, 聚羧酸系減水劑與木質(zhì)素磺酸鹽減水劑和脂肪族系減水劑存在復(fù)合摻加使用的可能性, 但由于聚羧酸系減水劑與脂肪族系減水劑不互溶, 實(shí)際上聚羧酸系減水劑只能與木質(zhì)素磺酸鹽減水劑進(jìn)行復(fù)配。

這兩點(diǎn)告訴我們: 首先, 如果要復(fù)配在一起使用的話, 聚羧酸系減水劑只能與木質(zhì)素磺酸鹽減水劑復(fù)配; 此外, 聚羧酸系減水劑對(duì)其它物質(zhì)十分敏感, 如果摻加聚羧酸系減水劑的混凝土碰到少量的萘系、密胺系或氨基磺酸鹽減水劑或者是它們的復(fù)配產(chǎn)品, 都可能出現(xiàn)流動(dòng)性變差、用水量急劇增加、流動(dòng)性損失嚴(yán)重, 混凝土拌合物十分干澀甚至難以卸料等現(xiàn)象, 其最終的強(qiáng)度、耐久性將受到影響。

2.6 與常用改性組分的相容性較差

由于目前對(duì)聚羧酸系減水劑科研方面的投入較少, 大部分情況下, 科研工作的目標(biāo)只在于進(jìn)一步提高其塑化減水效果方面, 很難做到按照不同工程需要, 通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成出分別具有不同緩凝/ 促凝效果、不引氣或不同引氣性、不同粘度的聚羧酸系減水劑系列產(chǎn)品, 再加上工程中水泥、摻合料、集料的多樣性和不穩(wěn)定性, 外加劑生產(chǎn)供應(yīng)者根據(jù)工程需要對(duì)自身聚羧酸系減水劑產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)配是在所難免的。目前關(guān)于對(duì)減水劑的復(fù)配改性技術(shù)措施, 基本上都是建立在對(duì)木質(zhì)素磺酸鹽系、萘系高效減水劑等傳統(tǒng)減水劑改性措施的基礎(chǔ)上的。試驗(yàn)證明, 過去的改性技術(shù)措施并不一定適合于聚羧酸系減水劑, 如對(duì)萘系減水劑進(jìn)行改性的緩凝成分中, 檸檬酸鈉就不適合聚羧酸系減水劑, 它不僅起不到緩凝作用, 反而有可能促凝, 且檸檬酸鈉溶液和聚羧酸系減水劑的互溶性也很差。再者, 許多品種的消泡劑、引氣劑和增稠劑也不適合于聚羧酸系減水劑。

所以, 對(duì)于實(shí)際工程而言, 聚羧酸系減水劑供應(yīng)者有時(shí)面對(duì)某些看似簡單的問題, 雖進(jìn)行了大量試驗(yàn), 最終仍會(huì)束手無策。

2.7 通過其它組分進(jìn)行改性的手段不多

通過上面的試驗(yàn)及分析, 我們不難看出, 因?yàn)榫埕人嵯禍p水劑分子結(jié)構(gòu)的特殊性, 就現(xiàn)階段的科研深度和工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累來說, 通過其它化學(xué)組分對(duì)聚羧酸系減水劑進(jìn)行改性的手段并不多, 而且由于過去針對(duì)其它品種減水劑改性所建立起的理論和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范, 對(duì)于聚羧酸系減水劑來說, 可能需要更深層次的探索研究進(jìn)行修正和補(bǔ)充。

2.8 技術(shù)深度和產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性值得關(guān)注

我國混凝土減水劑合成企業(yè)真正算得上精細(xì)化工企業(yè)的不多, 這一點(diǎn)限制了我國混凝土減水劑的精細(xì)化程度。就生產(chǎn)控制來說, 原材料來源和品質(zhì)的不穩(wěn)定一直是困擾聚羧酸系減水劑性能的一大因素。眾所周知, 萘系高效減水劑的原材料之一———工業(yè)萘的幾度供求矛盾緊張導(dǎo)致萘系高效減水劑產(chǎn)品價(jià)格和產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng), 對(duì)預(yù)拌混凝土企業(yè)的生產(chǎn)控制及混凝土工程質(zhì)量的影響不小, 但萘系高效減水劑的質(zhì)量波動(dòng)大多還僅表現(xiàn)在塑化效果和增強(qiáng)效果方面。

聚羧酸系減水劑產(chǎn)品從一開始的主要原材料從德國、韓國進(jìn)口, 到現(xiàn)在的部分采用國產(chǎn)原材料, 其產(chǎn)品性能和質(zhì)量已經(jīng)出現(xiàn)很大波動(dòng), 這不僅表現(xiàn)在塑化效果方面, 還有引氣性、氣泡結(jié)構(gòu)、緩凝效果、坍落度保持性和粘度等多方面。

3 安全高效應(yīng)用聚羧酸系減水劑必須注意的問題

3.1 提高技術(shù)水平, 穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量, 加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)備

據(jù)調(diào)查, 我國聚羧酸系減水劑產(chǎn)品只有少數(shù)生產(chǎn)企業(yè)是自主研發(fā)的, 其它大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)是從高?？蒲袡C(jī)構(gòu)或研究院引進(jìn)技術(shù), 或者直接從其它企業(yè)引進(jìn)技術(shù)上馬生產(chǎn)的。由于生產(chǎn)企業(yè)本身的技術(shù)力量有限, 對(duì)于所生產(chǎn)聚羧酸系減水劑技術(shù)的深層次理解不夠, 很難適應(yīng)原材料、工藝的各種變動(dòng), 產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定也就無從談起。

因此, 建議聚羧酸系減水劑生產(chǎn)者積極與高校及科研院所聯(lián)合, 充分了解聚羧酸系減水劑產(chǎn)品性能的各種影響因素, 適時(shí)調(diào)整合成工藝參數(shù), 以穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量, 并通過聯(lián)合或自主研發(fā), 加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)備, 適應(yīng)市場需求此外, 聚羧酸系減水劑原材料標(biāo)準(zhǔn)的盡快出臺(tái)以及聚羧酸系減水劑原材料價(jià)格的穩(wěn)定性, 對(duì)保證聚羧酸系減水劑產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性也是十分重要的。

3.2 相信試驗(yàn)結(jié)果而非產(chǎn)品說明書

有些減水劑說明書上神乎其神的產(chǎn)品, 或者甚至是檢驗(yàn)結(jié)果非常優(yōu)秀的產(chǎn)品, 用于某項(xiàng)具體工程可能并不適合, 而相反,有些產(chǎn)品盡管檢驗(yàn)結(jié)果并不十分出眾, 卻有可能恰好滿足某項(xiàng)工程混凝土材料配制的要求。此外, 由于原材料的變化, 項(xiàng)目招標(biāo)時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果并不能代表項(xiàng)目實(shí)際實(shí)施時(shí)的情況。GB50119- 2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中“2.1.4”明確規(guī)定:摻外加劑混凝土所用原材料如水泥、砂、石、摻合料、外加劑均應(yīng)符合國家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定; 試配摻外加劑的混凝土?xí)r, 應(yīng)采用工程使用的原材料, 檢測項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)及施工要求確定, 檢測條件與施工條件相同, 當(dāng)工程所用原材料或混凝土性能要求發(fā)生變化時(shí), 應(yīng)再進(jìn)行試配試驗(yàn)。

鐵道部針對(duì)高性能混凝土配制所使用的減水劑提出了13 項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目, 規(guī)定的指標(biāo)相當(dāng)嚴(yán)格, 大多數(shù)人認(rèn)為只有聚羧酸系減水劑送檢才能通過。且對(duì)生產(chǎn)和供應(yīng)外加劑的企業(yè)的科研、生產(chǎn)能力、檢驗(yàn)和生產(chǎn)控制、參與重大工程項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)等都有嚴(yán)格的考核。但筆者從研究者的角度出發(fā), 認(rèn)為, 即使通過這些檢驗(yàn)指標(biāo)和各項(xiàng)考核的產(chǎn)品, 未必就一定能適合某項(xiàng)工程的實(shí)際需求。產(chǎn)品檢驗(yàn)只是一塊敲門磚, 只是一個(gè)證書而已, 最重要的還在于配合工程所用原材料的特性, 在經(jīng)濟(jì)性允許的情況下能配制出工作性、力學(xué)性能和耐久性均滿足有關(guān)要求的高性能混凝土。

3.3 避免聚羧酸系減水劑與鐵制材料接觸

對(duì)于聚羧酸系減水劑生產(chǎn)、供應(yīng)者來說, 要采用專門的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線合成、復(fù)配聚羧酸系減水劑, 不得與其它減水劑共用生產(chǎn)線來合成或復(fù)配聚羧酸系減水劑。此外, 聚羧酸系減水劑的輸送、存放不得采用鐵制材料( 不銹鋼除外) , 而應(yīng)采用塑料、玻璃等材質(zhì)。與鐵制接觸有時(shí)會(huì)引起聚羧酸系減水劑性能的變化。

3.4 堅(jiān)決避免其它品種外加劑的混入

嚴(yán)禁其它減水劑或其它品種外加劑的混入, 有兩層含義。一是聚羧酸系減水劑的復(fù)配( 如與木質(zhì)素磺酸鹽、引氣、消泡、緩凝等組分) 只能由外加劑生產(chǎn)廠或供應(yīng)商進(jìn)行, 減水劑使用者也就是混凝土制備者只需對(duì)其相關(guān)性能檢測驗(yàn)收入庫, 不得在其中復(fù)配任何其它組分, 也不得因疏忽將其它組分混入其中。不加清洗而使用泵送和計(jì)量其它外加劑的泵和計(jì)量設(shè)備,都是決對(duì)禁止的。另一層含義是, 混凝土攪拌設(shè)備、運(yùn)輸車輛、泵送設(shè)備最好固定用于摻聚羧酸系減水劑的混凝土, 當(dāng)共用攪拌設(shè)備、運(yùn)輸車輛和泵送設(shè)備時(shí), 必須徹底清洗這些設(shè)備后, 才能用作摻其它品種外加劑的混凝土, 反之亦然。

3.5 嚴(yán)格計(jì)量減水劑和拌合水

制備摻加聚羧酸系減水劑的混凝土拌合物時(shí), 應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)室確定的最佳減水劑用量和用水量計(jì)量, 切忌隨意增加減水劑用量或用水量, 以免所拌制混凝土出現(xiàn)離析、泌水、板結(jié)、含氣量增加等不良現(xiàn)象, 影響混凝土正常的泵送施工和澆筑質(zhì)量。

對(duì)于原材料砂、石集料中所含的水分, 必須準(zhǔn)確測量, 并從總用水量中扣除, 杜絕因?qū)ι?、石集料中所含水分檢測不準(zhǔn)而導(dǎo)致的不良后果。

3.6 正確面對(duì)聚羧酸系減水劑與水泥/ 摻合料的適應(yīng)性問題

外加劑與水泥/ 摻合料的適應(yīng)性問題由來已久。多年來, 針對(duì)萘系高效減水劑及其復(fù)配產(chǎn)品開展的適應(yīng)性研究工作取得了很好的效果: 首先是通過研究者的努力宣傳, 混凝土制備者、外加劑生產(chǎn)者、水泥和摻合料生產(chǎn)者、混凝土施工者和監(jiān)理等共同認(rèn)識(shí)到了這個(gè)問題, 改變了那種過去一貫由外加劑生產(chǎn)、供應(yīng)者承擔(dān)一切責(zé)任的局面; 其次, 就外加劑與水泥/ 摻合料的不相適應(yīng)性問題, 歸咎于很多影響因素, 并對(duì)其影響規(guī)律開展了深入研究; 再者, 針對(duì)外加劑與水泥/ 摻合料具體的不適應(yīng)現(xiàn)象, 已經(jīng)摸索出一系列有效的解決措施。

然而, 對(duì)于聚羧酸系減水劑來說, 盡管同樣發(fā)現(xiàn)其與水泥/ 摻合料之間存在不相適應(yīng)性問題, 但是針對(duì)性的研究工作開展得非常少, 這一點(diǎn)非常希望引起足夠重視。

這里舉一個(gè)例子, 2006 年某國際知名企業(yè)( M) 就碰到類似的問題。華東地區(qū)某高速鐵路項(xiàng)目, 工程通過招投標(biāo)在一年前就認(rèn)定采用M 企業(yè)的聚羧酸系減水劑和浙江JY 水泥廠的42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥。開工在即, 工地試驗(yàn)室采用M 企業(yè)的聚羧酸系減水劑和JY 企業(yè)的水泥無論如何配制不出符合設(shè)計(jì)要求的混凝土拌合物, 具體問題表現(xiàn)在混凝土用水量大, 且坍落度損失非?？? 科研人員受委托開展了大量的比對(duì)試驗(yàn)和化學(xué)、物相分析, 認(rèn)定其原因是水泥中含有煤矸石等混合材。面對(duì)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析, 在多方壓力促動(dòng)下, 該水泥廠最終決定采納科研人員的建議, 改變水泥中混合材的品種和摻量, 生產(chǎn)出滿足工程要求的水泥。

3.7 二次添加聚羧酸系減水劑應(yīng)聽從專家指導(dǎo)并經(jīng)嚴(yán)格試驗(yàn)

根據(jù)GB 50119- 2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》, 當(dāng)摻加泵送劑的混凝土從預(yù)拌混凝土廠運(yùn)送至澆筑現(xiàn)場, 可能由于路途遙遠(yuǎn)、堵車或等待澆筑的時(shí)間過長, 混凝土坍落度損失過大, 以致于不適于泵送或澆筑施工時(shí), 可以采用二次添加泵送劑的方法, 將一定量泵送劑摻入混凝土運(yùn)輸攪拌車中快速運(yùn)轉(zhuǎn), 至攪拌均勻, 測定坍落度符合要求后進(jìn)行泵送和澆筑。原則上, 摻加聚羧酸系減水劑的混凝土, 因不可預(yù)測的原因造成其坍落度損失過大時(shí), 也可以采用二次添加減水劑的方法, 恢復(fù)混凝土的流動(dòng)性, 以免造成混凝土拌合物的浪費(fèi)。但是由于混凝土拌合物性能對(duì)聚羧酸系減水劑的摻量相當(dāng)敏感, 一旦過量很易造成離析、泌水, 甚至分層, 且關(guān)于二次添加聚羧酸系減水劑對(duì)混凝土性能的影響, 幾乎沒有開展過研究工作, 所以實(shí)際施工時(shí), 關(guān)于聚羧酸系減水劑二次添加與否、二次添加的數(shù)量等, 應(yīng)遵照專家意見, 并進(jìn)行嚴(yán)格試驗(yàn), 充分驗(yàn)證其可行性后方可進(jìn)行。

3.8 嚴(yán)格控制振搗半徑和振搗時(shí)間

由于摻加聚羧酸系減水劑制備的混凝土坍落度一般較大,再加上拌合物粘度較低, 所以混凝土拌合物澆筑后的振搗半徑和振搗時(shí)間應(yīng)通過試驗(yàn)確定, 或應(yīng)聽從專家指導(dǎo)。振搗半徑過小, 或振搗時(shí)間過長, 都很易造成混凝土含氣量嚴(yán)重下降、集料相與漿體相嚴(yán)重分層等結(jié)構(gòu)缺陷。

3.9 加強(qiáng)初期養(yǎng)護(hù), 嚴(yán)防開裂

任何場合下, 對(duì)于任何混凝土拌合物來說, 澆筑后的初期和后期養(yǎng)護(hù)均十分重要。

聚羧酸系減水劑對(duì)混凝土干縮性能影響較小, 或者說摻加聚羧酸系減水劑不過分增加混凝土的干縮, 決不代表摻加聚羧酸系減水劑的混凝土可以放松甚至取消養(yǎng)護(hù)。

與摻加其它外加劑的混凝土一樣, 摻加聚羧酸系減水劑的混凝土澆筑振搗密實(shí)后的表面二次抹壓、薄膜覆蓋或噴霧等,對(duì)防止其塑性收縮裂縫非常有效。而連續(xù)的7d 或14d 的保濕養(yǎng)護(hù)則不僅是混凝土強(qiáng)度正常增長的需要, 也是防止其干燥收縮裂縫的保障。

為增強(qiáng)摻加聚羧酸系混凝土的抗開裂性, 同時(shí)摻加一定量的纖維同樣十分必要, 且這種混凝土仍然需要良好的濕養(yǎng)護(hù),才能確保結(jié)構(gòu)物不開裂。

3.10 施工、管理單位應(yīng)與混凝土制備者和外加劑供應(yīng)者密切合作

工程中難免會(huì)碰到各種技術(shù)難題、面臨技術(shù)爭論甚至因工程事故引發(fā)的矛盾糾紛。相信參與工程的各方其最終目都是為了工程的順利進(jìn)行和保證工程質(zhì)量。聚羧酸系減水劑生產(chǎn)和應(yīng)用于實(shí)際工程的歷史很短, 積累的工程經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)有限, 容易出現(xiàn)應(yīng)用方面的難題甚至?xí)?dǎo)致工程事故, 此時(shí), 施工單位或管理單位會(huì)同混凝土制備者、聚羧酸系減水劑生產(chǎn)供應(yīng)者以及水泥/ 摻合料生產(chǎn)供應(yīng)者, 從技術(shù)角度密切協(xié)作、深入分析, 以提出有效的解決措施, 顯得尤為重要。

3.11 加強(qiáng)聚羧酸系減水劑理論和應(yīng)用技術(shù)的研究及相關(guān)人員的培訓(xùn)工作

基于以上的討論和建議, 筆者認(rèn)為, 為了更快、更好地推廣聚羧酸系減水劑的應(yīng)用, 使各項(xiàng)工程都能安全、高效地應(yīng)用聚羧酸系減水劑, 加快新世紀(jì)混凝土工程的技術(shù)進(jìn)步, 加強(qiáng)聚羧酸系減水劑的理論與應(yīng)用技術(shù)的研究非常重要。而另一方面,決不能忽視對(duì)聚羧酸系減水劑生產(chǎn)、服務(wù)和應(yīng)用人員開展全面的技術(shù)培訓(xùn)工作。