聚羧酸高性能減水劑選用技術

任衛華

(太原鐵路局 建設處，太原 030013)

國內外大量的工程實踐證明，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致其對原材料和環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勢的同時，也出現了配制的混凝土離析、泌水、假凝、板結、含氣量過大、坍落度損失較大等現象。這些可能是由于外加劑與水泥不相適應所導致的。

1 水泥與外加劑之間適應關系

以水泥與外加劑的適應性試驗為基礎，主要從減水率、砂漿流動度、用水量、凈漿保留值等方面綜合分析兩者之間適應性問題。

在山西省北同蒲鐵路朔寧增建二線工程開工的前期準備工作中，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，雖然質量均符合鐵路標準施工要求，但不同廠家、不同批次的水泥存在質量差異，其中最大的差異是標準稠度過大。從試驗結果來看，標準稠度在24% ～30%，且多數水泥的標準稠度在27%以上，個別標準稠度達到30%。這對混凝土比較直觀的影響是單方用水量提高，強度降低。為探討外加劑與水泥的適應性，根據目前水泥的現狀，做了以下幾個方面的試驗對比(在同一實驗室相同條件下進行試驗，外加劑由山東華偉化工有限公司提供，水泥為山西地區水泥)。

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“云崗”P.O42.5的水泥適應性較好，在外加劑摻量為1%的情況下，水泥凈漿流動度達到207 mm，減水率達到24%;而外加劑對“飛翔”P.O42.5的水泥適應性相差很多，水泥凈漿流動度為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水泥中的試驗對比

表2所列的試驗數據表明，當砂漿流動度為(180±5)mm時，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%。減水率波動在17.8%～24.0%。外加劑對水泥的分散性能差異更大。凈漿流動度在86～205 mm。通過上述試驗也可以看出，因所用水泥品牌不同帶來使用效果存在很大的差異。因此，在外加劑的應用上，首先應對所使用的外加劑進行適應性檢驗，檢驗后根據所用水泥及所配制的混凝土強度等級來決定外加劑的摻量，也可以根據外加劑對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%的試驗對比

下面對相同質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行適應性試驗。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水泥進行對比試驗。

表3和表4中的三種外加劑均為混凝土協會認定同質量不同品牌的產品。從試驗結果可以看出，“獅頭”P.O42.5水泥比“云崗”牌P.O42.5水泥對外加劑的適應性差，初始流動度小，且凈漿流動度損失較大:摻量為0.8%時，60 min平均凈漿損失比率為47%，最高達48.1%;摻量為1.0%時，60 min平均凈漿損失比率為46%，最高達48%;摻量為1.2%時，60 min平均凈漿損失比率為47%，最高達47.8%。

由表4中的試驗對比可以看出:通過外加劑摻量的調整，初始凈漿流動度雖有所增大，但60 min后損失仍在46%～48%。本試驗也從另一個角度認識到，對外加劑適應性不好的水泥，若采用同一檔次不同品牌的外加劑，其結果仍然不能解決適應性問題。

圖1為“云崗”P.O42.5水泥摻加三個不同品牌的外加劑(摻量1%)的初始凈漿流動值到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度保留值試驗對比

表4 “獅頭”水泥與不同外加劑的凈漿流動度保留值試驗對比

圖1 “云崗”P.O42.5水泥摻加不同品牌外加劑(摻量1%)流動度保留值

圖2為采用“獅頭”P.O42.5水泥摻加三個不同品牌外加劑，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”牌水泥對三種品牌外加劑適應性較差，60 min凈漿流動損失比率很大，最高達48%。

圖2 “獅頭”P.O42.5水泥摻加不同品牌外加劑(摻量1%)流動度保留值

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

2 混凝土試配驗證外加劑與水泥的相適應性

在砂漿流動度、砂漿減水率、凈漿保留值等試驗對水泥與外加劑相適應性進行初步分析的基礎之上，對混凝土進行試配來驗證水泥與外加劑相適應也是必要的，但是在試配時要注意以下幾點:

1)當配制聚羧酸減水劑的混凝土時，應嚴格按照初步分析的最佳摻量和用水量進行計量，且計量設備和計量精度必須準確和靈敏。否則，達不到理想效果。

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

3)水泥細度大、砂石含泥量、石粉含量、針片狀含量、粗細集料所含的雜質較大時，對聚羧酸高性能減水劑混凝土性能有不利影響，應引起重視。條件好的話，可以對石子進行清洗。

4)砂率、級配、顆粒形狀、質地、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、攪拌時間、混凝土溫度以及環境條件等都會對適應性造成一定影響。

［1］中華人民共和國建設部.GB 501192—2003 混凝土外加劑應用技術規范［S］.北京:中國建筑工業出版社，2003.

［2］中華人民共和國建設部.GB 8076—1997 混凝土外加劑［S］.北京:中國建筑工業出版社，1997.