利用高性能減水劑提高預拌混凝土質量

辛志軍

(寧夏磐石砼業有限公司, 寧夏同心 751300)

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利用高性能減水劑提高預拌混凝土質量

辛志軍

(寧夏磐石砼業有限公司, 寧夏同心 751300)

【摘要】預拌混凝土在現代化建設中，已廣泛用于工業和民用建筑、公路橋梁、水利設施等，而預拌混凝土中的外加劑作為第五組分 ，引起工程技術人員的高度重視，聚羧酸高性能減水劑被積極采用。它具有減水率高、保坍性好、能改善混凝土拌合物的和易性及試件力學性能、提高工程實體質量等優點。文中闡述了利用聚羧酸高性能減水劑提高預拌混凝土質量的方法。

【關鍵詞】混凝土;聚羧酸;減水劑;配合比

1聚羧酸高性能減水劑

減水劑是混凝土外加劑中最重要的品種，按其減水率大小，可分為普通減水劑(以木鈣和糖鈣類為代表)、高效減水劑(以奈系為代表)和高性能減水劑(以聚羧酸高性能減水劑為代表)。聚羧酸高性能減水劑在出廠前已根據用戶要求，按比例在減水劑中摻加了引氣劑 、緩凝劑、泵送劑等，復合成使混凝土在減水、保坍落度、提高混凝土工作性和強度、收縮及環保等方面具有優良性能的系列減水劑。根據GB8076-2008《混凝土外加劑》要求高性能減水劑減水率必須大于25 %，其他指標也要相應滿足標準要求。

2聚羧酸高性能減水劑的應用及管理

2.1對原材料的要求

2.1.1水泥

對于一般建筑結構混凝土，水泥宜采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥；高強度等級、抗凍混凝土宜采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥；抗硫酸鹽混凝土宜采用高抗硫硅酸鹽水泥。

生產用水泥應優先選用大廠生產水泥；條件許可應優先選用新型干法工藝生產的水泥。

2.1.2粗骨料

粗骨料碎石可采用5～20mm、5～25mm連續級配；卵石可采用5～31.5mm連續級配，配制混凝土時應根據工程結構截面尺寸、施工工藝等選用粗骨料。

粗骨料含泥量、泥塊含量、針片狀含量、壓碎值指標等均應滿足JGJ52《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》要求。

2.1.3細骨料

細骨料宜采用中砂，顆粒級配符合標準要求，含泥量、泥塊含量、氯離子含量、堅固性和有害物質含量應符合JGJ52《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》要求。無中砂時用粗砂和細砂配成級配中砂；只有粗砂時提高砂率。

2.1.4摻合料

摻合料常用的有粉煤灰、粒化高爐礦渣、沸石粉、硅灰等，有單摻的，也有復合幾種摻用的。這里主要討論單摻粉煤灰的狀況。眾所周知，混凝土中摻粉煤灰，可以改善混凝土的和易性、可泵性、抗滲能力、抗腐蝕能力和降低水化熱等。

根據GB50164-2011《混凝土質量控制標準》規定，對于高強混凝土或有抗凍、抗滲、抗腐蝕或其他特殊要求的混凝土，不宜采用低于Ⅱ級的粉煤灰。

實踐過程中，對于普通混凝土可以使用Ⅲ級粉煤灰，但必須控制粉煤灰的燒失量達到Ⅱ級灰的標準。否則粉煤灰中未燃盡的碳及其他成分會造成混凝土實體質量的下降。

2.1.5水

混凝土用水應符合現行行業標準JGJ63《混凝土用水標準》的有關規定。

有洗車水分離設備的企業使用洗刷水時，只能在C35以下混凝土中使用,且其用量不能超過混凝土總用水量的30 %，并經過混凝土試配驗證。實驗室應經常檢測洗刷水的含固量不要超過控制值，否則對摻有聚羧酸高性能減水劑的混凝土拌合物和易性會造成較明顯的損壞。

2.1.6外加劑

聚羧酸高性能減水劑質量必須符合GB8076《混凝土外加劑》標準要求，且質量穩定。

外加劑在使用時每天至少循環攪拌1～2次，或人工攪拌1～2次。聚羧酸高性能減水劑容易沉淀，使用過程中會發現剛進場的外加劑在使用一段時間后(如罐體中剩三分之一左右)減水率下降，主要原因就是固化物沉淀造成先流出的濃度大，后流出的濃度小。

新進場外加劑除進行外加劑對水泥的適應性試驗外，尚應同時進行混凝土小樣人工或機械拌制20L以檢驗外加劑的減水率和混凝土和易性，可及時反饋到生產當中指導生產。筆者近幾年使用過幾家的聚羧酸高性能減水劑，試驗發現外加劑對水泥的適應性雖然合格，但拌制的混凝土小樣其和易性不盡人意，坍落度經時損失較大。發現此種情況可及時與外加劑廠家聯系，及時調整。

2.2配合比管理及優化

2.2.1配合比的管理

(1)配合比設計必須符合JGJ55《普通混凝土配合比設計規程》、GB50164《混凝土質量控制標準》等標準的要求，經過試配驗證，滿足工程施工和設計的要求。儲備滿足市場需求經過試配驗證的“生產用混凝土配合比”。

(2)配合比使用時，“生產用混凝土配合比調整通知單”中，生產同強度等級、不同坍落度的混凝土時，只調整外加劑的用量，不動水膠比。例：打基礎承臺與梁板時外加劑相差0.3%即可。

(3)混凝土配合比設計是一門試驗科學，儲備的常用配合比要定期進行驗證。驗證過程是用好聚羧酸高性能減水劑最主要的環節，要反復驗證，驗證合格后才能進行批量生產，確保混凝土配合比的時效性和適用性。

(4)生產配合比調整時由質檢組長負責，依據原材料變化調整骨料含水、外加劑摻量(±0.2%)、砂率(允許±2%)。調整時不能超出設計配合比范圍。

2.2.2配合比的優化

配合比優化的方法比較多，筆者談談用配合比寬幅試驗來優化配合比。寬幅試驗就是根據生產配合比調整砂率或用水量(用水量變化時外加劑隨之變化 ，減水加外加劑)，檢驗混凝土拌合物工作性和試件強度。表1為C30混凝土試驗結果。

(1)通過寬幅試驗得出結論，砂率太大影響混凝土流動性；太小影響混凝土的粘聚性和保水性。用水量增加時和易性較好；減水加外加劑時隨著外加劑用量的增加，雖然和易性較好，但施工較困難，如同膠粘一般。特別是C40以上混凝土。

(2)配合比沒有最準確、最佳的結果，因為沒有一成不變的原材料。所以配合比優化只能是在水膠比不變的情況下確保砂率、用水量在一定區間是最優的。

(3)配合比的優化和管理必須形成企業程序文件，制定質量管理應急預案，避免配合比調整隨意性。

表1　生產配合比寬幅試驗

備注:1.砂率由小到大，強度呈下降趨勢；反之，呈上升趨勢。2.水膠比由小到大，強度逐漸下降；反之，呈上升趨勢。

3.個別結果離線，不影響結果評定。4.在一定范圍內，水膠比和砂率不影響混凝土的施工和性能。

2.3混凝土實體質量與生產管理

(1)用聚羧酸高性能減水劑配制的混凝土，用水量可減少50kg左右，28d試件抗壓強度可達到設計值的140 %以上。

(2)經過試驗，砂率增加2 %時，實體回彈值(C30)在44.2MPa，與試驗結果相符。寬幅試驗得到驗證。

(3)定期(一個月)對攪拌樓秤體進行校驗。確保計量準確，是聚羧酸高性能減水劑有效使用的前提。

(4)原材料在堆放和使用時采用“橫堆豎切”工藝，確保原材料的均化。

3結論

利用聚羧酸高性能減水劑配制混凝土，在確保混凝土工作性同時，能降低混凝土水膠比，保證混凝土的試塊強度和實體強度。是保證預拌混凝土質量穩定性的重要舉措和必經之路。為保證聚羧酸高性能減水劑的有效利用，加強原材料質量管理和配合比的管理是聚羧酸高性能減水劑使用的最強有力保證。也為企業研發高性能混凝土奠定了基礎。

參考文獻

[1]楊紹林,張彩霞. 預拌混凝土[M].中國建筑工業出版社, 2012.

【文獻標志碼】B

【中圖分類號】TU528

[作者簡介]辛志軍(1965～), 男，中專, 工程師。

[定稿日期]2015-09-10