聚羧酸减水剂在机制砂商品混凝土应用中的敏感性评价

2010-06-21陈景郑广军周金钟夏远英邓均蔡雪

商品混凝土 2010年8期

陈景，郑广军，周金钟，夏远英，邓均，蔡雪

（中建商品混凝土成都有限公司，四川成都 610000）

0 引言

在缺少天然中粗砂的成都、重庆等西南地区，机制砂作为一种混凝土细骨料得到了广泛应用，但受到生产设备以及母岩材质的影响，机制砂的细度模数偏大（一般在3.0以上），而且颗粒级配不良，粒径大于2.36mm和小于0.15mm的颗粒偏多，导致配制的混凝土拌合物保水性差、泌水率大[1～2]，与天然砂相比存在明显的差异，对混凝土减水剂的综合性能提出了更高的要求。

聚羧酸作为一种新型的高性能减水剂，具有减水率高、混凝土保持能力好、混凝土收缩率低等突出优点，同时产品不含甲醛等对人体有害的物质，是一种绿色环保的产品[3～4]。目前成都地区商品混凝土公司已逐步开始加速推广聚羧酸减水剂的应用，但在使用过程中，我们发现与天然砂相比，聚羧酸减水剂在机制砂混凝土中表现出了更高的敏感性，混凝土中聚羧酸减水剂的掺量、单方用水量稍高，其拌合物就容易出现泌水、分层现象，对混凝土泵送施工性能、力学性能和耐久性都造成了不利的影响[5]。

怎样评价和降低聚羧酸的敏感性问题目前在国内未得到足够的关注，多数的研究集中在提高适应性和减水率方面[6]，

但聚羧酸的敏感性对于混凝土的泵送施工影响显著，因此，本文采用测试混凝土拌合物工作性能的方法，评价聚羧酸减水剂的敏感性，同时提出通过复配不同性能特点的聚羧酸产品来达到降低其在机制砂商品混凝土中应用的敏感性，提高聚羧酸减水剂综合性能的措施。

1 原材料及试验方法

1.1 原材料

(1) 水泥：选用四川峨胜P·O42.5水泥，主要技术指标如表1。

(2) 粉煤灰：采用成都某电厂生产的F类Ⅰ级粉煤灰，细度10.5%，烧失量4.64%，需水比94%。

(3) 减水剂：聚羧酸减水剂，国外某名牌（SS-1），自主生产产品（SS-A，SS-B），自主复合产品（SS-AB），所有减水剂的固含量都约为10%。

(4) 粗集料：粒径5～31.5mm连续级配普通碎石。

(5) 细集料：机制砂，细度模数3.5。

(6) 水：自来水。

1.2 试验方法

表1 水泥主要技术指标

表2 模拟实际生产的混凝土配合比

表3 模拟实际生产的混凝土在减水剂掺量不同时的坍落度及扩展度 mm

混凝土拌合物性能按照现行标准GB/T 50080《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行检测，其他检测指标见文中具体说明。

2 模拟实际生产的混凝土试验情况

2.1 配合比

本文选择了商品混凝土生产中较常用的C30和C40两个强度等级的混凝土作为基准配比，模拟实际生产中减水剂掺量的波动变化，以4个不同的掺量(单方配合比中减水剂用量占胶凝材料总量的比例)进行试验对比，观察不同种类减水剂的敏感性情况，配合比见表2。

2.2 试配结果及分析

表3中试验结果表明，SS-1和SS-A两种聚羧酸减水剂的掺量超过目标掺量0.05%以后，混凝土即出现不同程度的泌水、分层、抓底等现象，超过目标掺量0.1%以后，已严重离析，低于目标掺量时，混凝土流动性下降明显，而SS-B聚羧酸减水剂在目标掺量±0.1%的范围内，混凝土的和易性变化则明显较小，表明其敏感性较低，这点在商品混凝土的实际生产中其他原材料质量波动大的情况下，有利于混凝土的质量控制。

同时在试验中，还考察了混凝土对用水量的敏感性，具体的方法是在减水剂达到目标掺量，混凝土具备较优的和易性后，再额外加入5～10kg水，考察和易性的变化。从表4中可以发现，其变化趋势和减水剂掺量的接近，对掺量敏感的减水剂品种对水的敏感性更高。

表4 模拟实际生产的混凝土在单方用水量不同时的坍落度及扩展度 mm

表5 复合产品生产的混凝土在减水剂掺量不同时的坍落度及扩展度 mm

这三种减水剂中SS-B的减水率最低，增稠保水性也最好，其相对应的目标掺量也最高。这说明要降低减水剂的敏感性，从减水剂方面来说应选择增稠保水性能好，而减水率稍低的产品，但这一类单一的产品又会因减水率过低、增稠效果过高导致目标掺量太大而增加成本。

3 降低聚羧酸减水剂敏感性的措施

从以上的思路着手，从复配上进行考虑，通过复合不同性能特点的聚羧酸母液，降低混凝土拌合物对减水剂掺量和单方用水的敏感性，同时保证适当的减水率。其主要思路是将高减水率产品SS-A和低减水高增稠产品SS-B按一定比例复合，通过调整复配比例，让产品的减水率保持在一定水平，降低其目标掺量一定范围内减水率的变化幅度，从而实现降低聚羧酸减水剂敏感性，提高综合性能的目的。

通过研究，将SS-A类产品与SS-B类产品按照一定的比例进行了复配，得到了复合产品SS-AB，并开展了混凝土试验评价其敏感性。由表5的试验结果可知，SS-AB的综合性能优异，其目标掺量接近SS-1和SS-A单独使用时的掺量，同时在目标掺量±0.1%波动范围内，混凝土拌合物的工作性能变化幅度接近SS-B，复合产品SS-AB的结果不是SS-A、SS-B两种产品性能的简单平均叠加，在实际应用中发现，通过复合能够让A、B两种产品的特点都能继续突出，实现综合性能提升的目的，见表5。

试验中还发现通过其他一些途径也能达到类似的目的，如在聚羧酸母液中复合一定量的引气剂、增稠保水材料等，但效果没有进行母液复合那么理想。