利用高性能减水剂提高预拌混凝土质量

辛志军

(宁夏磐石砼业有限公司, 宁夏同心 751300)



利用高性能减水剂提高预拌混凝土质量

辛志军

(宁夏磐石砼业有限公司, 宁夏同心 751300)

【摘要】预拌混凝土在现代化建设中，已广泛用于工业和民用建筑、公路桥梁、水利设施等，而预拌混凝土中的外加剂作为第五组分 ，引起工程技术人员的高度重视，聚羧酸高性能减水剂被积极采用。它具有减水率高、保坍性好、能改善混凝土拌合物的和易性及试件力学性能、提高工程实体质量等优点。文中阐述了利用聚羧酸高性能减水剂提高预拌混凝土质量的方法。

【关键词】混凝土;聚羧酸;减水剂;配合比

1聚羧酸高性能减水剂

减水剂是混凝土外加剂中最重要的品种，按其减水率大小，可分为普通减水剂(以木钙和糖钙类为代表)、高效减水剂(以奈系为代表)和高性能减水剂(以聚羧酸高性能减水剂为代表)。聚羧酸高性能减水剂在出厂前已根据用户要求，按比例在减水剂中掺加了引气剂 、缓凝剂、泵送剂等，复合成使混凝土在减水、保坍落度、提高混凝土工作性和强度、收缩及环保等方面具有优良性能的系列减水剂。根据GB8076-2008《混凝土外加剂》要求高性能减水剂减水率必须大于25 %，其他指标也要相应满足标准要求。

2聚羧酸高性能减水剂的应用及管理

2.1对原材料的要求

2.1.1水泥

对于一般建筑结构混凝土，水泥宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥；高强度等级、抗冻混凝土宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥；抗硫酸盐混凝土宜采用高抗硫硅酸盐水泥。

生产用水泥应优先选用大厂生产水泥；条件许可应优先选用新型干法工艺生产的水泥。

2.1.2粗骨料

粗骨料碎石可采用5～20mm、5～25mm连续级配；卵石可采用5～31.5mm连续级配，配制混凝土时应根据工程结构截面尺寸、施工工艺等选用粗骨料。

粗骨料含泥量、泥块含量、针片状含量、压碎值指标等均应满足JGJ52《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》要求。

2.1.3细骨料

细骨料宜采用中砂，颗粒级配符合标准要求，含泥量、泥块含量、氯离子含量、坚固性和有害物质含量应符合JGJ52《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》要求。无中砂时用粗砂和细砂配成级配中砂；只有粗砂时提高砂率。

2.1.4掺合料

掺合料常用的有粉煤灰、粒化高炉矿渣、沸石粉、硅灰等，有单掺的，也有复合几种掺用的。这里主要讨论单掺粉煤灰的状况。众所周知，混凝土中掺粉煤灰，可以改善混凝土的和易性、可泵性、抗渗能力、抗腐蚀能力和降低水化热等。

根据GB50164-2011《混凝土质量控制标准》规定，对于高强混凝土或有抗冻、抗渗、抗腐蚀或其他特殊要求的混凝土，不宜采用低于Ⅱ级的粉煤灰。

实践过程中，对于普通混凝土可以使用Ⅲ级粉煤灰，但必须控制粉煤灰的烧失量达到Ⅱ级灰的标准。否则粉煤灰中未燃尽的碳及其他成分会造成混凝土实体质量的下降。

2.1.5水

混凝土用水应符合现行行业标准JGJ63《混凝土用水标准》的有关规定。

有洗车水分离设备的企业使用洗刷水时，只能在C35以下混凝土中使用,且其用量不能超过混凝土总用水量的30 %，并经过混凝土试配验证。实验室应经常检测洗刷水的含固量不要超过控制值，否则对掺有聚羧酸高性能减水剂的混凝土拌合物和易性会造成较明显的损坏。

2.1.6外加剂

聚羧酸高性能减水剂质量必须符合GB8076《混凝土外加剂》标准要求，且质量稳定。

外加剂在使用时每天至少循环搅拌1～2次，或人工搅拌1～2次。聚羧酸高性能减水剂容易沉淀，使用过程中会发现刚进场的外加剂在使用一段时间后(如罐体中剩三分之一左右)减水率下降，主要原因就是固化物沉淀造成先流出的浓度大，后流出的浓度小。

新进场外加剂除进行外加剂对水泥的适应性试验外，尚应同时进行混凝土小样人工或机械拌制20L以检验外加剂的减水率和混凝土和易性，可及时反馈到生产当中指导生产。笔者近几年使用过几家的聚羧酸高性能减水剂，试验发现外加剂对水泥的适应性虽然合格，但拌制的混凝土小样其和易性不尽人意，坍落度经时损失较大。发现此种情况可及时与外加剂厂家联系，及时调整。

2.2配合比管理及优化

2.2.1配合比的管理

(1)配合比设计必须符合JGJ55《普通混凝土配合比设计规程》、GB50164《混凝土质量控制标准》等标准的要求，经过试配验证，满足工程施工和设计的要求。储备满足市场需求经过试配验证的“生产用混凝土配合比”。

(2)配合比使用时，“生产用混凝土配合比调整通知单”中，生产同强度等级、不同坍落度的混凝土时，只调整外加剂的用量，不动水胶比。例：打基础承台与梁板时外加剂相差0.3%即可。

(3)混凝土配合比设计是一门试验科学，储备的常用配合比要定期进行验证。验证过程是用好聚羧酸高性能减水剂最主要的环节，要反复验证，验证合格后才能进行批量生产，确保混凝土配合比的时效性和适用性。

(4)生产配合比调整时由质检组长负责，依据原材料变化调整骨料含水、外加剂掺量(±0.2%)、砂率(允许±2%)。调整时不能超出设计配合比范围。

2.2.2配合比的优化

配合比优化的方法比较多，笔者谈谈用配合比宽幅试验来优化配合比。宽幅试验就是根据生产配合比调整砂率或用水量(用水量变化时外加剂随之变化 ，减水加外加剂)，检验混凝土拌合物工作性和试件强度。表1为C30混凝土试验结果。

(1)通过宽幅试验得出结论，砂率太大影响混凝土流动性；太小影响混凝土的粘聚性和保水性。用水量增加时和易性较好；减水加外加剂时随着外加剂用量的增加，虽然和易性较好，但施工较困难，如同胶粘一般。特别是C40以上混凝土。

(2)配合比没有最准确、最佳的结果，因为没有一成不变的原材料。所以配合比优化只能是在水胶比不变的情况下确保砂率、用水量在一定区间是最优的。

(3)配合比的优化和管理必须形成企业程序文件，制定质量管理应急预案，避免配合比调整随意性。

表1　生产配合比宽幅试验

备注:1.砂率由小到大，强度呈下降趋势；反之，呈上升趋势。2.水胶比由小到大，强度逐渐下降；反之，呈上升趋势。

3.个别结果离线，不影响结果评定。4.在一定范围内，水胶比和砂率不影响混凝土的施工和性能。

2.3混凝土实体质量与生产管理

(1)用聚羧酸高性能减水剂配制的混凝土，用水量可减少50kg左右，28d试件抗压强度可达到设计值的140 %以上。

(2)经过试验，砂率增加2 %时，实体回弹值(C30)在44.2MPa，与试验结果相符。宽幅试验得到验证。

(3)定期(一个月)对搅拌楼秤体进行校验。确保计量准确，是聚羧酸高性能减水剂有效使用的前提。

(4)原材料在堆放和使用时采用“横堆竖切”工艺，确保原材料的均化。

3结论

利用聚羧酸高性能减水剂配制混凝土，在确保混凝土工作性同时，能降低混凝土水胶比，保证混凝土的试块强度和实体强度。是保证预拌混凝土质量稳定性的重要举措和必经之路。为保证聚羧酸高性能减水剂的有效利用，加强原材料质量管理和配合比的管理是聚羧酸高性能减水剂使用的最强有力保证。也为企业研发高性能混凝土奠定了基础。

参考文献

[1]杨绍林,张彩霞. 预拌混凝土[M].中国建筑工业出版社, 2012.

【文献标志码】B

【中图分类号】TU528

[作者简介]辛志军(1965～), 男，中专, 工程师。

[定稿日期]2015-09-10