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聚羧酸減水劑作為一種新型高性能減水劑,具有超塑化、高保坍、高增強(qiáng)、低收縮、高減水的顯著優(yōu)點(diǎn),特別適合于配制高強(qiáng)、高流態(tài)、自密實(shí)、高耐久性和高性能砼，同時(shí)產(chǎn)品不含甲醛等對(duì)人體有害的物質(zhì),是一種綠色環(huán)保的產(chǎn)品。這使得其在近年來(lái)得到了飛速的發(fā)展,也被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在工程中。然而在大量應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn),聚羧酸減水劑存在著在高溫環(huán)境下保坍性不足、溫度敏感性強(qiáng)、對(duì)砂石集料的含泥量敏感性強(qiáng)、對(duì)機(jī)制砂適應(yīng)差等缺點(diǎn),而且混凝土中聚羧酸減水劑的摻量、單方用水量稍有增加,混凝土拌合物就容易出現(xiàn)泌水、分層現(xiàn)象,對(duì)混凝土泵送施工性能、力學(xué)性能和耐久性都造成了不利的影響。
對(duì)此,筆者探討了聚羧酸減水劑在混凝土中應(yīng)用需注意的關(guān)鍵問題及其控制措施,為聚羧酸減水劑在混凝土中更好地應(yīng)用提供實(shí)踐數(shù)據(jù)。
一、聚羧酸減水劑與水泥的適應(yīng)性
聚羧酸減水劑在某種水泥中應(yīng)用時(shí)會(huì)發(fā)生混凝土拌合物流動(dòng)性很差、坍落度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,或者坍落度經(jīng)時(shí)損失很大、或者產(chǎn)生速凝、假凝等不正常凝結(jié)或嚴(yán)重泌水等現(xiàn)象,亦稱之“相容性”不好。一般相容性較差表現(xiàn)為:新拌混凝土在攪拌過(guò)程中出現(xiàn)速凝、假凝,混凝土泌水、離析、分層現(xiàn)象嚴(yán)重,新拌混凝土坍落度較低、坍落度損失快,硬化混凝土強(qiáng)度明顯下降,混凝土收縮加大,抗?jié)B、耐久性等性能下降,大體積混凝土中緩凝效果不明顯、出現(xiàn)溫差裂縫等。對(duì)此,水泥廠必須控制水泥的堿含量、穩(wěn)定石膏種類及摻量、穩(wěn)定混合材種類及摻量、穩(wěn)定水泥細(xì)度等,為商品混凝土攪拌站供應(yīng)質(zhì)量穩(wěn)定可靠的水泥,為保證聚羧酸減水劑與水泥的良好適應(yīng)性奠定基礎(chǔ)。
同時(shí),對(duì)于商品混凝土攪拌站而言,應(yīng)加強(qiáng)聚羧酸減水劑的入廠檢測(cè)及其與水泥的適應(yīng)性檢驗(yàn)。建議對(duì)入廠的每一車聚羧酸減水劑進(jìn)行抽檢,通過(guò)試拌混凝土并測(cè)試新拌混凝土坍落度、擴(kuò)展度、經(jīng)時(shí)損失、凝結(jié)時(shí)間及硬化混凝土抗壓強(qiáng)度比等性能。對(duì)于在入廠檢測(cè)時(shí),所拌制的混凝土坍落度、擴(kuò)展度及經(jīng)時(shí)損失不達(dá)標(biāo)的聚羧酸減水劑,堅(jiān)決不予使用,以確保混凝土滿足施工質(zhì)量要求。另外,對(duì)于運(yùn)程較遠(yuǎn)的泵送混凝土,通過(guò)調(diào)整外加劑配方及摻量的方法不能很好解決坍落度損失過(guò)快的問題,則可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整混凝土配合比,如增加漿料、調(diào)整砂率,或者在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,適當(dāng)增大混凝土初始坍落度來(lái)解決這一問題。
二、聚羧酸減水劑減水率及摻量控制
由于聚羧酸減水劑的減水率較高,因此,混凝土坍落度對(duì)用水量敏感性較大,所以在使用前應(yīng)進(jìn)行充分試配試驗(yàn),以尋求不同批次原材料及不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的最佳摻量與最佳用水量。同時(shí),應(yīng)對(duì)混凝土攪拌機(jī)樓操作工進(jìn)行嚴(yán)格的崗前培訓(xùn),嚴(yán)格要求機(jī)樓操作工對(duì)混凝土加水量的控制。并且加強(qiáng)混凝土運(yùn)輸及澆筑過(guò)程中的監(jiān)管,嚴(yán)禁在運(yùn)輸及澆筑過(guò)程中加水。另外,還應(yīng)增加砂、石含水率的檢測(cè)頻率,做好砂、石含水的扣減工作,以保證實(shí)際生產(chǎn)混凝土用水量與生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)用水量基本一致。
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用積累的大量數(shù)據(jù)顯示,聚羧酸減水劑的減水率并不是越高越好,減水率越高對(duì)用水量的敏感性越高,所拌制的混凝土黏度越大、越容易離析、漿體板結(jié);當(dāng)然聚羧酸減水劑的減水率也不宜太低,減水率太低會(huì)增大減水劑的摻量,影響成本的控制。因此,對(duì)于聚羧酸減水劑的減水率應(yīng)根據(jù)原材料進(jìn)行試配確定。那么,按照筆者的試驗(yàn)結(jié)果及實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)顯示,聚羧酸減水劑減水率控制在23%~25%,所生產(chǎn)的混凝土坍落度能夠較好的控制。此外,對(duì)于聚羧酸減水劑的摻量也必須通過(guò)試驗(yàn)室試配來(lái)確定。其摻量不能太高,摻量太高,不僅會(huì)增加混凝土單方成本,而且會(huì)增大混凝土坍落度對(duì)用水量的敏感性,使得混凝土黏度增大,且容易出現(xiàn)離析、漿體板結(jié)等現(xiàn)象。當(dāng)然,聚羧酸減水劑的摻量也不宜太低,摻量太低會(huì)使混凝土初始坍落度值減小,增大混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失,而且在其他條件不變的情況下,達(dá)到較高的坍落度值會(huì)降低混凝土強(qiáng)度。
因此,加強(qiáng)對(duì)聚羧酸減水劑摻量的控制至關(guān)重要。同時(shí),考慮到聚羧酸減水劑對(duì)溫度的敏感性,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)室外環(huán)境溫度的變化,實(shí)時(shí)調(diào)整聚羧酸減水劑配方以及調(diào)整摻量。一般來(lái)講,在室外環(huán)境溫度增高且不能及時(shí)調(diào)整聚羧酸減水劑配方時(shí),應(yīng)適當(dāng)提高減水劑摻量以確保混凝土坍落度及其經(jīng)時(shí)損失滿足施工質(zhì)量要求。尤其是在寒冷的冬季及炎熱的夏季,應(yīng)該及時(shí)對(duì)聚羧酸減水劑配方進(jìn)行調(diào)整;在春秋季節(jié),天氣多變,晝夜溫差大,應(yīng)該適時(shí)調(diào)整減水劑摻量,以確保混凝土具有良好的工作性能、強(qiáng)度性能及耐久性能。
三、粗、細(xì)集料的質(zhì)量控制
重慶市的天然砂、石資源緊缺,因此多使用碎石、機(jī)制砂,其含泥量與石粉含量高且不穩(wěn)定。其中,含泥量會(huì)對(duì)摻入聚羧酸減水劑的混凝土性能產(chǎn)生不利影響。當(dāng)集料中泥含量較高時(shí),聚羧酸減水劑的吸附量增大,導(dǎo)致了聚羧酸減水劑的適應(yīng)性變差,減水劑就會(huì)表現(xiàn)出減水率不足、坍落度損失過(guò)快,導(dǎo)致硬化混凝土強(qiáng)度降低。而使用含泥量較高的集料通常需要增加聚羧酸減水劑的摻量來(lái)彌補(bǔ)適應(yīng)性不良的問題,并且混凝土的坍落度損失也隨之增大。而增加聚羧酸減水劑摻量勢(shì)必會(huì)增加混凝土的生產(chǎn)成本。因此,降低含泥量的負(fù)面影響重點(diǎn)在于特細(xì)砂的開采及機(jī)制砂、石灰?guī)r碎石生產(chǎn)過(guò)程中盡量避免泥土的進(jìn)入,對(duì)于卵碎石可采取清洗的方法將泥土除去。同時(shí),商品混凝土攪拌站應(yīng)加強(qiáng)砂、石的入廠檢測(cè),尤其是對(duì)含泥量的檢驗(yàn),嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的,堅(jiān)決不接收入庫(kù)使用。
雖然石粉在水泥中的填充效應(yīng)是使顆粒間孔隙減少,孔隙水減少,自由水增多,漿體流動(dòng)性在一定程度上增大,但含量過(guò)高時(shí),會(huì)造成混凝土強(qiáng)度下降,而且混凝土流動(dòng)性反而會(huì)有所下降。所以,對(duì)于機(jī)制砂及石灰?guī)r碎石生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格控制石粉含量,同時(shí)商品混凝土攪拌站應(yīng)加強(qiáng)機(jī)制砂及石灰?guī)r碎石的入廠檢測(cè),對(duì)不符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的,堅(jiān)決不接收入庫(kù)。
四、結(jié)語(yǔ)
聚羧酸減水劑在商品混凝土中的應(yīng)用日趨廣泛,其暴露的問題也越來(lái)越明顯。尤其是對(duì)于石灰?guī)r破碎的機(jī)制砂來(lái)講,由于其含泥量較難控制,且含粉量較高,使得聚羧酸減水劑在該體系中非常敏感,混凝土的工作性較差。因此,解決聚羧酸減水劑在石灰?guī)r破碎的機(jī)制砂混凝土中適應(yīng)性的難題已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn),找到一個(gè)行之有效的解決方法,將會(huì)進(jìn)一步推進(jìn)聚羧酸減水劑的工程應(yīng)用步伐。
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