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混凝土外加剂的选择 你真的选对了吗?
发布者:管理员   |   发布时间:2019-06-19   |   所属分类:行业新闻   |   阅读次数:883

  现代建筑对混凝土材料的要求越来越高,由于地材以及环境的变化,混凝土外加剂改善水泥和易性等等已经成为一种必然,对混凝土材料的性能至关重要。外加剂的品种繁多,在混凝土中作用也各不相同。混凝土减水剂(萘系高效减水剂、聚羧酸高性能减水剂)作为外加剂的代表产品,用量最大,占据着主要的地位。混凝土拌和物具有良好的施工性(流动性、稳定性、匀质性和体积稳定性)至关重要,减水剂通过对水泥胶凝材料的物理分散作用来实现减水和提高胶凝材料的分散均匀性,获得混凝土拌和物良好的施工性能。下面来探讨一下混凝土外加剂该如何选用?

  外加剂在应用方面出现问题不外乎三个方面:一是外加剂技术本身不能很好地满足砼性能要求;二是实际生产的外加剂质量不稳定,或是由于成本价格的原因造成生产的外加剂与试验样品不一致;三是混凝土原材料质量波动较大。解决外加剂在应用中的问题需要回归到基本层面,就是针对具体的性能要求和使用的混凝土组成材料选择合适的外加剂,并严格控制外加剂和混凝土组成材料的质量稳定性。

  对于混凝土外加剂应用来说,没有最好的,只有最合适的产品。在搅拌站A用得好的外加剂不一定在搅拌站B用得好,只有选用了满足性能要求且质量稳定的产品,外加剂才能发挥应有的作用。混凝土的组成材料来源、性能不尽相同,最后确定的最佳掺量与供应商推荐的掺量不—定相同,必要时需要调整混凝土配合比和外加剂配方。因此,外加剂的选择需要针对具体的混凝土性能要求和具体的混凝土组成材料进行。

  选用外加剂应从外加剂技术性能和敏感性、质量稳定性、与水泥胶凝材料相容性、外加剂厂商信誉度、技术支持能力和后勤支持能力及成本等几个方面来考虑。

  一、选用外加剂应首先根据工程混凝土结构类型、混凝土强度等级、混凝土施工方法和施工条件、耐久性及其他特殊要求来确定混凝土性能要求。如强度、工作性和工作性保持时问、凝结时间等等。根据混凝土性能要求和可采用的具体胶凝材料及砂石料确定混凝土初始配合比,如水胶比、胶凝材料用量、用水量、砂率等,以及对外加剂技术性能要求,如减水性、工作性保持、缓凝或促凝等。

  需要指出的是,最佳掺量不应该在饱和点掺量附近,绝大部分减水剂在饱和点掺量附近是非常敏感的,混凝土生产中细小的波动都有可能造成混凝土性能很大的变化。如果最后确定的外加剂掺量非常靠近饱和点掺量,说明这种产品不是合适的产品。因此,除了混凝土性能试验外,还需要进行外加剂和配合比的敏感性试验,以确定外加剂的最佳掺量工作范围和混凝土配合比允许波动的范围。

  不同品种或同一品种不同厂家的外加剂可能有不同的最佳掺量工作范围。在此范围内性能(如减水率、凝结时间、含气量等)与掺量的关系应接近于线性关系,也就是混凝土性能的变化随外加剂掺量的变化是可预测的。超出这个范围,混凝土的性能变化对外加剂的掺量非常敏感,各种问题可能随时发生,如离析、泌水,或凝结时间超长,或含气量超高等等。最佳工作范围越小,混凝土生产的操作管理难度越大。

  对于有缓凝作用的外加剂,除了测定掺量与凝结时间的关系,还需测定凝结时间对温度的敏感性。通过温度敏感性可以确定外加剂对季节气温的适用范围。

  另一个重要的因素就是对混凝土配合比的敏感性,尤其是高坍落度或大流动混凝土。在实际生产中,组成材料和配料总会有一定的正常波动,尤其是砂石水分的波动造成混凝土实际用水量士5kg/m3、10kg/m3波动是很常见的。通过性能试验确定外加剂的掺量和混凝土的配比之后,很有必要进行用水敏感性试验,也就是说在确定的混凝土配合比和外加剂掺量的基础上加减5 kg/m3~10 kg/m3水,查看混凝土工作性除坍落度或流动度适当的变化之外是否发生其他如离析、泌水等现象。

  作为混凝土搅拌站来说,在外加剂选用阶段就需要预先测试外加剂与其他可能使用的水泥的相容性,大部分情况下适当调整外加剂掺量即可解决。如有确实不相容的情况,则需要确定另外的外加剂配方或品种来解决。

  外加剂的选用还应该确定有可能发生但不可控制的事件出现时的技术预案,如交通堵塞、工地等待时间过长造成混凝土工作性的降低等等,可考虑现场添加外加剂来恢复泵送浇注性能。预先准备好试验数据确定现场添加量与坍落度增加量的关系,而且现场额外添加的外加剂不应对混凝土凝结时间和早期强度发展有很明显的影响。因此,现场添加的外加剂应是非缓凝型的高效减水剂,这些预案应在工程开始之前提交给设计和监理单位。

  二、外加剂质量稳定性的检测和控制

  对于混凝土企业来说,最主要的是组成材料的质量稳定性和生产过程的稳定性。现实中有些厂家也可能在试验时提供技术性能很好、实际成本较高的样品,以便能顺利通过性能试验,但在实际供货时,由于价格和成本的原因,常有与所提供实验的样品不相符的情况发生。为了在应用中确保外加剂质量的稳定性,需要注意以下几点:

  首先,需要确定外加剂的基准质量指标和质量检测方法。应把之前性能试验时由厂家提供并在最后通过性能试验满足各项要求的样品作为外加剂基准样品。基准质量指标根据基准样品的技术性能和匀质性指标来确定,同时确定指标允许波动的范围。基准质量指标和允许波动范围以及检测方法经双方签字确认构成供货合约的一部分供货合约也需要注明供货质量不符合供货合同时的处理办法和赔偿标准。基准质量指标和允许波动范围就是外加剂质量控制的基准,以保证实际供货时的外加剂质量与试验时样品质量一致。

  其次,确定外加剂质量稳定性的基准质量指标其实不需要很多。日常生产中,外加剂固含量和相对密度的检测足以控制外加剂的稳定性,而且固含量、相对密度的测定非常方便简单。这两个指标分开单独使用的意义不大,但两者结合使用基本上就可以确定外加剂质量的稳定性,即使是在可允许的波动范围之内,两者波动的方向也应该一致。如果其中一个指标稳定,另一个指标发生变化,或两个指标波动方向相反,即使是在波动允许范围之内,也可能使外加剂在组成原材料比例或组成原材料的质量上发生某些变化,如萘系减水剂,当固含量不变但相对密度增加时,表明萘磺酸盐母料中硫酸钠含量可能比原来的高,或掺用了其他相对密度较高但成本较低的材料(如无机盐)来代替部分萘磺酸盐母料。当固含量不变但相对密度减少时,表明减水剂中很有可能掺用了其他相对密度较低但成本较低的材料来代替部分萘磺酸盐材料(如木质素磺酸盐)。

  第三,只在怀疑外加剂成分有变化时才进行,或一车中随机抽测一两次。

  第四,另一个常用质量指标是外加剂净浆流动性。质量一致性检测最重要的一个前提是用于检测的基准和方法的稳定性。如果用一种质量波动大的材料或方法来检测另一种材料的稳定性,这种检测对于质量稳定性没有任何意义。这是为什么国标中外加剂水泥净浆流动性试验中规定须采用基准水泥的原因。实践中很少有人用基准水泥做净浆试验来检测外加剂的质量稳定性。常见的情况是采用当时正在使用的水泥来检测外加剂的质量或外加剂对水泥的适用性。如果流动性不好,则认为外加剂的质量和对水泥的适用性不好,那么外加剂厂家需要调整配方来满足对水泥的适用性。从个人的经验和体会来看。净浆流动性与混凝土工作性之间的相关性并不好,因此净浆流动性试验应是外加剂产品质量检测的方法而不是性能试验的措施。

  三、外加剂与水泥的相容性

  当前有个“外加剂对水泥适用性”的说法,准确地说,应该是外加剂与水泥的相容性。这说明了现实中外加剂在搅拌站的弱势地位。由于当前水泥的比表面积过大、不明成分的助磨剂的使用、熟料矿物中C3A含量多、含碱量大、熟料硫酸盐化程度较低等等问题的普遍存在,外加剂与水泥的相容性问题是一种客观存在,掺和料的普遍使用使得这个问题更加复杂。对于聚羧酸系外加剂,还存在着砂石泥含量甚至机制砂中粘土矿物细粉的影响。

  外加剂在混凝土中实际减水率受水泥物理化学性能的影响而波动是一种正常的性能表现,在绝大多数情况下适当调整外加剂掺量就可以解决。真正的相容性问题来自于水泥胶凝材料与外加剂相互作用。外加剂与水泥胶凝材料相互作用的机理十分复杂,目前无法做到从材料组成上来定量控制,但在宏观上针对具体的胶凝材料和工程要求解决这样的相容性问题并不很难,主要取决于外加剂厂家的技术手段和水平。

  实践中很多所谓的外加剂适用性问题如减水率不够、离析、泌水等等大部分来自于混凝土组成材料质量(如砂石料、外加剂质量),并不属于真正技术上的相容性问题,而是由管理水平和市场方面的原因造成的。现实中,搅拌站总希望混凝土各种问题如砂石料质量差引起的离析、泌水等质量问题,可以通过调整外加剂配方来解决,既省心又省钱。单纯从技术角度来看好像是可行的,但从质量控制和质量保证体系的角度来说,如果把它当作一种常规的质量控制方法,则有点本末倒置,搅拌站势必经常陷入“救火”状态。搅拌站需要做的不是等问题出现然后再解决,而是如何尽可能地预防和避免问题出现。从技术上不断调整外加剂配方来解决类似的质量问题只是一种救急的方法,而不可能去预防问题的出现。

  外加剂应用中出现的问题归根结底都是由于混凝土组成材料质量(包括水泥、骨料和外加剂)或其加工工艺过程的变化或波动超出可允许的范围。如果不从源头上控制造成混凝土质量问题的因素而只是在有问题时做出调整,那么混凝土质量问题将会不断出现。另外,外加剂配方调整太过频繁对于外加剂的质量稳定性监控就是一句空话。外加剂与水泥胶凝材料甚或砂石料的相容性应该在外加剂选用时解决,并充分考虑到材料供应方面可能发生的变化,把所有可能出现的问题解决在前面。外加剂配方改变或调整是在出现新的技术要求(如新项目)或不可控制的情况下解决问题的方法,而不应作为日常质量控制的方法。

  四、混凝土搅拌站与外加剂厂商的关系

  在市场经济条件下混凝土搅拌站和外加剂厂商的目的都是为了获取利润,当外加剂厂商看不到利润的情况下,要么退出,要么采取偷工减料或造假等不正当手段,结果就是质量没保证。如果外加剂质量没保证,混凝土搅拌站就需要加强质量检验的手段增加检测的项目和检测频率,提高混凝土配合比的安全系数,所有这些最终都要提高混凝土搅拌站的运作成本。

  虽然外加剂对混凝土性能起着举足轻重的作用.但最终混凝土的质量受到一系列因素如组成材料、配合比、配料、搅拌、输送、浇筑、养护等等因素的影响,其中任何一个环节出问题都可能造成混凝土的质量问题,外加剂毕竟只是众多影响因素之一。

  五、外加剂标准和规范

  实践中人们常常依赖标准和规范来控制外加剂和混凝土的质量,实际上混凝土和混凝土外加剂的相关标准和规范只能提供一些原则性要求或指导方向以及一些检测方法.不可能提供具体个案的解央方案。外加剂的标准只是一种产品标准,供检验产品出厂合格检验之用,合格产品的检验标准是匀质、无毒无害、性质指标符合预定值。标准规定的指标都是最低要求.因此满足标准技术要求的外加剂只是表征其某种程度的“资格”.并不能保证可以配制出符合技术要求及质量稳定的混凝土。标准和规范只是外因,外因必须通过内因才能起作用。搅拌站必须根据自身的技术水平和可供使用的原材料来确定配合比和选用合适的外加剂,严格控制组成材料的质量稳定性和生产过程的稳定性。外加剂厂商必须从提高自身技术水平和质量管理水平着手,提供质量稳定.能满足混凝土生产、施工和各项技术性能要求的外加剂。这是减少外加剂应用中出现问题、提高混凝土质量的唯一途径。

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