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如何正確使用外加劑

目前外加劑的品種繁多,在混凝土中作用各不相同,其中減水劑用量最大,占據著主要的地位。以下是個人應用減水劑的體會。

 

1、外加劑在混凝土中的應用問題

混凝土拌和物良好的施工性(流動性及其穩定性、勻質性和體積穩定性)至關重要,減水劑的作用主要是通過對水泥膠凝材料的物理分散作用來實現減水和提高膠凝材料的分散均勻性,獲得混凝土拌和物良好的施工性能。外加劑在應用方面出現的問題不外乎幾個方面:一是外加劑技術本身不能很好地滿足混凝土性能要求;二是試驗時外加劑技術性能可滿足要求,但是實際生產的外加劑質量波動大,或是由于成本價格的原因造成生產的外加劑與試驗時的樣品不一致;三是混凝土原材料質量波動較大。

解決外加劑在應用中的問題需要回歸到基本層面,就是針對具體的性能要求和使用的混凝土組成材料選擇合適的外加劑,并嚴格控制外加劑和混凝土組成材料的質量穩定性。

2、如何選用合適的外加劑

對于外加劑應用來說,沒有最好的,只有最合適的產品。在攪拌站A用得好的外加劑不一定在攪拌站B用得好,高效減水劑也不一定比普通減水劑好。只有選用了滿足性能要求質量穩定的產品,外加刺才能發揮應有的作用?;炷恋慕M成材料來源、性能不盡相同,最后確定的最佳摻量與供應商推薦的摻量不—定相同,必要時需要調整混凝土配合比和外加劑配方。因此,外加劑的選擇需要針對具體的混凝土性能要求和具體的混凝土組成材料進行。

選用外加劑應從外加劑技術性能和敏感性、質量穩定性、與水泥膠凝材料相容性、外加劑廠商信譽度、技術支持能力和后勤支持能力及成本等幾個方面來考慮。

選用外加劑應首先根據工程混凝土結構類型、混凝土強度等級、混凝土施工方法和施工條件、耐久性及其他特殊要求來確定混凝土性能要求。如強度、工作性和工作性保持時問、凝結時間等等。根據混凝土性能要求和可采用的具體膠凝材料及砂石料確定混凝土初始配合比,如水膠比、膠凝材料用量、用水量、砂率等,以及對外加劑技術性能要求,如減水性、工作性保持、緩凝或促凝等。

需要指出的是,最佳摻量不應該在飽和點摻量附近,絕大部分減水劑在飽和點摻量附近是非常敏感的,混凝土生產巾細小的波動都有可能造成混凝土性能很大的變化。如果最后確定的外加劑摻量非??拷柡忘c摻量,說明這種產品不是合適的產品。因此,除了混凝土性能試驗外,還需要進行外加劑和配合比的敏感性試驗,以確定外加劑的最佳摻量工作范圍和混凝土配合比允許波動的范圍。

不同品種或同一品種不同廠家的外加劑可能有不同的最佳摻量工作范圍。在此范圍內性能(如減水率、凝結時間、含氣量等)與摻量的關系應接近于線性關系,也就是混凝土性能的變化隨外加劑摻量的變化是可預測的。超出這個范圍,混凝土的性能變化對外加劑的摻量非常敏感,各種問題可能隨時發生,如離析、泌水,或凝結時間超長,或含氣量超高等等。最佳工作范圍越小,混凝土生產的操作管理難度越大。

對于有緩凝作用的外加劑,除了測定摻量與凝結時間的關系,還需測定凝結時間對溫度的敏感性。通過溫度敏感性可以確定外加劑對季節氣溫的適用范圍。

另一個重要的因素就是對混凝土配合比的敏感性,尤其是高坍落度或大流動混凝土。在實際生產中,組成材料和配料總會有一定的正常波動,尤其是砂石水分的波動造成混凝土實際用水量士5kg/m3、10kg/m3波動是很常見的。通過性能試驗確定外加劑的摻量和混凝土的配比之后,很有必要進行用水鼉敏感性試驗,也就是說在確定的混凝土配合比和外加劑摻量的基礎上加減5 kg/m3~10 kg/m3水,查看混凝土工作性除坍落度或流動度適當的變化之外是否發生其他如離析、泌水等現象。

作為混凝土攪拌站來說,在外加劑選用階段就需要預先測試外加劑與其他可能使用的水泥的相容性,大部分情況下適當調整外加劑摻量即可解決。如有確實不相容的情況,則需要確定另外的外加劑配方或品種來解決。

外加劑的選用還應該確定有可能發生但不可控制的事件出現時的技術預案,如交通堵塞、工地等待時間過長造成混凝土工作性的降低等等,可考慮現場添加外加劑來恢復泵送澆注性能。預先準備好試驗數據確定現場添加量與坍落度增加量的關系,而且現場額外添加的外加劑不應對混凝土凝結時間和早期強度發展有很明顯的影響。因此,現場添加的外加劑應是非緩凝型的高效減水劑,這些預案應在工程開始之前提交給設計和監理單位。

3、外加劑質量穩定性的檢測和控制

對于混凝土企業來說,最主要的是組成材料的質量穩定性和生產過程的穩定性?,F實中有些廠家也可能在試驗時提供技術性能很好、實際成本較高的樣品,以便能順利通過性能試驗,但在實際供貨時,由于價格和成本的原因,常有與所提供實驗的樣品不相符的情況發生。為了在應用中確保外加劑質量的穩定性,需要注意以下幾點:

首先,需要確定外加劑的基準質量指標和質量檢測方法。應把之前性能試驗時由廠家提供并在最后通過性能試驗滿足各項要求的樣品作為外加劑基準樣品?;鶞寿|量指標根據基準樣品的技術性能和勻質性指標來確定,同時確定指標允許波動的范圍?;鶞寿|量指標和允許波動范圍以及檢測方法經雙方簽字確認構成供貨合約的一部分供貨合約也需要注明供貨質量不符合供貨合同時的處理辦法和賠償標準?;鶞寿|量指標和允許波動范圍就是外加劑質量控制的基準,以保證實際供貨時的外加劑質量與試驗時樣品質量一致。

其次,確定外加劑質量穩定性的基準質量指標其實不需要很多。日常生產中,外加劑固含量和相對密度的檢測足以控制外加劑的穩定性,而且固含量、相對密度的測定非常方便簡單。這兩個指標分開單獨使用的意義不大,但兩者結合使用基本上就可以確定外加劑質量的穩定性,即使是在可允許的波動范圍之內,兩者波動的方向也應該一致。如果其中一個指標穩定,另一個指標發生變化,或兩個指標波動方向相反,即使是在波動允許范圍之內,也可能使外加劑在組成原材料比例或組成原材料的質量上發生某些變化,如萘系減水劑,當固含量不變但相對密度增加時,表明萘磺酸鹽母料中硫酸鈉含量可能比原來的高,或摻用了其他相對密度較高但成本較低的材料(如無機鹽)來代替部分萘磺酸鹽母料。當固含量不變但相對密度減少時,表明減水劑中很有可能摻用了其他相對密度較低但成本較低的材料來代替部分萘磺酸鹽材料(如木質素磺酸鹽)。

第三,只在懷疑外加劑成分有變化時才進行,或一車中隨機抽測一兩次。

第四,另一個常用質量指標是外加劑凈漿流動性。質量一致性檢測最重要的一個前提是用于檢測的基準和方法的穩定性。如果用一種質量波動大的材料或方法來檢測另一種材料的穩定性,這種檢測對于質量穩定性沒有任何意義。這是為什么國標中外加劑水泥凈漿流動性試驗中規定須采用基準水泥的原因。實踐中很少有人用基準水泥做凈漿試驗來檢測外加劑的質量穩定性。常見的情況是采用當時正在使用的水泥來檢測外加劑的質量或外加劑對水泥的適用性。如果流動性不好,則認為外加劑的質量和對水泥的適用性不好,那么外加劑廠家需要調整配方來滿足對水泥的適用性。從個人的經驗和體會來看。凈漿流動性與混凝土工作性之間的相關性并不好,因此凈漿流動性試驗應是外加劑產品質量檢測的方法而不是性能試驗的措施。

4、外加劑與水泥的相容性

當前有個“外加劑對水泥適用性”的說法,準確地說,應該是外加劑與水泥的相容性。這說明了現實中外加劑在攪拌站的弱勢地位。由于當前水泥的比表面積過大、不明成分的助磨劑的使用、熟料礦物中C3A含量多、含堿量大、熟料硫酸鹽化程度較低等等問題的普遍存在,外加劑與水泥的相容性問題是一種客觀存在,摻和料的普遍使用使得這個問題更加復雜。對于聚羧酸系外加劑,還存在著砂石泥含量甚至機制砂中粘土礦物細粉的影響。

外加劑在混凝土中實際減水率受水泥物理化學性能的影響而波動是一種正常的性能表現,在絕大多數情況下適當調整外加劑摻量就可以解決。真正的相容性問題來自于水泥膠凝材料與外加劑相互作用。外加劑與水泥膠凝材料相互作用的機理十分復雜,目前無法做到從材料組成上來定量控制,但在宏觀上針對具體的膠凝材料和工程要求解決這樣的相容性問題并不很難,主要取決于外加劑廠家的技術手段和水平。

實踐中很多所謂的外加劑適用性問題如減水率不夠、離析、泌水等等大部分來自于混凝土組成材料質量(如砂石料、外加劑質量),并不屬于真正技術上的相容性問題,而是由管理水平和市場方面的原因造成的?,F實中,攪拌站總希望混凝土各種問題如砂石料質量差引起的離析、泌水等質量問題,可以通過調整外加劑配方來解決,既省心又省錢。單純從技術角度來看好像是可行的,但從質量控制和質量保證體系的角度來說,如果把它當作一種常規的質量控制方法,則有點本末倒置,攪拌站勢必經常陷入“救火”狀態。攪拌站需要做的不是等問題出現然后再解決,而是如何盡可能地預防和避免問題出現。從技術上不斷調整外加劑配方來解決類似的質量問題只是一種救急的方法,而不可能去預防問題的出現。

外加劑應用中出現的問題歸根結底都是由于混凝土組成材料質量(包括水泥、骨料和外加劑)或其加工工藝過程的變化或波動超出可允許的范圍。如果不從源頭上控制造成混凝土質量問題的因素而只是在有問題時做出調整,那么混凝土質量問題將會不斷出現。另外,外加劑配方調整太過頻繁對于外加劑的質量穩定性監控就是一句空話。外加劑與水泥膠凝材料甚或砂石料的相容性應該在外加劑選用時解決,并充分考慮到材料供應方面可能發生的變化,把所有可能出現的問題解決在前面。外加劑配方改變或調整是在出現新的技術要求(如新項目)或不可控制的情況下解決問題的方法,而不應作為日常質量控制的方法。

5、混凝土攪拌站與外加劑廠商的關系

在市場經濟條件下混凝土攪拌站和外加劑廠商的目的都是為了獲取利潤,當外加劑廠商看不到利潤的情況下'要么退出,要么采取偷工減料或造假等不正當手段,結果就是質量沒保證。如果外加劑質量沒保證,混凝土攪拌站就需要加強質量檢驗的手段增加檢測的項目和檢測頻率,提高混凝土配合比的安全系數,所有這些最終都要提高混凝土攪拌站的運作成本。

雖然外加劑對混凝土性能起著舉足輕重的作用.但最終混凝土的質量受到一系列因素如組成材料、配合比、配料、攪拌、輸送、澆筑、養護等等因素的影響,其中任何一個環節出問題都可能造成混凝土的質量問題,外加劑畢竟只是眾多影響因素之一。

6、外加劑標準和規范

實踐中人們常常依賴標準和規范來控制外加劑和混凝土的質量,實際上混凝土和混凝土外加劑的相關標準和規范只能提供一些原則性要求或指導方向以及一些檢測方法.不可能提供具體個案的解央方案。外加劑的標準只是一種產品標準,供檢驗產品出廠合格檢驗之用,合格產品的檢驗標準是勻質、無毒無害、性質指標符合預定值。標準規定的指標都是最低要求.因此滿足標準技術要求的外加劑只是表征其某種程度的“資格”.并不能保證可以配制出符合技術要求及質量穩定的混凝土。標準和規范只是外因,外因必須通過內因才能起作用。攪拌站必須根據自身的技術水平和可供使用的原材料來確定配合比和選用合適的外加劑,嚴格控制組成材料的質量穩定性和生產過程的穩定性。外加劑廠商必須從提高自身技術水平和質量管理水平著手,提供質量穩定.能滿足混凝土生產、施工和各項技術性能要求的外加劑。這是減少外加劑應用中出現問題、提高混凝土質量的唯一途徑。

 

結束語

外加劑應用中出現的問題除了外加劑廠商的技術水平原因之外,很大程度上是管理水平和市場無節制追求低成本的問題。任何企業無節制追求低成本是不可能生產出質量優良的產品的。

外加劑的應用加速和主導了混凝土技術進步。提高外加劑廠商技術水平,嚴格控制外加劑質量穩定性是減少因外加劑造成混凝土質量問題的必要條件。但外加劑的應用代替不了混凝土的基本質量控制?;炷临|量的主體是混凝土生產單位。只有攪拌站回歸到質量控制的基本層面.把可能出現的問題解決在前面,以預防為主、防檢結合的管理思維,嚴格控制混凝土組成材料的質量穩定性和生產過程穩定性,外加劑應用造成的混凝土質量問題才有可能大幅度減少。

外加劑是在工廠配制而成的化工材料,在混凝土中的用量很小,因此生產規模一般不大,便于質量控制,相對于混凝土其他組成材料.外加劑原本應是質量最穩定最有保障的一個部分。不應將外加劑與水泥相容性問題籠統歸結于外加劑而單方面要求外加劑去適應.應當由混凝土自身先做好,各組成材料的供應者都各自為混凝土的最終質量負責。


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