1、对预拌混凝土企业正确选择外加剂的几点看法1.前言 混凝土化学外加剂和矿物掺合料的广泛使用,支撑了现代混凝土和施工技术的迅猛发展。 正确选择和使用混凝土外加剂,关系到预拌混凝土企业产品质量和经营绩效,还涉及到工程结构的质量安全。 2.外加剂品种的选择 预拌混凝土企业常规使用的化学外加剂主要指由有机质表面活性剂组成的减水剂,及以减水剂为主要组分复合了少量缓凝、引气、早期、增稠、保坍等功能性组分的泵送剂。至于防水剂、密实剂和抗裂剂等功能性矿物外加剂,一般来源于设计或工程业主指定,预拌混凝土企业并无选择余地。 表 1 中的各类减水剂在预拌混凝土企业中最常用的是复合了少量缓凝和引气组分的萘系高效减水剂和
2、聚羧酸高性能减水剂,应尽量避免在同一搅拌站内同时使用萘系和聚羧酸两种外加剂,否则易相互影响,导致混凝土质量事故。对这两者的选择主要应考虑如下因素: (1)根据工程设计对混凝土性能的要求而定,如强度等级、抗渗性、抗冻融性、耐久性、弹性模量等物理力学性能,以及施工工艺、施工季节(冬季或夏季施工) 、浇筑的部位和体积等。如高强度等级混凝土生产量较大,或冬季施时应优先选用聚羧酸减水剂,因为萘系减水剂减水率稍低,低温下易结晶,影响混凝土质量。详见表 2 (2)原材料品质、稳定性和供应保障等砂石含泥高、级配不好、供应来源杂,导致混凝土生产时砂石品质波动频繁,应选用萘系高效减水剂。因为在这种情况下,使用聚羧
3、酸高性能减水剂需频繁调整外加剂掺量或用水量,增加质检员的控制难度,易出现泌浆、离析等和易性问题。(3)单方材料成本 聚羧酸减水剂的减水率高,其混凝土可采用较低的用水量和胶材总量,可适当减少水泥用量,增大矿物掺合料用量,混凝土的质量仍然有保障。如此可降低单方材料成本约 6 元/m3,这对于经营绩效非常有意义。3.外加剂合格供应商的选择 (1)企业生产能力,运输供应保障能力; (2)合成、复配生产线技术水平,自动化程度: (3)主要原料工业萘的来源、品级,生产聚羧酸用的单体类型和来源; (4)复配时使用何种缓凝、引气等小组分材料的种类: (5)是否建立质量管控体系,可查阅其相关文件、流程和记录:
4、(6)实地考察生产商质量管控试验室,是否有试验流程和相关记录;(7)与生产商质量管控和技术服务队伍人员交谈,了解人员数量和素质; (8)了解生产商供应客户数量,是否为不同用户配备专用成品储罐,或成品储罐如何满足不同用户要求的; (9)供应商针对本地市场的主流品牌水泥、矿粉与粉煤灰是否进行了外加剂适应性试验。 4.外加剂使用过程应注意的问题 (1)预拌混凝土企业是连续生产,且砂石品质有波动、工程对混凝土和易性及强度等级要求也不同,导致生产配合比和外加剂掺量需及时调整,故应选用固含量(减水组分)10%-12%左右的聚羧酸外加剂,方便管控。 (2)新投入生产使用的外加剂必须事先进行水泥适应性、混凝土
5、和易性和强度试验,并验证符合混凝土生产质量要求。如:对每批次进站的外加剂进行复检,并至少试拌一组 C30 混凝土,掌握其和易性、凝结时间等; (3)除了水泥与外加剂有相容性以外,矿粉、粉煤灰、砂子品质也影响外加剂的使用性能。故实际生产控制中,可用砂浆流动度来判断外加剂的使用性能是否满足要求。砂浆由混凝土配合比中的粉料、砂子、水和外加剂组成。图 1a、1b 是典型的砂浆流动度试验结果。 (4)外加剂的最佳掺量是获得最好的技术和经济效果的重要因素。外加剂的最佳掺量是在满足混凝土性能要求的前提下,通过混凝土试配结果确定的。在此,需要关注的是使用含泥量较高(4.6%)的天然砂或含石粉量较高(12%-1
6、5%)的机制砂时,试配时应考虑这部分粉料对外加剂掺量吸附的消耗。 (5)由于萘系和聚羧酸减水剂都添加了功能性的缓凝、引气、保坍组分,其相互之间也溶解均匀问题,并随时间和温度发生分层、团聚、发酵等现象。这会对混凝土和易性及强度产生严重影响,故 30 天未用的外加剂必须重新试验验证材料使用。 (6)应每天检查生产线外加剂计量和下料系统,确保计量准确,不超不欠;尤其应注意生产中的超掺,使混凝土结构长时间(3-5 天)不凝结,导致较严重的质量事故; (7)生产时搅拌时间的选择要适宜,尤其在低温或冬季施工时,应延长搅拌时间。根据实际使用经验,低温时无论是萘系还是聚羧酸减水剂,塑化效应发挥较慢,如搅拌不充
7、分或搅拌时砂石带入的碎冰碴未化开,将导致坍落度倒大的现象,在此聚羧酸减水剂的严重性更甚,见图2。如果施工浇筑赶上混凝土倒大时段,将出现严重的离析、泌浆和堵泵事故,过了倒大时段的混凝土在罐车中又会恢复可满足施工要求的良好和易性。 (8)预拌混凝土在运输过程中应注意保持混凝土的匀质性,避免分层,掺缓凝型减水剂要注意初凝时间延缓,掺高效减水剂或复合剂要注意坍落度损失快等特点;掺引气型减水剂成型时,要注意振捣除气,否则会影响混凝土的表面效果。 4.结语 随着混凝土外加剂在混凝土中的广泛应用,已经是混凝土中除胶凝材料、砂、石和水之外的不可缺少的组分。混凝土外加剂的特点是品种多、掺量小、在改善新拌和硬化混凝土性能中起着重要的作用,正确选择和使用外加剂是现代混凝土生产制备和质量管控关键环节,也是保证混凝土结构工程质量的前提。