聚羧酸減水劑與水泥適應(yīng)性問(wèn)題，仍然是制約聚羧酸減水劑擴(kuò)大應(yīng)用的主要問(wèn)題，且影響因素眾多，無(wú)法單一控制某個(gè)量去達(dá)到平衡。大多數(shù)研究側(cè)重于混凝土的原材料影響，對(duì)于聚羧酸減水劑摻加方法及其最佳摻加時(shí)間的研究較少；其次，應(yīng)從聚羧酸減水劑自身出發(fā)，應(yīng)致力于生產(chǎn)針對(duì)不同水泥特點(diǎn)的對(duì)口產(chǎn)品，以提高其與水泥適應(yīng)性，確?；炷恋墓ぷ?、使用性能；再者助磨劑作為水泥生產(chǎn)時(shí)必須的材料，理應(yīng)考慮不同助磨劑的品質(zhì)、種類對(duì)聚羧酸減水劑適應(yīng)性的影響，但目前研究不多。

聚羧酸減水劑因其低摻量、高減水、良好的保坍能力等優(yōu)點(diǎn)，已然成為目前混凝土改性應(yīng)用中不可缺少的外加劑之一。但同樣存在與水泥適應(yīng)性問(wèn)題，具體表現(xiàn)在: 混凝土流動(dòng)性差；坍落度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；出現(xiàn)假凝、速凝；嚴(yán)重泌水及其扒底等現(xiàn)象，對(duì)混凝土力學(xué)性能、耐久性及施工性能產(chǎn)生了不利影響。

因此，本文從水泥混凝土的原材料及其減水劑的摻加方式出發(fā)，簡(jiǎn)單分析了聚羧酸減水劑在混凝土中應(yīng)用性不良問(wèn)題的影響因素，為擴(kuò)大聚羧酸減水劑的應(yīng)用提供一定的參考。

根據(jù)JC/T1083-2008《水泥與減水劑相容性試驗(yàn)方法》中水泥與減水劑相容性的定義，若加入的減水劑飽和摻量點(diǎn)明確、水泥凈漿初始流動(dòng)性較好、經(jīng)時(shí)損失小以及無(wú)明顯泌水、離析等現(xiàn)象，那么表明該減水劑與水泥的相容性良好。

（1）水泥

當(dāng)使用同種聚羧酸減水劑而不同水泥時(shí)，有可能出現(xiàn)這種聚羧酸減水劑與一種水泥相容性良好卻與另一種水泥相容性差，當(dāng)使用同種水泥而不同聚羧酸減水劑時(shí)，也有可能出現(xiàn)類似情況，從表面上看是由于水泥和聚羧酸減水劑品種不同導(dǎo)致的，其實(shí)質(zhì)卻是與其物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。此外，水泥比表面積也是影響其與聚羧酸減水劑相容性的原因，當(dāng)水泥比表面積增大時(shí)，由于水泥顆粒與水和聚羧酸減水劑分子的接觸面積增大，導(dǎo)致表面能增加，水泥水化速度加快，吸附作用增強(qiáng)，因此會(huì)導(dǎo)致水泥漿的經(jīng)時(shí)損失變大，造成相容性不良。

（2）礦物摻合料

粉煤灰、礦渣和硅灰等工業(yè)固體廢棄物作為混凝土摻合料不僅起到了綠色環(huán)保的作用，同時(shí)從技術(shù)層面也是配制高性能混凝土不可缺少的原材料。礦物摻合料與聚羧酸減水劑之間的相容性主要是由于摻合料對(duì)聚羧酸減水劑的吸附引起的，?；郀t礦渣和含球形玻璃體較多的優(yōu)質(zhì)粉煤灰對(duì)聚羧酸減水劑吸附少，故它們之間相容性良好。

含碳量是影響粉煤灰與聚羧酸減水劑相容性的主要原因，含碳量高的粉煤灰能吸附大量的聚羧酸減水劑和水分，使得其與聚羧酸減水劑相容性差。硅灰由于具有很高的比表面積，能夠吸附大量聚羧酸減水劑，其與聚羧酸減水劑相容性差。

（3）其他化學(xué)外加劑

外加劑的復(fù)配可以起到超疊加效應(yīng)，作為一條技術(shù)路線越來(lái)越多的應(yīng)用于混凝土領(lǐng)域。有時(shí)僅使用一種減水劑不能滿足施工要求，因此就需要不同減水劑進(jìn)行復(fù)配，聚羧酸減水劑與其他減水劑的適應(yīng)性因其他減水劑種類而異，聚羧酸減水劑與木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑適應(yīng)性較好，與萘系減水劑復(fù)配使用會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。另外，聚羧酸減水劑與早強(qiáng)劑、緩凝劑和膨脹劑等其他外加劑之間也存在相容性問(wèn)題，特別是外加劑中硫酸鹽含量和堿含量對(duì)相容性影響較大。

（4）砂石骨料

砂石骨料對(duì)混凝土的各項(xiàng)性能有直接影響，其中含泥量是衡量骨料質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。在聚羧酸減水劑出現(xiàn)之前，由于砂石中的泥粉在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)對(duì)混凝土性能影響相對(duì)較小，沒(méi)有引起廣泛重視。近年來(lái)隨著聚羧酸減水劑用量增加，而品質(zhì)較好的天然砂石資源逐漸緊缺，當(dāng)用含粉量較高的機(jī)制砂和含泥量較高的天然砂石配制混凝土?xí)r，表現(xiàn)出聚羧酸減水劑與其相容性不好。聚羧酸減水劑對(duì)砂石含泥量顯得尤為敏感，當(dāng)砂石中含泥量較高時(shí)，嚴(yán)重影響聚羧酸減水劑的減水分散性能、會(huì)降低混凝土的工作性能和強(qiáng)度。

（5）硫酸鹽及堿含量

混凝土中硫酸鹽主要來(lái)源于水泥熟料、摻合料、外加劑和對(duì)水泥起緩凝作用的外摻石膏等。大量研究表明硫酸鹽一方面與聚羧酸減水劑存在競(jìng)爭(zhēng)吸附，使得起分散水泥顆粒的聚羧酸減水劑減少，另一方面硫酸鹽的存在會(huì)降低聚羧酸減水劑的空間位阻作用，從而影響聚羧酸減水劑的減水分散性能。

1.國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于減水率檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的討論及試驗(yàn)驗(yàn)證

1..1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中減水率的檢測(cè)方法

       我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8076-2008《混凝土外加劑》的6.2配合比一節(jié)中,規(guī)定了減水率的檢測(cè)方法為:基準(zhǔn)混凝土配合比JGJ55進(jìn)行設(shè)計(jì);摻非引氣型外加劑的受檢混凝土和其對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)混凝土的水泥、砂?石的比例相同;配合比設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下規(guī)定。
       (1)水泥用量:摻高性能減水劑或泵送劑的基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的單位水泥用量為360kg/m3;摻其他外加劑的基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土單位水泥用量為330kg/m3。
　(2)砂率:摻高性能減水劑或泵送劑的基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的砂率均為43%~47%;摻其他外加劑的基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的砂率為36%~40%;但摻引氣減水劑或引氣劑的受檢混凝土的砂率應(yīng)比基準(zhǔn)混凝土的砂率低1%~3%。
　(3)外加劑摻量:按生產(chǎn)廠家指定摻量。
(4)用水量:摻高性能減水劑或泵送劑的基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的坍落度控制在(210±10)mm,用水量為坍落度在(210±10)mm時(shí)的最小用水量;摻其他外加劑的基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的坍落度控制在(80±10)mm。
         在國(guó)標(biāo)中還是考慮到了使用大流動(dòng)性混凝土來(lái)檢測(cè)聚羧酸高性能減水劑的減水率的,在2012年實(shí)施的JG/T377—2012《混凝土防凍泵送劑》中,減水率檢測(cè)也采用了GB8076-2008《混凝土外加劑》中的試驗(yàn)方法。但行業(yè)中對(duì)這種測(cè)試減水率的方法是有不同觀點(diǎn)的,比如:這種試驗(yàn)方法使用水泥用量為360kg/m3，而現(xiàn)在混凝土發(fā)展方向是高性能混凝土,一般情況下其膠凝材料超過(guò)400kg/m3甚至超過(guò)500kg/m3。在這種情況下,應(yīng)該采用膠凝材料用量大的混凝土配合比來(lái)檢測(cè)減水劑的性能,而采用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的膠凝材料用量無(wú)法體現(xiàn)減水劑在膠凝材料用量大的混凝土配合比中的性能優(yōu)劣'考慮到全國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展的不平衡問(wèn)題,以后修訂標(biāo)準(zhǔn)再做考慮也不失為一種辦法。
2.2 鐵路標(biāo)準(zhǔn)中聚羧酸減水劑減水率的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
聚羧酸減水劑最早是在高鐵建設(shè)中大量使用的,所以非常有必要詳細(xì)說(shuō)明鐵路標(biāo)準(zhǔn)中的減水率測(cè)定要求，在TB10424-2010《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》中,聚羧酸系高性能減水劑的性能要求如表1所示：
表1 聚羧酸系高性能減水劑的性能

　從表1中可以看出,鐵路混凝土中對(duì)高性能減水劑———聚羧酸減水劑的減水率檢測(cè)規(guī)定了最好使用(80±10)mm的坍落度,這應(yīng)該是與國(guó)標(biāo)中沖突的地方。
　03 試驗(yàn)與討論
針對(duì)以上標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)了幾組試驗(yàn),結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)提出以下幾點(diǎn)討論及建議。
(1)在TB10424中“抽檢試驗(yàn)用水泥宜為工程用水泥”這個(gè)提法非常合理,因?yàn)樗嗪突炷镣饧觿┐嬖谶m應(yīng)性問(wèn)題,而且這個(gè)問(wèn)題越來(lái)越突出,所以使用工程水泥既可以對(duì)實(shí)際應(yīng)用有指導(dǎo)意義,又可以同時(shí)考察外加劑和水泥適應(yīng)性問(wèn)題。
(2)在TB10424中的表6.2.5-2中規(guī)定,減水率的檢測(cè)方法是按GB8076規(guī)定來(lái)檢驗(yàn),那么按GB80764中規(guī)定:“摻高性能減水劑或泵送劑的基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的坍落度控制在(210±10)mm,用水量為坍落度在(210±10)mm時(shí)的最小用水量”,而這時(shí)就不應(yīng)該是“混凝土坍落度宜為(80±10)mm”了。
(3)關(guān)于減水劑減水率的檢測(cè)方法,基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的坍落度選擇越大越有利于高性能減水劑發(fā)揮其減水效果,其試驗(yàn)結(jié)果如表2和圖1所示。
表2 不同稠度的混凝土的減水效果

                                     　　圖1 用水量變化比較

　由表2和圖1可以看出,高性能減水劑的作用在大流動(dòng)性混凝土中表現(xiàn)尤為明顯,在塑性混凝土中較差,在干硬性混凝土中減水效果最差;摻外加劑的混凝土中即使增加少量的用水量就可以大幅提高混凝土坍落度,而不摻外加劑的混凝土沒(méi)有這種現(xiàn)象。
　(4)現(xiàn)在在全國(guó)范圍內(nèi)泵送混凝土也是普遍使用的,目前泵送混凝土已經(jīng)普遍使用坍落度為(180±30)mm(混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況一般比較偏向大坍落度,基本都在200mm以上)?；炷辽a(chǎn)主要是大流動(dòng)性混凝土,因此選擇“基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的坍落度控制在(210±10)mm”這一標(biāo)準(zhǔn)明顯更為貼近工程實(shí)際?？疾鞙p水劑的減水效果,應(yīng)該更重視減水劑在大流動(dòng)性混凝土中的表現(xiàn)。

(5)按“基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的坍落度控制在(80±11)mm”來(lái)試驗(yàn),得出的減水率較低,而這樣的減水劑使用在大流動(dòng)性混凝土中通常表現(xiàn)出極高的減水率,會(huì)造成混凝土離析?泌水,用水量十分敏感,不易控制(用水量稍有波動(dòng)就會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)度過(guò)小或者離析)等問(wèn)題。這種情況下即使通過(guò)減少混凝土用水量也難以調(diào)整,用水量減少到一定程度會(huì)出現(xiàn)坍落度很大但混凝土流動(dòng)速率很慢,混凝土發(fā)粘?“抓底”的現(xiàn)象,造成泵送和澆筑困難,并且混凝土成型后出現(xiàn)“蜂窩?麻面”等質(zhì)量問(wèn)題。
(6)在鐵路混凝土中由于這樣的減水劑不適合工地現(xiàn)場(chǎng)使用,就出現(xiàn)了送檢樣和實(shí)際使用產(chǎn)品不符的情況,這樣反而是實(shí)際使用的外加劑處在不受控狀態(tài)。

　(7)在試驗(yàn)操作中摻有高性能減水劑的混凝土在小坍落度范圍不易控制,坍落度控制在(80±10)mm是非常困難的,一般需要多次的試驗(yàn)嘗試,給試驗(yàn)的可操作性帶來(lái)困難,也使試驗(yàn)數(shù)據(jù)的再現(xiàn)性降低。
(8)鐵路混凝土用聚羧酸減水劑要通過(guò)TB10424的檢驗(yàn),就要使用高濃度的聚羧酸減水劑,由于減水劑為高分子表面活性劑,引氣一般較多,這時(shí)含氣量就很容易超標(biāo)(含氣量),需要使用大劑量的消泡劑進(jìn)行消泡處理。符合鐵路混凝土標(biāo)準(zhǔn)的減水劑在實(shí)際工程中應(yīng)用效果較差,與工程中使用的大流動(dòng)性泵送混凝土的適應(yīng)性問(wèn)題突出。
(9)GB80764中規(guī)定了不同類型減水劑的減水率測(cè)定時(shí)的水泥用量:摻高性能減水劑或泵送劑的基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的單位水泥用量為360kg/m3;摻其他外加劑的基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土單位水泥用量為330kg/m3。為了驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)的局限性,設(shè)計(jì)了不同水泥用量下的減水率測(cè)定試驗(yàn)(水泥用量分別為（360kg/m3,460kg/m3,560kg/m3）其試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

　　表3 聚羧酸減水劑在不同水泥用量下的減水率

　　由表3可以看出,聚羧酸減水劑在不同水泥用量下測(cè)定的減水率是有很大區(qū)別的,同一聚羧酸減水劑在不同水泥用量的配合比下測(cè)試其減水率,其減水效果差異很大,減水率最大差值為12%。

這些問(wèn)題都要請(qǐng)專業(yè)的廠家現(xiàn)場(chǎng)配比才可以。

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