刘 彬

(中铁十四局集团第五工程有限公司， 山东 兖州 272117)

0 引言

由于目前减水剂种类较多，市场相对混乱，没有统一的定价规则，市场上购买的减水剂性能不稳定，给混凝土质量带来巨大的隐患。为解决此类问题，我们尝试进行在现场复配减水剂，即直接购买减水剂母液以及其他掺和料，在施工现场进行配制减水剂，与现场的水泥进行相容性比对，这样既能保证减水剂的质量，又能降低减水剂的投入成本。

下面以国道 308项目外加剂现场复配为例，介绍减水剂现场复配工艺及成本情况。

1 工程概况

国道 308冀鲁界至南宫段改建工程第 2标段，起讫桩号为：K489+600-K496+600，路线长度 7.0Km；清河支线起讫桩号分别为ZK0+000-ZK2+075.777，路线长度2.076Km,均为新建。整个标段全长9.076公里。主要内容为：路基、路面，桥涵、互通区、防护、交通沿线设施、绿化及其他工程的全部工作。其中混凝土方量共计约 4万 m3，含 C25、C30、C35、C40、C50五个标号，预计使用减水剂约160吨。

2 场地建设

减水剂复配需要场地建设约 150平米，选址需方便减水剂生产，并使生产的减水剂达到最大利用率，厂房内设原材料存放区、减水剂复配区。在复配区安置称重仪器，称重仪器上安装减水剂复配灌，根据对减水剂平均使用率，选择满足使用减水剂储存罐。

3 减水剂的复配加工

3.1 原材料

混凝土常规使用的化学外加剂主要由有机质表面活性剂组成的减水剂，以及减水剂为主要组分复合了少量保坍落、缓凝、引气、早强、增稠等功能组成的复合型减水剂。用于复配加工聚羧酸高性能减水剂的材料主要有4种: （1）减水剂（母液）；（2）保坍剂（母液）；（3）缓凝剂；（4）引气剂。其它可根据施工要求改善减水剂性能的小料、早强剂、增稠剂等。各种原材料及功能见表1。

表1 各种原材料及功能

3.2 减水剂配方的确定

减水剂配方的确定过程与混凝土配合比的试拌同步进行，该项工作是整个减水剂复配生产的关键环节。在完成所有原材料（水泥、粉煤灰、矿粉、砂、碎石、水）的各项试验指标的基础上，首先要做减水剂与水泥的匹配性试验，主要通过初始水泥净浆流动度试验以及1h水泥净浆流动度试验确定。再综合考虑粉煤灰的细度、烧失量，砂的含泥量和粒径级配等因素的影响，通过初始砂浆流动度试验和1h砂浆流动度试验确定。

经过对减水剂配方的不断调整，确定出一个基本配方，然后进行混凝土配合比室内试拌工作。在混凝土试拌完成后，注意观察混凝土的和易性。（1）看新拌混凝土的保水性如何？是否泌水；（2）粘聚性如何？是否离析、松散、漏石；（3）流动性如何？是否有较好的流动性能。并做坍落度试验，确定初始坍落度、0.5h以及1h的坍落度试验，确定混凝土坍落度损失情况。直至混凝土各项性能符合规范与施工要求，取样制作3-4组混凝土试件。观察混凝土凝结时间，并完成混凝土试件7d和28d的抗压强度试验，使之满足设计强度要求。由此确定减水剂的最终配方。

本项目混凝土工程原材料基本情况：（1）水泥：P.O42.5 河北邯郸太行山水泥厂 水泥碱含量低（小于0.6%），富余强度较高，28d胶砂抗压强度50-53Mpa；（2）粉煤灰：山东聊城电厂二级粉煤灰，烧失量低、细度偏粗；（3）砂：河北石家庄灵寿 砂含泥量低（1.5%-2.0%），细度模数 2.9-3.1，偏粗；（4）碎石：河北邢台马鞍山碎石厂 分5-10mm和10-20mm两级配，粒形较好，针片状较少，含泥量低；（5）水：邢台市清河县地下水 碱含量偏高。通过10天（采用7d抗压强度结构作为参考数据）的配合比试验工作，最终确定减水剂复配配方（Kg/T）为： 减水剂：保坍剂：缓凝剂：引气剂：水=370：80：5：0.25：545。

3.3 减水剂的生产加工

减水剂复配加工主要包括两个过程：（1）原材料上料计重称量。（2）混合料循环拌匀。材料上料计重称量主要依靠齿轮泵和地磅系统完成。混合料循环搅拌主要依靠循环泵完成。

图2 总控制箱

图2中总控制箱位置有3个分控制开关，一个控制齿轮泵运行，一个控制循环泵运行，一个控制抽水泵运行。根据确定好的减水剂配方和准备配制的减水剂吨数，分别计算出每种原材料的用量。注意将地磅显示数字清零，首先打开抽水泵开关抽水，直至地磅显示数据接近计算所得数据关闭抽水泵。然后打开循环阀门并打开循环泵开关，将齿轮泵输送管道的一端置于母液（主要是减水剂母液和保坍剂母液）存放桶中，另一端管道出水口固定于循环漏斗加料口，并将地磅清零，打开齿轮泵开关，直至抽取计算所得数量母液关闭齿轮泵，将地磅清零。按照上述方法再加入另一种液体原材料（无先后顺序）。固态原材料用量较少，可使用100Kg电子天平按计算数量称好通过加料漏斗口逐一慢慢倒入。将所有原材料全部加入后运行循环泵10-20min，即可关闭开关。使用时打开出料阀门，开启循环泵开关，将减水剂压入拌合站减水剂存储罐即可。

3.4 减水剂配方的调整

施工现场混凝土原材料在不断变化，特别是不同批次的水泥和砂的变化对混凝土的和易性和坍落度损失影响特别大。一般通过调整减水剂的掺量即可解决小幅度的材料变化引起的混凝土不稳定情况，但当原材料变化较大时则需根据混凝土原材料性质重新确定减水剂生产配方。气温对混凝土工程施工来说也是一个重要影响因数。夏季温度高，混凝土水份散失快，凝结快，坍落度损失也大。运输到现场的混凝土往往开始时流动性好，用不了多久混凝土就变稠变干不好施工，这时就需要根据试验调整减水剂配方中的缓凝成份用量。同理，秋冬季气温较低，往往需要减少缓凝成份的用量。总之，减水剂配方不是固定不变的，需要根据现场混凝土状态加以调整。其目的就是使混凝土有较好的状态，便于施工，并保证混凝土有较好的的耐久性。从目前的施工情况来看，现场复配减水剂在保证混凝土施工质量方面的效果是良好的。见图 3混凝土质量外观图。其它指标如回弹强度值、同条件养护试件以及标准养护试件7d和28d抗压强度值均比较理想。

图3 混凝土质量外观图

4 经济效益分析

目前市场上聚羧酸减水剂的售价约为3400-4000元/吨，以本项目为例，试点前外购减水剂到货单价3520元/吨，相比之下，复配减水剂的成本则降低了很多。减水剂加工场地建设、设备购进安装一次性投入费用约 20000元，聚羧酸减水剂母液到货单价5140元/吨，保坍剂（母液）到货单价5355元/吨，缓凝剂葡萄糖酸钠到货价5000元/吨，引气剂二烷基硫酸钠到货价26000元/吨，根据减水剂配方计算每吨减水剂材料费用为2362元，再加上水电费总成本也就2400元。加工工艺较简单，通常由试验室2人1小时即可生产加工6吨成品减水剂，故不计人工费用。与外购减水剂相比，每吨减水剂成本降低约3520-2400=1120元。故只要减水剂总用量超过20000/1120=17.9吨，复配减水剂用起来就更为经济合算。

5 结束语

本项目混凝土标号较多，除水下C30外，其它C30（含C30）以上混凝土均为高性能混凝土。在局限于本地固有材料的情况下，减水剂的选择是保证混凝土质量的关键环节。与外购减水剂相比，复配减水剂具有相当大的优势：

（1）质量稳定。减水剂母液和添加小料均为自购，各种材料用量根据现场情况调整，不存在偷工减料。更易于混凝土的质量控制，可以根据现场原材料变化、气候条件变化及时调整减水剂配方以满足施工要求。

（2）大大降低了混凝土生产成本，经济效益好，特别是大方量的混凝土施工。减水剂的掺量按照胶凝材料的1%设计，不存在低价购进高价产出的情况（设计按照胶凝材料的1.0%进行，实际生产过程可能达到1.2%，甚至更高，变相提高减水剂单价）。

（3）生产加工方便、使用便捷。外购减水剂进货存在供货不及时风险。

总之，复配减水剂在工艺上是成熟可靠的，经济上也更为合理。在国道 308项目上应用非常成功，是今后降低混凝土生产成本、确保混凝土施工质量的重要手段。

［1］《预拌混凝土企业如何选择正确外加剂》豆丁网.