聚羧酸减水剂在商品混凝土应用中的常见问题及控制要点

2017-07-20

四川水泥 2017年6期

关键词：搅拌站泵送羧酸

（中铁二十一集团第二工程有限公司 730000）

李伟

（中铁二十一集团第二工程有限公司 730000）

本文就聚羧酸系减水剂在商品混凝土行业应用时的常见问题进行了总结，对出现的问题进行了分析，并对相应问题的控制要点进行了明确。

聚羧酸减水剂；常见问题；控制点

一、引言

随着建筑行业的发展，作为建筑材料的商品混凝土也必然经历产品的更新，以满足目前高强、高性能、耐久性及高层泵送的技术要求。

就目前而言，作为商品混凝土原材料的水泥、砂、石、粉煤灰等，其质量经过了多年的使用，并没有质的改变，但减水剂却经历了多次的产品换代，那么提高混凝土产品质量最好的方法就是使用性能更好的减水剂，而作为第三代高性能减水剂的聚羧酸系减水剂自然成为了各商品混凝土搅拌站的首选。

二、聚羧酸减水剂的特点

就商品混凝土而言，聚羧酸系减水剂与萘系减水剂相比，具有以下特点：1、在较低掺量时就能达到理想的减水率；2、强度增长效果大；3、具有较好的流动性及保坍性，对混凝土的凝结时间影响较小，可满足远距离、超高层建筑的混凝土泵送要求；4、对水泥的适应性好；5、混凝土体积稳定性好，对现浇板面的裂缝情况有很好的控制作用[1]。

目前国内高铁动车等线路的混凝土施工均使用聚羧酸系减水剂，并取得了很好的效果，但商品混凝土搅拌站与这些专用拌合站在原材料采购、管理运行等方面存在较大差异，导致商品混凝土搅拌站在使用聚羧酸减水剂时，会出现各种各样的问题，本文就聚羧酸减水剂在商品混凝土搅拌站使用过程中出现的问题进行探讨。

三、聚羧酸减水剂在商品混凝土应用中的常见问题及控制要点

（一）坍落度损失大

1.1 初始坍落度、扩展度小

聚羧酸减水剂主要应用于大坍落度、大流动度混凝土的生产，但商品混凝土使用过程中，因浇筑部位的不同，坍落度要求范围覆盖160mm到220mm，在实际生产供应过程中，会出现坍落度损失不稳定的情况。针对上述问题，通过使用相同原材料，对砂率进行调整，改变初始坍落度进行试验，结果如下：

初始坍落度初始扩展度 1小时后坍落度 1小时后扩展度200 530-520 / / 220 560-550 170 430-440 220 580-600 180 420-450 230 620-610 200 580-550

从数据中可明显看出坍落度经时损失的不同，说明聚羧酸减水剂在坍落度小于200mm，扩展度低于550mm时，坍落度损失十分严重。

1.2 控制要点：1）在混凝土正常生产施工过程中因尽量保证坍落度大于200mm、扩展度大于550mm，以保证混凝土抵达现场后的工作性；2）在生产坍落度小于200mm，扩展度低于550mm的混凝土时，应车携带适量同种类减水剂备用；

2.1 现场车辆在等待时熄火

在实际施工时，多次遇到连续发出的混凝土坍落度经时损失不一致的情况，通过对出现这一问题车次进行统计，发现此类问题多发生在外部租赁车辆上，通过对现场情况的进一步了解，出现此类问题的车辆均存在等待卸料时熄火的情况。最终得出结论，使用聚羧酸减水剂拌制的混凝土，罐车若在等待时熄火，会造成坍落度损失的进一步增大。

2.2 控制要点：车辆在等待卸料过程中严禁熄火。

（二）工作性波动大

1.1 稳定现差

对水泥适应性好做为聚羧酸减水剂的一大优势，其对水泥的适应性较其他减水剂更好，但由于我国的水泥品种多，掺合料复杂，易出现稳定性差的情况[2]。

本文所指的混凝土稳定性差主要表现为混凝土出机后状态良好，但静置一段时间后出现泌水的情况，或出机后状态良好，且静置状态良好，但进入混凝土运输车继续搅拌后出现严重泌水、甚至离析的情况。此类问题的出现使得混凝土质量控制难度增大，混凝土工作性指标无法预测。通过对出现此类问题的混凝土原材料的检测汇总，对混凝土质量的跟踪观察，除去水泥适应性差造成的稳定性不好的情况外，主要是由于以下两方面原因：

1）搅拌不够充分。在铁路专用混凝土拌合站，混凝土搅拌时间有严格的要求，即使工作任务量大，也必须保证混凝土搅拌时间不宜小于2min[3]，在国标《混凝土外加剂应用技术规范》（GB 50119-2013）中也对使用聚羧酸系高性能减水剂拌制混凝土时的搅拌时间进行了规定。而商品混凝土搅拌站在任务量增大时，为保证混凝土的连续供应，多会选择牺牲搅拌时间的方式。

2）粗骨料级配差。商品混凝土搅拌站一般采用5-31.5mm粗骨料，在粗骨料级配不好，最大粒级比例增大时，也易造成混凝土稳定性变差。

1.2 控制要点：1）在混凝土生产过程中因严格控制搅拌时间；2）保证粗骨料级配、控制最大粒级，或放弃连续级配，采用双级配进行复配。

2.1 经泵送后，混凝土出现分层、离析或流动性变差

随着主体层数的升高、泵送管道的延长，需要更大的流动度，但在生产施工过程中，往往会出现泵送前混凝土和易性良好，但泵送至作业区域后出现分层、离析或流动性变差的情况，主要表现为结构内砂浆、净浆上浮，粗骨料下沉，严重时甚至出现浆体流失。造成这一问题的主要原因是由于使用聚羧酸减水剂拌制的混凝土在流动性较大时，其浆体黏度急剧下降，无法在较高压力作用下保持原有状态。

2.2 控制要点：在较高楼层或泵送管道距离较长情况下施工时，应适当提高混凝土砂率，并控制粗骨料最大粒径。

3.1 配制出的混凝土黏度大

在混凝土连续生产过程中，突然出现混凝土黏度增大，流动性变差的情况，通过对这类情况的总结，主要集中在水胶比小于0.4的预拌混凝土中，在出现这类问题时，粗、细骨料未发生较大变化，减水剂未同一批次，水泥为同一厂家，同一批次，最可能的问题集中在外掺料粉煤灰上。由于目前商品混凝土需求量的不断增加，粉煤灰的用量也随之增长，导致粉煤灰供应紧张，一些供应商在粉煤灰供应时，在Ⅱ级粉煤灰中掺加Ⅲ级粉煤灰，而商混企业在取样时稍有疏忽就会导致此类粉煤灰用于生产。

在试验室条件下，使用相同配合比，不同等级的粉煤灰进行试配，结果一目了然。

初始坍落度坍落度扩展度Ⅰ级 230 650-630Ⅱ级 200 560-550Ⅱ级以上 180 510-480

通过上表可明显看出，随着粉煤灰等级的降低，坍落度、扩展度严重下降。

3.2 控制要点：在拌制水胶比小于0.4的混凝土时，要严格控制粉煤灰质量，同时适当增加减水剂掺量。

（三）硬化混凝土表面问题

1.1 现浇板面出现裂缝

聚羧酸减水剂的一大优点是使用其拌制的混凝土，体积稳定性好，能较好控制现浇混凝土板面裂缝，但在实际使用过程中，仍存在板面裂缝的情况。通过一段时间的跟踪观察，在相同工地、相同施工条件、相同施工技术下浇筑的混凝土板面，在混凝土和易性良好的情况下，即使混凝土入模时的坍落度稍大，在板面硬化后也不会出现裂缝，所以并不是因为硬化后表面浆体厚度大造成的裂缝。

通过对某工地2-10层楼板施工的连续跟踪，结合板面裂缝时的视频、影像资料，原材料检测记录进行分析发现，当混凝土中粗骨料粒径整体偏大或细骨料含石量增大而导致骨料级配不好时，极易造成板面出现裂缝的情况，究其原因主要是由于骨料级配不良时，较易出现泌水、离析等情况。

1.2 控制要点：聚羧酸减水剂对骨料级配十分敏感，因尽量控制骨料级配，在条件允许的情况下，粗骨料尽量使用双级配。

2.1 竖向构件易出现蜂窝麻面

在使用聚羧酸减水剂进行混凝土竖向构件，尤其是高度较大的竖向构件浇筑施工时，偶有出现模板拆除后，竖向构件个别部位表面光洁度不够，出现蜂窝麻面的情况。初期施工方及商品混凝土搅拌站均考虑是由于部分模板未清理干净，但通过改善模板质量进行浇筑时，仍存在该现象。

通过查看相关技术资料，结合施工实际，发现此类问题多发生于混凝土工交接作业时，主要是由于该处混凝土未及时振捣，或振捣程度较差。

2.2 控制要点：因聚羧酸减水剂具有一定的引气量，所以使用聚羧酸拌制的混凝土在入模后因及时、充分振捣，避免出现蜂窝麻面。