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聚羧酸系高性能减水剂发展现状与技术难题【3】

发布时间:2012-08-11 13:19:54

3   安全高效应用聚羧酸系减水剂必须注意的问题

  充分了解聚羧酸系减水剂性能特点,可以帮助我们有的放失地应用聚羧酸系减水剂。总的来说,我国聚羧酸系减水剂的研发、生产和应用尚处在初级阶段,今后必须在以下方面开展工作。

  3.1  提高技术水平,稳定产品质量,加强技术储备

  由于聚羧酸系减水剂生产企业本身的技术力量有限,对于所生产聚羧酸系减水剂技术的深层次理解不够,很难适应原材料、工艺的各种变动,产品质量的稳定也就无从谈起。建议聚羧酸系减水剂生产企业积极与高校及科研院所联合,充分了解聚羧酸系减水剂产品性能的各种影响因素,适时调整合成工艺参数,以稳定产品质量,并通过联合或自主研发,创新产品,适应市场需求。

  3.2 结合工程加强试配

  由于原材料的变化,项目招标时的试验结果并不能代表项目实施时的情况。《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003中“2.1.4”明确规定:掺外加剂混凝土所用原材料如水泥、砂、石、掺合料、外加剂均应符合国家现行的有关标准的规定;试配掺外加剂的混凝土时,应采用工程使用的原材料,检测项目应根据设计及施工要求确定,检测条件与施工条件相同,当工程所用原材料或混凝土性能要求发生变化时,应再进行试配试验。

  铁道部针对高性能混凝土配制所使用的减水剂提出了13项检验项目,规定的指标相当严格,大多数人认为只有聚羧酸系减水剂送检才能通过。且对生产和供应外加剂的企业的科研能力、生产水平、检验手段、生产控制和参与重大工程项目的经验等都有严格的考核。但笔者从研究者的角度出发,认为,即使通过这些检验指标和各项考核的产品,未必就一定能适合某项工程的实际需求。产品检验只是一块敲门砖,只是一个证书而已,最重要的还在于结合工程所用原材料的特性,在经济性允许的情况下能配制出工作性、力学性能和耐久性均满足有关要求的高性能混凝土。

  3.3  严禁其它品种外加剂的混入

  严禁其它减水剂或其它品种外加剂的混入,有两层含义。一是聚羧酸系减水剂的复配(如与木质素磺酸盐、引气、消泡、缓凝等组分)只能由外加剂生产厂或供应商进行,减水剂使用者也就是混凝土制备者只需对其相关性能检测验收,不得在其中复配任何其它组分,也不得将其它组分混入其中。不加清洗而使用泵送和计量其它外加剂的泵和计量设备,都是绝对禁止的。另一层含义是,混凝土搅拌设备、运输车辆、泵送设备最好固定用于掺聚羧酸系减水剂的混凝土,当共用搅拌设备、运输车辆和泵送设备时,必须彻底清洗这些设备后,才能用作掺其它品种外加剂的混凝土,反之亦然。
  
   3.4 严格计量减水剂和拌合水

  制备掺加聚羧酸系减水剂的混凝土拌合物时,应严格按照试验室确定的最佳减水剂用量和用水量计量,切忌随意增加减水剂用量或用水量,以免所拌制混凝土出现离析、泌水、板结、含气量增加等不良现象,影响混凝土正常的泵送施工和浇注质量。
对于原材料砂、石集料中所含的水分,必须准确测量,并从总用水量中扣除,杜绝因对砂、石集料中所含水分检测不准而导致不良后果。

  3.5 保证最低的胶凝材料用量

  由于聚羧酸系减水剂塑化效果好,在配制较低强度等级混凝土时,混凝土的水泥用量不高,这种混凝土最易出现表面质量问题。如若采用聚羧酸系减水剂配制C40以下混凝土,水泥用量一般不会超过380kg/m3就可达到强度要求。工程中采用这种混凝土浇注后,往往结构表观质量较差。常见的问题有蜂窝、麻面、流沙等。为充分发挥聚羧酸系减水剂优势,在这类混凝土中用较大量的粉煤灰、矿渣粉替代部分水泥,不仅保证了混凝土的最低胶凝材料用量(一般大流动度混凝土最低胶凝材料用量以400kg/m3为宜),所配制的混凝土更经济,绿色化程度更高。

  3.6  正确面对聚羧酸系减水剂与水泥/掺合料的适应性问题

  外加剂与水泥/掺合料的适应性问题由来已久。多年来,针对萘系高效减水剂及其复配产品开展的适应性研究工作取得了很好的效果。通过研究者的努力宣传,混凝土制备者、外加剂生产者、水泥和掺合料生产者、混凝土施工者和监理在这个问题上达到了共识,改变了那种过去一贯由外加剂生产、供应者承担一切责任的局面。认识到外加剂与水泥/掺合料的不相适应性是多影响因素造成的,并对其影响规律开展了深入研究。针对外加剂与水泥/掺合料具体的不适应现象,探索针对性的有效解决措施。

  然而,对于聚羧酸系减水剂来说,尽管同样发现其与水泥/掺合料之间存在不相适应性问题,但是针对性的研究工作开展得非常少,这一点非常希望引起足够重视。

  3.7  二次添加聚羧酸系减水剂应听从专家指导并经严格试验

  根据《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003,当掺加泵送剂的混凝土运送至浇注现场时,混凝土坍落度损失过大,以至于不适于泵送施工时,可以采用二次添加泵送剂的方法,将一定量泵送剂掺入混凝土运输搅拌车中快速运转,至搅拌均匀,测定坍落度符合要求后进行泵送和浇注。

  原则上,掺加聚羧酸系减水剂的混凝土,也可采取上述方法。但是由于混凝土拌合物性能对聚羧酸系减水剂的掺量相当敏感,一旦过量很易造成离析、泌水,甚至分层。实际施工时,关于聚羧酸系减水剂二次添加与否、二次添加的数量等,应遵照专家意见,并进行严格试验,充分验证其可行性后方可进行。
  
  3.8  严格控制振捣半径和振捣时间

  由于掺加聚羧酸系减水剂制备的混凝土坍落度一般较大,再加上拌合物粘度较低,所以混凝土拌合物浇注后的振捣半径和振捣时间应通过实验确定,或应听从专家指导。振捣半径过小,或振捣时间过长,都很易造成混凝土含气量严重下降、集料相与浆体相严重分层等结构缺陷。
3.9  加强初期养护,严防开裂

  任何场合下,对于任何混凝土拌合物来说,浇注后的初期和后期养护均十分重要。
聚羧酸系减水剂对混凝土干缩性能影响较小,或者说掺加聚羧酸系减水剂不过分增加混凝土的干缩,决不代表掺加聚羧酸系减水剂的混凝土可以放松甚至取消养护。
与掺加其它外加剂的混凝土一样,掺加聚羧酸系减水剂的混凝土浇注振捣密实后的表面二次抹压、薄膜覆盖或喷雾等,对防止其塑性收缩裂缝非常有效。而连续的7d或14d的保湿养护则不仅是混凝土强度正常增长的需要,也是防止其干燥收缩裂缝的保障。
为增强掺加聚羧酸系混凝土的抗开裂性,同时掺加一定量的纤维同样十分必要,且这种混凝土仍然需要良好的湿养护,才能确保结构物不开裂。

  3.10施工、管理单位应与混凝土制备者和外加剂供应者密切合作

  工程中难免会碰到各种技术难题、面临技术争论甚至因工程事故引发的矛盾纠纷。相信参与工程的各方其最终目的是为了工程的顺利进行和保证工程质量。聚羧酸系减水剂生产和应用于实际工程的历史很短,积累的工程经验相当有限,容易出现应用方面的难题甚至会导致工程事故。此时,施工单位或管理单位会同混凝土制备者、聚羧酸系减水剂生产供应者以及水泥/掺合料生产供应者,从技术角度密切协作、深入分析,以提出有效的解决措施,显得尤为重要。

  3.11 加强聚羧酸系减水剂理论和应用技术的研究及相关人员的培训工作

  基于以上的讨论和建议,笔者认为,为了更快、更好地推广聚羧酸系减水剂的应用,使各项工程都能安全、高效地应用聚羧酸系减水剂,加快新世纪混凝土工程的技术进步,加强聚羧酸系减水剂的理论与应用技术的研究非常重要。而另一方面,决不能忽视对聚羧酸系减水剂生产、服务和应用人员开展全面的技术培训工作。