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止于至善

有混凝土的地方,就会有我

 
 
 

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关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学校外硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员,中国土木工程学会混凝土耐久性专业委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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聚羧酸系减水剂七大应用误区  

2016-12-05 06:34:23|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1、减水率忽高忽低,工程中不易控制

聚羧酸系减水剂的宣传材料中往往对其超强的减水效果进行了特意的宣传,比如减水率达35%甚至40%等。有时实验室检测时减水率也确实很高,但到了工程现场,却经常让人大跌眼镜,有时减水率只有不到20%。其实,减水率是一个十分严格的定义,仅是指按照《混凝土外加剂》GB8076标准,采用基准水泥、一定的配合比,一定的搅拌工艺、控制混凝土坍落度为(80+10)mm时测得的数据。但人们总是在很多不同场合借用这个词语来表征产品的减水效果,以致于经常产生误会。聚羧酸系减水剂被证实在较低掺量情况下就具有较好的减水效果,其减水率比其它品种减水剂大得多,但必须注意的是,与其它减水剂相比,聚羧酸系减水剂的减水效果受试验条件的影响更大。首先,聚羧酸系减水剂的减水效果与混凝土中水泥品种及用量的影响很大。曾经采用相同的掺量对同一种减水剂进行试验,当基准混凝土水泥用量分别为330kg/m3、350kg/m3、380kg/m3和420kg/m3时,测得的“减水率”分别为18%、22%、28%和35%。而采用不同品种水泥进行检验时,减水率甚至可以达到10%的差异。其次,当砂子的含泥量较高时,聚羧酸系减水剂的减水率会明显降低。使用萘系减水剂往往用增加一些掺量来解决。聚羧酸系减水剂在增加掺量时变化不明显,很多的情况是流动度还没有达到要求,混凝土已经开始泌水了。此时再用调砂率或是增加含气量,或是加增稠剂效果都不会很好,最好的办法还是降低含泥量。另外,聚羧酸系减水剂和其它减水剂一样,“减水率”还取决于搅拌工艺,如果采用手工拌合,测得的“减水率”往往比机械搅拌低2-4个百分点。如果混凝土中掺加掺合料,减水率当然也取决于掺合料的品种和掺量。对于大掺量合料混凝土,聚羧酸系减水剂的减水效果更加优于萘系减水剂。


2、减水剂掺量越大,减水效果越好

为了配置高强混凝土,降低水灰比,工程技术人员经常要不断加大聚羧酸减水剂的掺量,以期获得良好的使用效果。然而聚羧酸系减水剂的减水效果对其掺量的依赖性很大,一般情况下随着减水剂掺量增加,减水率增大。但到了一定掺量后甚至出现随掺量增加,减水效果反而“降低”的现象。这并不是说掺量增加其减水作用反而下降了,而是因为此时混凝土出现严重的泌水现象,混凝土拌合料板结,流动性难以用坍落度法反映。为保证聚羧酸系减水剂产品的检测结果全部达标,送检时指定的产品掺量就不能过高。所以说,产品质量检测报告上反映的只是一些基本的数据,而产品的应用效果要以工程实际的实验结果为准。


3、聚羧酸减水剂配制的混凝土泌水严重

反映混凝土拌合物性能的指标通常有流动性、粘聚性和保水性。使用聚羧酸系减水剂配制的混凝土并不总是完全满足使用要求,经常会出现这样那样的问题。所以目前在实际试验时我们通常还用严重露石起堆、严重泌水离析起堆扒底等术语来形象地描述混凝土拌合物性能。采用大多数聚羧酸系减水剂制备的混土拌合物,其性状对用水量十分敏感。有时用水量只增加(1-3)kg/m3,混凝土拌合物便严重泌水,采用这种拌合物无法保证浇注的均匀性,而易导致结构物表面出现麻面、起砂、孔洞等难以接受的缺陷,结构体强度和耐久性也下降。商品混凝土搅拌站由于对集料含水率检测控制不严,很容易在生产中造成加水量过多而导致混凝土拌合物泌水、离析。


4、大流动性混凝土容易分层离析

大部分情况下,采用聚羧酸系减水剂配制的大流动性混凝土,即使减水剂掺量、用水量控制都是最佳的,混凝土拌合物也不泌水,但却非常容易出现分层、离析现象,具体的表现是粗集料下沉,砂浆或净浆上浮。采用这种混凝土拌合物进行浇注,即使不振动,分层、离析也明显存在。究其原因,主要是掺加这种聚羧酸系减水剂的混凝土在流动性较大时,浆体的粘度急剧减小所致。适当复配增稠组分只能在一定程度上解决此问题,而且复配增稠组分往往导致减水效果严重降低的反作用。


5、与其它品种减水剂配合使用,无叠加的效果

过去制备混凝土时,可随意更换泵送剂品种,也不会出现混凝土拌合物性状与实验室结果相差很悬殊的现象,更不会出现混凝土拌合物性状的突变。但自从搅拌站开始根据用户需要制备掺聚羧酸系减水剂的混凝土后,就经常出现一些令人十分费解的问题:设备中的混凝土拌合物性能严重偏离预先的实验结果,有时加水量已经很大,混凝土仍然很干涩,有时混凝土拌合物的坍落度损失比掺加普通泵送剂的还快,有时混凝土拌合物根本无法卸料,而取样测得的混凝土试件强度则更是低得无法令人相信!我们都知道,传统的减水剂,如木质素磺酸盐减水剂、萘系高效减水剂、密胺系高效减水剂、脂肪族系高效减水剂以及氨基磺酸盐高效减水剂,可以任何比例复合掺加,以满足不同工程的特殊配制要求,或获得更好的经济性。这些减水剂复配使用都能得到叠加的(大多数情况下优于单掺)使用效果,且这些减水剂的溶液都可以互溶(除了木质素磺酸盐减水剂与萘系减水剂互溶产生部分沉淀但并不影响使用效果外)。但聚羧酸系减水剂与其它品种减水剂复合使用,却不易得到叠加的效果,且聚羧酸系减水剂溶液与其它品种减水剂溶液的互溶性本身就很差。


6、加入常用改性组分后没有改性效果

目前对聚羧酸系减水剂科研方面的投入较少,大部分情况下,科研工作的目标只在于进一步提高其塑化减水效果方面,很难做到按照不同工程需要,通过分子结构设计合成出具有不同缓凝促凝效果、不引气或不同引气性、不同粘度的聚羧酸系减水剂系列产品。工程中水泥、掺合料、集料的多样性和不稳定性,外加剂生产供应者如何根据工程需要对聚羧酸系减水剂产品进行复配改性非常重要。目前减水剂的复配改性技术措施,基本上都建立在对木质素磺酸盐系、萘系高效减水剂等传统减水剂改性措施的基础上的。试验证明,过去的改性技术措施不一定适合于聚羧酸系减水剂。如对萘系减水剂进行改性的缓凝成分中,柠檬酸钠就不适合聚羧酸系减水剂,它不仅起不到缓凝作用,反而有可能促凝,且柠檬酸钠溶液和聚羧酸系减水剂的互溶性也很差。再者,许多品种的消泡剂、引气剂和增稠剂也不适合于聚羧酸系减水剂。通过上面的试验及分析,我们不难看出,因为聚羧酸系减水剂分子结构的特殊性,就现阶段的科研深度和工程应用经验的积累来说,通过其它化学组分对聚羧酸系减水剂进行改性的手段不多,而且由于过去针对其它品种减水剂改性所建立起的理论和标准规范,对于聚羧酸系减水剂来说,可能需要更深层次的探索研究进行修正和补充。


7、产品的性能稳定性太差

混凝土减水剂合成企业真正算得上精细化工企业的不多,很多企业仅仅停留在混料机加包装机的初级生产阶段,产品质量受限于母料的质量优劣。就生产控制来说,原材料来源和品质的不稳定一直是困扰聚羧酸系减水剂性能的一大因素。众所周知,萘系高效减水剂的原材料之一工业萘的几度供求矛盾紧张导致萘系高效减水剂产品价格和产品质量出现波动,对预拌混凝土企业的生产控制及混凝土工程质量的影响不小,但萘系高效减水剂的质量波动大多还仅表现在塑化效果和增强效果方面。聚羧酸系减水剂产品从一开始的主要原材料从德国、韩国进口,到现在的全部采用国产原材料,其产品性能和质量已经出现很大波动,这不仅表现在塑化效果方面,还有引气性、气泡结构、缓凝效果、坍落度保持性和粘度等多方面。个别生产单位为了提高利润,随意改变母料的固含量或主要成分的掺量,更是导致聚羧酸减水剂市场鱼目混珠,令人防不胜防。

引自鼎昌外加剂新材料微博
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