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  • 混凝土原材料对外加剂的影响
  • 发布时间: 2021-1-8 点击次数:1617 
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    混凝土原材料对外加剂的影响
    CCPA外加剂应用技术分会 2015-04-02
    混凝土原材料对外加剂的影响
    马安(南通市建设混凝土有限公司,总工)
    外加剂在混凝土成分中所占的比例虽然很小,但其作用却不可小视,对混凝土工作性能起到至关重要的作用,一旦混凝土工作性能不满足工地使用要求时,商混厂家首先是投诉外加剂供应商,要求外加剂厂家进行调整,就此遭遇索赔的外加剂厂家比比皆是。当然,现代外加剂技术水平通过近几年的努力已经取得飞速的进步,尤其是聚羧酸外加剂,混凝土技术的发展离不开聚羧酸外加剂的贡献。笔者就混凝土质量问题中因原材料质量的问题,对外加剂的功效影响比较大的因素进行简单的概括分析。
    1 水泥
    水泥质量对混凝土性能影响相当大,但是水泥厂商对混凝土公司来说一直是个迷,混合材是什么品种、掺量、是否使用助磨剂、其矿物组分如何等从未对混凝土厂商公开过,他们注重的只是强度,大多数混凝土厂商苦不堪言,深受其害,南通地区出现过“市场上十几种外加剂对一种水泥都不适应”的局面。水泥成分中对混凝土工作性能影响较大的因素为:
    (1)水泥中 C3A含量,对混凝土的坍落度影响就很大,C3A 含量越高混凝土和损失就越大,应严格控制其含量。
    (2)水泥中半水石膏或硬石膏含量对混凝土坍落度损失影响很大,含量越大损失越快。
    (3)标准稠度用水量,用水量越大,外加剂掺量越大。
    (4)比表面积,比表面积越大水泥越细,对外加剂的吸附量就越大,外加剂的掺量就越大。
    (5)碱含量,在一定范围内随着碱含量的提高,混凝土和易性增加,但达到适量比例以后,混凝土坍落度损失会快速增加。
    2 骨料
    由于砂石多为天然地方性材料,材质随成因、产地、采集、堆运等情况的不同而经常变化,经常会遇到级配不好、含泥量超标、碎石针片状较多等现象,如果控制不及时,或对其质量重视不足,将严重影响混凝土的质量,这样对工程质量存在严重隐患,不仅增加费用,而且往往影响正常施工。泥含量是砂石材料的一个重要指标,微小颗粒大大增加了粉料的比表面积,单方用水量大大提高,强度不能满足要求,势必需要提高外加剂掺量,从而增加混凝土成本。含泥量过大会降低混凝土骨料界面的粘结强度,降低混凝土的抗拉强度,会对混凝土的强度和耐久性能产生影响,也会引起混凝土本身起皮、开裂,给工程质量带来不可估量的损失。另外砂石中泥块含量过多,新拌混凝土的坍落度相应降低,若要求混凝土的坍落度相同,用水量必然增加,这样也会相应增加水泥用量或提高外加剂掺量,在很大程度上又增加了混凝土成本。
    3 掺合料
    粉煤灰、矿粉是混凝土中较为常见的掺合料,其质量的好坏对外加剂的功效起一定作用,主要影响指标是烧失量,烧失量越大,对外加剂的吸附越大,起作用的外加剂比例减少,严重影响混凝土的性能,进厂时务必检测烧失量指标。细度(比表面积)也是影响外加剂功效的一个重要指标,尤其是矿粉,目前大型立磨矿渣粉生产线生产的矿渣粉细度均控制在400~500m2/kg 的范围内,但球磨矿粉的细度较难达到 400m2/kg 以上,即使通过延长磨细时间,增加能耗,勉强达到400m2/kg 以上,也难以长期稳定。一旦其细度大幅度降低,会给混凝土带来诸多问题,如:粘聚性下降出现离析泌水、凝结时间延长、早期强度降低,甚至28d 强度也会不同程度降低等。同时,注重矿物掺合料粉磨时的颗粒形状,维持掺合料的微珠颗粒,使其在混凝土中起到“滚珠轴承”的作用,有效地改善混凝土和易性。近期,有专家提出一种用于混凝土掺合料质量的评定方法,该种方法是根据掺合料吸附外加剂的结果来对掺合料的等级进行客观的评价,从而简便、准确地确定外加剂适宜掺量,以达到拌制优质混凝土的目的。


    赵恒树(山东亿辰混凝土有限公司,高级工程师)
    混凝土原材料中的哪些因素对外加剂适应性的影响较大呢?经过这些年的试验总结,主要归纳为以下因素:
    1 水泥
    (1)水泥中的铝酸三钙含量较高的话,会使混凝土拌合物的经时坍损过大。应与水泥厂家协商,使其铝酸三钙含量控制在合理范围内。
    (2)水泥的标准稠度用水量过大时(大于145g 水),就需要外加剂提高减水率才能满足混凝土拌合物的出机要求。
    (3)水泥的出厂温度过高时(大于 70℃),就会造成混凝土拌合物坍损过大,凝结较快。在暑期,应要求水泥厂家把水泥的出厂温度控制在70℃ 以下。
    2 粉煤灰
    (1)粉煤灰的细度越细,混凝土拌合物的流动性越好;反之,细度越粗,拌合物的流动性越差。应采用细度较细的Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰作为掺合料。
    (2)粉煤灰的含碳量越高,即烧失量越高,达到同样的出机效果所需要的外加剂量也就越大,因为碳吸附外加剂。尽量选用烧失量较低的粉煤灰。
    (3)粉煤灰的需水量比越小越好,这样就可以减少外加剂的掺量,达到同样的出机效果;反之,就需要增加外加剂的掺量。
    3 砂子和石子
    (1)砂的含泥量过大时(大于 3%)会吸附部分外加剂使混凝土拌合物出机坍落度过小,而必须调整外加剂的配方来适应所用材料的要求。尽量选用含泥量较小的砂子。也可采用机制砂或部分采用机制砂。
    (2)石子的含泥量过大时(大于 2%)会吸附部分外加剂使混凝土拌合物出机坍落度过小,而必须调整外加剂的配方来适应所用材料的要求。尽量选用含泥量较小的石子。
    (3)石子中的页岩含量过大时(大于 10%)会吸附部分外加剂使混凝土拌合物出机坍落度过小,这主要是页岩的吸水率较大(大于3%)所致。应尽量选用无页岩的石子作粗骨料。
    哪些混凝土问题的出现与原材料的性能有关呢?以下这些问题的出现都是与原材料的性能有关的:
    (1)混凝土拌合物的经时坍损过大的问题,这是由于水泥中的铝酸三钙含量过大,或是胶凝材料的温度过高所致。也可能是由于外加剂中的缓凝成分较少所致。
    (2)混凝土拌合物出机时的和易性较差,这是由于粉煤灰过粗,或是砂子过粗,砂率较小,胶凝材料较少,也可能是外加剂中的增黏成分较少所致。
    (3)混凝土拌合物出机后严重离析,这主要是外加剂的掺量过大,减水率过高所致。
    (4)混凝土的标养强度偏低,这主要是原材料的质量较差,或是外加剂的减水率较低,混凝土的生产用水量较大所致。也可能是标养室的温度偏低所造成。
    (5)混凝土早期裂缝(在现场养护条件较好的情况下),这主要是胶凝材料用量过大,超过500kg/m3;或是水泥中的混合材的质量较差,如煤矸石、炉渣等;使用聚羧酸系列以外的外加剂也会增加混凝土的收缩。生产用水量过大也是造成混凝土早期开裂的一个因素。


    吴庆嘉(昆山宏基混凝土有限公司,高级工程师)
    混凝土公司采用的化学外加剂其功能是多用途的,它具有减水功能、调凝功能、保塑功能;给混凝土提供了有效的泵送性能,提高了混凝土凝结后粘结性能,防止钢筋锈蚀等。外加剂的使用不仅有助于降低生产成本,保障混凝土强度的发挥,更有助于各种条件下与高温季节保持良好的工作度使浇筑任务得到顺利完成。
    化学外加剂的掺入,从混凝土工作度方面来讲,主要影响着从搅拌加水至凝结这一新拌混凝土的状态变化程度。混凝土稠度定义为新拌混凝土的相对流动能力,采用坍落度表征。而砂浆和净浆的稠度是用流动度方法测定。
    现在混凝土公司采用配比胶材有水泥、矿粉、粉煤灰等多种粉状料,各种料的用量不同直接影响着混凝土工作度的变化,当化学外加剂、水与水泥、掺合料接触后会产生一系列化学反应,通常称作水化作用。其结果之一就是随着时间的延长系统中自由水逐步减少,最终失去工作度而硬化,即产生凝结。但工作度的变化与凝结的时间并非全部由化学外加剂所决定。外加剂的有效性取决于对水泥的适应性与用量以及掺合料的用量、用水量、集料的配比、形状和粒径、搅拌时间与外加剂在搅拌中均化效果、坍落度大小、环境温度等。
    混凝土公司提供施工单位的混凝土会遇到坍落度损失快、和易性差或凝结时间长等问题。第一个问题,主要是外加剂品位与用量不够,混凝土公司只要求外加剂价格低,俗话说,一分价钱一分货,想用很低价格购进品位好的外加剂是不现实的。低价格的外加剂可能会造成出厂的混凝土坍落度损失快,泵送困难,裂缝概率增加。第二个问题与第一个问题相关联,存在外加剂与胶材的适应性、与集料的级配、粒径、形状、搅拌均化效果等有关。该问题需要相关技术人员仔细观察分析,对使用材料状况作出正确的判断,采取相应调整措施得以解决。第三个问题,通过试验可以发现,其他条件相同的情况下,每方混凝土中比常用配比增加10kg 粉煤灰,凝结时间将延长 2~3 小时,增加 20kg 粉煤灰凝结时间延长 4~5 小时,甚至更长。在这里想说明一点,混凝土公司的化学外加剂使用者要对外加剂的品位有清楚的认识,理解其功能作用,正确使用外加剂的质量品位功能,一些问题也许就能解决。
    杨俊飞(陕西明泰工程建设有限责任公司,高级工程师,山西华润福龙水泥有限公司陕西区特聘混凝土专家)
    混凝土中原材料的变化会对混凝土的性能产生一定的影响,而众多商品混凝土企业会把责任推到外加剂厂家身上,因为外加剂虽然掺量少,但是价格相对其他原材料来说高,而水泥、砂石料等原材料相对来说品质不易调整,外加剂厂家作为弱势群体,苦不堪言,特别是那些垫资的外加剂复配企业,技术相对简单,厂家众多,容易引起恶性竞争,只能做到原材料变化时及时调整以适应当前材料,笔者就亲历了好几起。
    由于原材料中影响外加剂适应性的因素众多,笔者仅从水泥方面做以分析,看能否对外加剂的适应性进行一个“双向调整”,而不仅仅是出了问题就找外加剂厂家。水泥生产的原材料、矿石资源等全国各地各不相同,工艺技术、生产规模等也不相同,还有生产的水泥品种的不同等,这本身就造就了水泥的多样性。除了根据工程部位、使用季节、浇筑环境、凝结时间等的不同合理选择水泥品种外,笔者从以下九个方面浅谈一下水泥与外加剂(以减水剂为例)适应性不良时水泥方面的影响因素,供同行们参考交流。
    1 细度
    目前,大多数水泥企业靠增加水泥细度或比表面积的方法来提高水泥强度。水泥中细颗粒越多,水泥颗粒对减水剂的吸附越强,会使液相中减水剂的有效浓度很快降低,电位不断下降。当水泥的细度或比表面积发生变化时,对减水剂的掺量及成分调整会有一定影响。
    2 温度及水泥的新鲜程度
    高温水泥,刚出磨的新鲜水泥,在库内滞留时间很短就出厂,水泥的温度高可能会出现两种情况:其一是水泥在高温下水化反应较快,其二是部分石膏高温下脱水造成水泥的凝结时间变化;使用这种水泥拌制的混凝土与减水剂的适应性就差,早期水化快、坍落度损失快、水化发热量大、需水量大、对减水剂的吸附量大,浇筑的混凝土凝结时间短、混凝土裂缝多。
    放置时间过长的水泥由于吸附空气中的水份,部分受潮结块,水泥颗粒之间的静电吸附、颗粒间相互吸附、凝聚能力等发生变化也会影响减水剂的掺量。
    3 熟料成分的比例
    水泥熟料中 C3S(硅酸三钙)、C2S(硅酸二钙)、C3A(铝酸三钙)、C4AF(铁铝酸四钙)对减水剂的吸附性和吸附量的多少也不一样,C3A水化速度最快、吸附量最大,吸附量顺序依次为 C3A>C4AF>C3S>C2S。所以应控制水泥的熟料成分特别是C3A 的含量在一个合适的范围内,以减少相同流变性混凝土对减水剂的需求量。
    4 石膏的种类以及掺量
    不同形态、不同品种的石膏由于溶解度和杂质含量的不同,对减水剂的效果差别很大,其中二水石膏是熟料中的****调凝剂,硬石膏与减水剂的相容性最差,半水石膏次之。所以生产过程中应控制好温度等因素以确保二水石膏的数量相对稳定。
    5 碱含量
    同一种水泥碱含量不同时与减水剂的适应性就会不同,碱含量越高,减水剂对水泥的塑化效果越差,还会造成凝结时间缩短和经时坍损的增加。控制水泥的塑化度(SD,也称硫碱比,SD=SO3/(1.29Na2O+0.85K2O))在2.5~3.5 之间较为适宜,或者控制水泥的碱含量(以 Na2O 当量表示,(Na2O +0.658 K2O)在 0.37%~0.52% 较为适宜)。
    6 游离氧化钙含量
    游离氧化钙含量控制在一定范围内,减水剂与水泥的适应性良好,超过一定范围,对掺减水剂的混凝土流变性影响较大。
    7 混合材的种类及掺量
    水泥生产中多数企业都会利用大量的工业废渣(如粉煤灰、矿渣粉、煤矸石等),由于这些工业废渣的品质、数量均不稳定,个别地方由于水泥企业众多甚至缺乏工业废渣,导致水泥密度不稳定,比表面积等也会发生变化,水泥品质也会发生变化。掺粉煤灰、矿渣粉的水泥与减水剂的适应性要优于掺煤矸石做混合材的,掺含碳量低的粉煤灰做混合材的水泥与减水剂的适应性要优于掺含碳量高的粉煤灰做混合材的。不同种类以及不同掺量的混合材对水泥的品质影响不同,进而影响与减水剂的适应性。所以在水泥生产过程中应保持混合材的种类和掺量的相对稳定。
    8 助磨剂的品种和掺量
    助磨剂在提高磨机产量、改善水泥颗粒粒径分布以及消除水泥颗粒团聚等方面具有优势,但是有时因其化学成分及掺量的变化导致和减水剂适应性的不良。掺醇胺类助磨剂的水泥比掺糖类和磷酸盐类助磨剂的水泥,与减水剂的适应性要差一些。近几年有越来越多的例子表明水泥与外加剂适应性不良是因为水泥中助磨剂的原因。
    9 生产工艺及控制水平
    生产熟料的窑型(悬浮预热器窑、预分解窑)、粉磨工艺(开流磨、闭流磨)、磨机种类(普通管磨、超细磨、挤压磨等)等的不同会造成水泥颗粒形态、细度、石膏形态等的不同,生产的水泥对于混凝土中减水剂的吸附也不相同,普通的钢球钢锻磨生产的水泥要比挤压磨或是辊压机终粉磨生产出的水泥,与混凝土减水剂的适应性要好。
    质量控制水平高,控制稳定的水泥与减水剂的适应性也相对较好,而且在使用过程中波动也小。


    刘世涛(沧州市政华通混凝土有限公司,总工程师)
    外加剂适应性问题是商品混凝土生产中经常困扰工程技术人员的问题,因为商品混凝土对混凝土的工作性要求较高,有时为满足某些性能需求同时使用多种外加剂和掺合料,这就使商品混凝土生产中的外加剂适应性问题更加复杂。外加剂适应性不良表现为以下几个方面:初始混凝土的和易性差,不能满足泵送要求,混凝土坍落度经时损失大,运输到施工现场后难以泵送;混凝土出现假凝或过度缓凝。产生这些现象的原因很多,下面从水泥、掺合料、骨料、外加剂、搅拌方式、混凝土配合比设计等方面进行分析。
    1 水泥对外加剂适应性的影响
    (1)水泥的矿物组成中,对外加剂吸附能力由大到小为C3A>C4AF>C3S>C2S,C3A 含量对外加剂的影响最大。C3A含量越高,吸附外加剂的量越大,混凝土坍落度损失越大。
    (2)水泥含碱量过高,加速水泥的早期水化速率,导致需水量大,并且加快坍落度损失,塑性变差。
    (3)水泥过细,外加剂的饱和点显著提高,需水量大,水化速度快,混凝土坍落度损失大,易产生裂缝。
    (4)水泥助磨剂掺入后吸附在熟料与石膏粉体的表面,阻碍了石膏粉吸附在熟料颗粒的表面,对C3A 与石膏的****匹配产生了不良影响,进而影响到外加剂的适应性。
    (5)火山灰、煤矸石及窑灰等混合材,由于含有大量内表面大物质而使水泥的适应性变差,要达到预期的效果,需要适当增加减水剂的掺量。
    (6)fCaO 含量:其间接反映了熟料的烧成情况,过高的fCaO影响到水泥浆体流动性。
    (7)水泥温度:使用温度较高的水泥,会出现减水率低、坍落度损失快的现象。使用陈放时间稍长的水泥,就可以避免出现上述现象。
    2 掺合料对外加剂的影响
    (1)矿粉:一般认为矿粉对外加剂的影响较小。
    (2)粉煤灰:含碳量高时表现为烧失量大,同时需水量也较大,会吸附很多外加剂,使坍落度损失变大。含有-SO3,-COOH,-OH,-NH2 基的外加剂用于使用含碳量较高的矿物掺合料的混凝土时,易发生适应性不良。粉煤灰较细时,良好的颗粒级配和滚珠效应,可以减少外加剂的用量。
    3 骨料的影响
    砂石含泥量对外加剂影响明显,尤其对聚羧酸减水剂。含泥量高,外加剂用量大,因为粘土颗粒对外加剂吸附力大于其他物质,只有它饱和后,剩余的才会分配给其他物质。骨料的吸水率高,外加剂用量也高。
    4 外加剂本身的影响
    聚羧酸外加剂的分子结构、排列方式、吸附基团的比例、复配时添加的各种辅助材料都影响外加剂与胶凝材料的适应性。外加剂复配时加入引气组分,如果气泡性能不好,会影响混凝土坍落度的稳定性。膨胀剂和C3A 含量高的水泥一起使用,会降低减水剂的减水率,坍落度损失变大,有时会出现速凝现象。
    5 混凝土搅拌的影响
    如果外加剂投入过早,和干燥的骨料尤其是吸水率大的骨料接触后,会被骨料所吸附,表现为出机坍落度变小,等运输到施工地点后,骨料已吸水饱和,会释放一些吸附的外加剂,表现为坍落度变大,有时会出现泌水现象。
    6 配合比的影响
    外加剂不仅受配合比中各种原材料的影响还受材料用量的影响,因此存在配合比材料用量与外加剂用量的匹配问题。在保证混凝土性能的前提下,适当提高用水量可保证坍落度损失较小。砂的细度模数过小,同样会增大坍落度损失,尤其是砂子含泥量高时更为明显。适当降低砂率,有助于解决坍落度问题。外加剂掺量过小,坍落度损失快。外加剂有一个合适的掺量,如低于某一掺量,外加剂的作用不能持续发挥,必然导致坍落度损失过快。
    综上所述,外加剂适应性的影响因素很多,出现问题时要找出具体原因,才能有的放矢地解决问题。


    张丽丽(漯河市建设工程质量监督站,助工)
    外加剂的使用促进混凝土技术的巨大进步,外加剂与混凝土不适应的现象在混凝土生产中时有发生。混凝土坍落度损失是混凝土施工过程中最常见的,遇到这种情况很多混凝土生产企业通常采用提高外加剂掺量减少坍落度损失。因为外加剂使用不当造成的工程事故也不在少数,如缓凝、强度不足、混凝土冻害等。一旦出现混凝土生产异常,混凝土生产企业都是直接找外加剂厂家解决。有时外加剂厂家也很难解决,常常也很无奈。
    影响外加剂在混凝土中适应性的因素很多,如水泥的因素、矿物掺合料的质量、砂石的质量以及混凝土配合比。这些因素中有些是外加剂能够解决的,有些是外加剂解决不了的。外加剂厂家可以通过复配技术解决水泥与外加剂的适应性问题,对于砂石含泥量过大,吸水率过高,外加剂很难解决。有时在高温天气,调整配合比比调整外加剂更有效。
    商品混凝土由水泥、砂石、矿物掺合料等成分组成,这些组分中的质量发生变化都影响到外加剂的使用效果。如:(1)粉煤灰烧失量过大导致需水量增加,粉煤灰在吸水的同时,外加剂随着水进入粉煤灰未燃烧尽的碳颗粒内,造成水泥浆体中外加剂有效成分降低。(2)砂子含泥量增加、石子石粉含量及泥含量都会影响外加剂的使用效果。例如,砂子的含泥量由2% 左右变化到 5% 左右,造成初始坍落度减小近 20%,坍落度经时损失也变快。对于这些砂、石、粉煤灰、矿粉等质量问题引起的外加剂不适应问题,外加剂厂家很难解决,只能依靠混凝土生产厂家严格控制粉煤灰、砂石、矿粉的原材料质量来解决,或者给外加剂厂家沟通,了解外加剂中缓凝成分的多少,以便增加外加剂掺量,防止发生缓凝、开裂等次生质量事故。
    在混凝土生产过程中,出现异常变化,混凝土生产企业应先从自身查找原材料是否发生变化。经核实原材料未发生变化,再进行外加剂封存样与新进样品的对比试验,查看外加剂是不是发生变化。了解这些基本情况,再与外加剂沟通,商讨解决问题的办法。
    有些混凝土生产企业的技术人员,一味地要求外加剂厂家提高固含量,降低外加剂掺量。外加剂掺量不是越低越好,外加剂掺量过低,对用水量过于敏感,砂石含水量的微弱变化都会造成坍落度的巨大变化,给混凝土质量控制造成困难。也有些混凝土生产技术人员,一味要求低经时损失,甚至要求一个小时不损失。我国相关标准规定坍落度经时损失不宜大于30mm/h,坍落度损失并不是越小越好,坍落度损失越小,混凝土塑形状态时间越长,蒸发失水时间也愈长,塑性开裂的机率增大。
    对于水泥和外加剂适应性问题,应有外加剂厂家的技术人员通过复配技术解决。外加剂厂家应当向混凝土生产技术人员提供掺量范围、凝结时间、产品品种等性能指标,并告知混凝土生产企业技术人员所提供产品的优缺点。如:萘系减水剂中硫酸钠含量;脂肪族减水剂会先对混凝土染色但凝结后颜色消失;聚羧酸的特性等等。特别是在春、秋季节昼夜温差大的气候环境下,要告知外加剂的缓凝成分及掺量,避免上午使用的掺量凝结正常,到了下午四点以后,使用同样的掺量,由于温度低,凝结时间延迟。对于这种气候条件,笔者的经验是在下午两点以后,适当降低外加剂掺量。对于初春、初冬以及夏季大风降温天气,应对混凝土生产企业进行必要的提醒,避免因温度骤变造成混凝土凝结异常。另外,在冬季使用早强剂及防冻剂应告知混凝土生产企业做好覆盖防冻措施,特别是温度低于防冻剂冰点的时候。
    外加剂作为混凝土的一种组分,使用恰当可以做到“四两拨千斤”的功效,使用不当会造成质量事故。在使用外加剂过程中,根据工程施工工艺、距离、气候等因素确定合适的外加剂掺量,严格控制矿物掺合料、砂石等原材料的质量,根据质量变化及时调整配合比,防止出现混凝土质量事故。混凝土出现异常状况,应加强相互的沟通协调,不应相互推诿。外加剂不是“灵丹妙药”,解决不了所有的问题。


    彭建良(漳州路桥翔通建材有限公司,高级工程师)
    减水剂作为混凝土第六组分,是混凝土施工性能的“调节剂”,良好的混凝土施工性能与减水剂是息息相关的。在混凝土生产中,最怕的是减水剂产品本身变化,这个变化是致命的,直接影响混凝土施工性能,处理起来较为困难,这也是为什么施工过程中混凝土一旦出现如坍落度经时损失、和易性、凝结时间等性能变差很多混凝土搅拌站就会把矛头指向减水剂的原因。事实上,有时候减水剂也是无辜的,因为混凝土企业生产管控不到位、其他原材料质量指标的突然变化,也会造成出厂混凝土施工性能变差。笔者认为,在减水剂产品质量稳定的前提下,加强原材料生产质量控制,是稳定混凝土施工性能最根本措施。
    一、控制减水剂与胶凝材料体系适应性是搅拌站技术人员工作重点
    混凝土配合比进入使用阶段,注定了减水剂和各种胶凝材料已经通过了混凝土良好施工性能的验证,所以在生产过程中,技术人员的工作重点是控制外加剂与胶凝材料体系的适应性。常用的胶凝材料中水泥、粉煤灰、矿渣粉质量指标的变化都或多或少对减水剂适应性产生影响,这种影响也是很致命的,一旦失控,将大面积出现混凝土施工性能的变化。
    (1)同一品牌品种水泥的质量指标的变化:1)水泥生产地不一样;2)水泥熟料来源地不一样;3)掺合料品种发生变化;4)掺合料比例不一样;5)助磨剂品种发生变化;6)调凝剂种类发生变化等等。
    (2)同一品牌品种粉煤灰质量指标的变化:1)来源地不一样;2)使用了电厂原灰经过加工粉磨的粉煤灰;3)使用了电厂原灰和其他掺合料如煤矸石粉磨掺配的粉煤灰;4)使用了不是电厂原灰的假粉煤灰等等。
    (3)同一品牌品种矿渣粉质量指标的变化:1)来源地不一样;2)用不同助磨剂粉磨的矿渣粉;3)比表面积发生变化;4)用粒化高炉矿渣与其他掺合料粉磨的矿渣粉;5)用不是粒化高炉矿渣粉磨的假矿渣粉等等。
    二、加强对砂石骨料质量控制是搅拌站混凝土性能稳定生产的重中之重
    在减水剂与胶凝材料体系有良好适应性的情况下,正常生产时砂石骨料质量的主要影响因素有级配和针片状含量、细度模数、含泥量或石粉含量、吸水率等。骨料质量的控制首先是源头控制,单源头骨料质量比较稳定,多源头骨料同时使用,没有合适的措施,则会造成这些因素指标的变化,使得混凝土施工性能变差。
    正常生产过程中的原材料质量控制重点要做好以下的关键要点:
    (1)级配及针片状含量的控制
    无论是细骨料还是粗骨料的级配中,断档或细粗颗粒分配不均,如0.16mm 以下的细颗粒缺失或者中间档如 0.315mm 的缺失,都会使混凝土和易性突然变差。
    机制砂(粒形不好)或者碎石的针片状含量增大,骨料空隙率增大,混凝土施工性能变差。
    (2)细度模数的控制
    不同的混凝土强度等级对细骨料的细度模数要求是不一样的。低强度等级(C35以下)的混凝土要求细度模数以 2.4~2.6 为宜,2.7 以上的则容易造成拌合物泌水、包裹性差;中高强度等级(C40 以上)的混凝土以 2.7~2.9 为宜,超过3.0 以上的混凝土和易性也同样会变差。
    在砂资源匮乏的情况下,生产中要多利用粗细搭配方式,找到合理的细度模数和空隙率,改善混凝土施工性能。
    (3)含泥量或石粉含量的控制
    骨料中常含有粘土(山砂更严重),粘土对减水剂有强烈的吸附,其吸附量是水泥的约50 倍,对混凝土工作性能影响严重。碎石和机制砂中石粉对减水剂的吸附量与水泥相当,说明配制混凝土时石粉含量过高会影响混凝土的工作性。很干净(0.5%以下含泥量)或者细度模数2.8~3.1 的砂(特别是河砂)时,4%~7% 石粉含量更有益于改善混凝土的工作性。
    (4)吸水率的控制
    骨料吸水率对混凝土工作性有很大的影响,吸水率越大,需水量越高,坍损敏感性越大。不同品种的砂和粗骨料的吸水率不同,在不同品种的砂的吸水率中,河砂最小,碎石加工的机制砂次之,山砂最大,碎石因母材本身强度所加工机制砂吸水率也不同,最小与河砂差不多,最大可能超过河砂吸水率的3 倍;粗骨料中,母材强度越高,吸水率越小。骨料吸水率超过 1% 的,就要特别注意用水量调整和坍损问题了。所以,忽视骨料吸水率,有时会吞下苦果。
    来源:中国商品混凝土网、《商品混凝土》杂志
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