聚羧酸减水剂与混凝土适应性的调整与管理

高国成，丛晓光，王楠楠

（威海冠宏商品混凝土有限公司，山东　威海　264200）

聚羧酸减水剂与混凝土适应性的调整与管理

高国成，丛晓光，王楠楠

（威海冠宏商品混凝土有限公司，山东威海264200）

我国外加剂技术在不断地更新和发展，其中聚羧酸外加剂正以较快地发展速度让预拌混凝土行业接受并广泛投入使用，但是聚羧酸产品质量本身还存在一定的质量缺陷。采用一些萘系和脂肪类外加剂调整的方式和小料对聚羧酸这种产品进行调整，已经失去了意义，需要从一个全新的角度进行适应性调整，怎么去克服这种缺陷而更好地发挥聚羧酸本身的优势，本文通过一些实践调整案例分析聚羧酸不适应调整和研究结果。

聚羧酸；适应性；生产管理

0　前言

随着外加剂技术的不断提高，从最早的第一代外加剂以木钙，木糖类为代表，改变了混凝土质量差，强度低的现状。由于第一代外加剂的减水率低，逐渐被第二代外加剂所取代，当时全国搅拌站 80%～90% 以上都在使用的以脂肪族和萘系为主的，减水率在 20% 左右的外加剂。它的减水率远远大于第一代外加剂的减水率，一直被大多数搅拌站所亲睐。而第三代外加剂就是聚羧酸，按照种类和合成工艺分为聚醚、聚酯。第三代外加剂的功能相对于第二代，减水率提高，一般在 25%～40%，不像二代外加剂要根据不同的水泥、不同的批次、不同的季节，都要调整。配制高强混凝土使用效果特别好，所以一直在高铁，高架桥使用。而聚羧酸减水剂的用量低、减水率高、适应性广、收缩小、环保无污染等特点，迎合了目前混凝土市场的需求，尤其是目前混凝土市场竞争如此激烈，使用聚羧酸成本上节约不少。每种产品都有自己的优点，但是缺点也无法回避，它对砂子的含泥量、单方用水量、温度等都非常敏感，作用效果滞后等特点又给搅拌站带来了很多管理上的麻烦。这就要求技术人员要不断对聚羧酸的混凝土进行研究，首先要对聚羧酸外加剂与水泥的适应性进行试验和研究，其次要进行生产过程中的各个点的监控和管理。如何进行聚羧酸外加剂混凝土适应性调整和过程管理，笔者根据实践经验浅析一下聚羧酸外加剂不适应的调整和研究结果。

1　试验条件

水泥：P•O42.5R 水泥，强度为 46MPa。

粉煤灰：采用 I 级粉煤灰，细度为 6%，需水量比为90%。

矿渣粉：采用 S95 级，活性指数在 102%。

砂子：采用粗砂，细度模数为 3.2，含泥量为 1.8%，含石量为 2%～5%。

石子：采用5～20mm 连续级配，针片状含量在70%～80%。

外加剂：采用 A、B 两公司生产的外加剂，减水率在20%～40%。

根据以上原材料进行的配合比设计，配合比见表 1。

表1　设计强度等级为 C30kg/m3

2　试验过程

观察外加剂与各个材料的适应性最为直接的方法就是“试拌法”。

试验一：采用 B 公司生产的 WKY 型聚羧酸，试拌20L，搅拌机出机状态表面出现轻微的泌浆，并且砂浆包裹石子差，石子外露严重，出机约 2 分钟后，坍落度损失殆尽，此次试验完全证明了该种聚羧酸外加剂与胶凝材料适应性差；

试验二：在试验一的基础上，B 公司外加剂厂技术人员增加少量的引气剂（解决和易性问题）和 NaHCO3、NaSO4（解决坍落度损失过快），经过调整发现，出机状态略微好转，但是包裹性依然满足不了泵送和施工的要求，10min 后坍落度开始损失，并且和易性严重变差，流动性逐渐变弱，此次试验说明增加小料调整是可以调整适应性关系的。

试验三：在试验二的基础上，B 公司外加剂厂技术人员进一步调整小料的比例，同时增加了六偏磷酸钠和少量糊精，混凝土出机状态基本良好，但是还是部分石子裸露，流动性，保水性良好，出机 30 分钟后开始损失，40 分钟后损失严重，由于天气渐冷，考虑实际生产需要，暂时调整至此，投入生产使用。试验三混凝土状态见图 1。

试验四：采用 A 公司外加剂厂生产的聚羧酸外加剂，试拌 20L，搅拌机出机状态良好，凝聚性、保水性、流动性均符合要求，出机 5～10min 坍落度损失殆尽，流动性很差。此次试验说明该种聚羧酸外加剂与胶凝材料部分适应，与某种材料存在抵触反应。

试验五：在试验四的基础上，烟台中建外加剂厂在不使用小料调整的前提下，调整聚羧酸里面的保坍剂的比例，经过多次试验效果没有明显改善，说明该聚羧酸里面的保坍成分与胶凝材料存在不适应。

试验六：在试验五的基础上，烟台中建外加剂厂更换了另一种保坍剂，在不使用任何小料的情况下，混凝土的出机状态良好，流动性、凝聚性、保水性均符合要求，坍落度保持在 60min，损失 1～2cm，至此调整符合现在气候条件下生产混凝土，准备投入使用。试验六混凝土状态见图 2。

图1　试验三混凝土状态

图2　试验六混凝土状态

3　实际生产

经过多次试验室试验上述试验三，采用 B 公司调整的聚羧酸。在实际生产中，搅拌站出机质检发现，混凝土的包裹性差，配合比的砂率又进行了增加，发现还是包裹性略差，流动性和保水性基本满足要求。现场质检发现，近距离（从出站到泵送 30min 左右）的工地发现坍落度有损失，但基本上满足泵送；远距离（从出站到泵送 60min 左右）质检反馈情况是，坍落度损失过大，无流动性，混凝土表面发干，发涩。

经过多次反复试验的上述试验六，采用烟台中建调整的聚羧酸外加剂，在实际生产投入使用，搅拌站出机质检发现混凝土的和易性良好，满足出场的要求，现场远距离和近距离泵送完全符合要求，不存在现场工人加水的情况。经过多次的实际生产观察除和易性满足要求外，坍落度基本保持在60分钟基本上不损失。

4　聚羧酸混凝土生产管理

骨料进厂关：聚羧酸对材料的含泥量及其敏感，含泥量越小，聚羧酸的减水效果越好；含泥量变大，聚羧酸的减水率将大幅度减少，混凝土状态严重变差。除了材料科外观的检查外，试验室人员每月固定抽查，不定期的到料场巡检，保持原材料的进厂关。

4.1进厂检验关

聚羧酸产品进厂必须做到车车检验，检验包括外观检测和实际试验，外观检测观察颜色和闻气味；实际检验按照国家标准检验它与胶凝材料的适应性关系。由于外加剂厂不但生产聚羧酸，还有可能生产萘系、脂肪族，防止运输罐没有清理干净而造成聚羧酸减水剂出现质量问题，所以要严格把控进厂检验关。

4.2存放关

当前聚羧酸泵送剂是由减水型和保坍型为主料复配的环保无污染产品，是有机物的合成产品，长期存放，会出现分层、变质情况，在满足生产需要的前提下，尽量短时间内存放外加剂。由于聚羧酸对铁有腐蚀性，应采用塑料罐或者处理后的铁容器进行存放，并且安装搅拌功能，在使用过程中，可适当进行搅拌，保持聚羧酸产品的均质性。

4.3搅拌关

聚羧酸外加剂掺加混凝土的作用效果相比萘系、脂肪类的比较滞后，所以搅拌时间应适当延长，延长时间通过试验和实际生产决定。同时聚羧酸外加剂对混凝土用水量相当敏感，所以要求操作人员要有较高的业务素质，同时质检人员做好混凝土开盘鉴定和过程出厂抽查工作，共同保证混凝土出厂时符合要求。

4.4温度关

通过试验发现，聚羧酸对温度敏感，尤其是低温。坍落度大的情况下，停放一定的时间，聚羧酸会出现坍落度变大，表面泌浆情况。因此尤其在低温天气，早晚生产混凝土坍落度要适当减少，外加剂用量可适当降低。

5　结论

聚羧酸为第三代外加剂，在预拌混凝土行业中使用较少，包括一些聚羧酸的技术规范不健全，很多搅拌站技术人员对聚羧酸产品了解甚少。它与胶凝材料的适应性的特点与第二代外加剂存在明显的区别，技术管理上与第二代外加剂也大相径庭。这就需要搅拌站技术人员不断通过试验和实践来研究聚羧酸这种新型产品。

［通讯地址］山东省威海市经区天东家园 57 号（264200）

高国成，威海冠宏商品混凝土有限公司，主要从事混凝土产品研发和质量控制。