預拌商品混凝土摻用外加劑要特別重視其適應性
2006-08-31 00:00
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外加劑應用規(guī)程的實施己經多年，對于預拌商品砼外加劑的適應性問題在專業(yè)期刊上有一些論述。其適應性通常是指在砼拌制過程中水泥與外加劑產生的不良反應，造成生產的砼工作性和其他性能出現問題的現象。這個不良現象從外加劑開始在砼生產應用時就出現了，近年來國內外專業(yè)技術人員對其進行了許多研究，但由于原因復雜未得到統(tǒng)一認識，仍無一個滿意的結果。
外加劑適應性問題在預拌商品砼生產中經常困擾現場施工技術人員，因為商品砼中使用外加劑的量相對較大，對砼的工作性能要求高，尤其是為滿足某些性能需求如高溫、泵送距離長需要同時復合使用外加劑和摻合料，這就使得預拌砼生產中外加劑的適應性問題更加突出。商品砼外加劑適應性不良主要表現形式為：初始砼的和易性、流動性差，不能滿足泵送需要；砼塌落度經時損失大，運輸到施工現場后不能用泵輸送；氣溫較高時砼產生假凝或過度緩凝等。產生的這些問題造成不能順利泵送施工，砼在罐車中不能正常排放，堵管堵泵，砼在罐車中凝塊報廢，若澆筑后出現假凝、延時凝結造成砼出現質量問題，嚴重的對已澆筑的砼拆除重新施工，造成的損失和工期拖延是很嚴重的?，F就預拌砼生產中外加劑適應性問題產生的原因作一般性探討，其處理方法在應用時參考。
1 水泥同外加劑的適應性
預拌商品砼出現外加劑適應性問題時，首先要考慮水泥同外加劑的適應性問題，通常情況下不同品種水泥對同一種外加劑的適應性是存在差異的，這就決定了用同一種泵送劑有時無法使不同品種水泥配制的砼順利泵送，預拌商品砼生產中水泥與外加劑的適應性也就是水泥與泵送劑的高效減水劑成分的相容性。水泥中的各種熟料成分對高效減水劑有不同的吸附能力，C3S或C3A具有較強的吸附能力，所以砼要得到相同的和易性，C3S或C3A含量高的水泥需要摻入更多的高效減水劑。
這就是為什么在預拌商品砼生產中使用早強水泥容易出現外加劑不適應問題的主要原因，因為一般早強水泥的C3A含量最高。目前使用的泵送劑多采用萘系高效減水劑作為減水組分，萘系高效減水劑存在塌落度損失過大的缺陷，這是因為水泥顆粒被減水劑分散之后，在很大程度上加快了C3A的水化，在水泥顆粒表面形成一層水化物，將高效減水劑分子包圍住使靜電斥力減弱，已被分散的水泥顆粒又重新聚集的原故。所以要求預拌商品砼時先拌合1min～2min后再加入泵送劑拌合，使C3A先反應損失一部分，然后減水劑開始進行分散作用，這樣攪拌會使減水效果好一些，塌落度損失也會減少。萘系減水劑與水泥的相容性的另一個問題是在用于含堿量較高的水泥時會使減水效果下降。
預拌商品砼發(fā)生水泥與外加劑適應性不良反應時，有效的處理方法是更換水泥品種或重新選擇泵送劑，但在工程實際施工過程中因多種原因很難做到更換水泥或泵送劑。這時可采用在原來泵送劑的基礎上摻加適量高效減水劑的措施，這樣能使砼初始塌落度有所提高以達到泵送需要。塌落度的提高是經時損失相對較小，假如塌落度損失仍然較快，要經試驗復合采用幾種緩凝、保塑組分達到保持塌落度損失過快的目的，對水泥品種儲備量小更換過快或使用早強水泥的預拌商品砼站更要注意水泥與外加劑的適用性問題，每次需要變換水泥品種時都要提前作試驗，以免隨意性使用發(fā)生質量事故。
2 外加劑與摻合料的適應性
預拌商品砼在生產中要摻加一些摻合料，如礦渣、粉煤灰、沸石粉、硅灰等礦物摻合料，這些摻合料也會產生外加劑的適應性問題。主要原因是摻合料的化學成分比較復雜，活性成份也不同，與摻人的外加劑的化學成分會出現復雜反應，從而出現與外加劑的適應性不良，表現在塌落度經時損失大。例如粉煤灰含碳量高時，會由于碳吸附較多減水劑使塌落度下降；粉煤灰、沸石粉需水量過大時也會促使塌落度下降；摻硅灰的砼變粘流動性差，而砼渣相對外加劑的適應性略好。摻合料與外加劑的適應性問題有時也出現在水泥中所摻加的摻合料上，如水泥中摻人石膏調節(jié)凝結，但石膏與外加劑之間有時也會產生不良反應，摻加硬石膏的水泥與外加劑作用后會發(fā)生速凝。
發(fā)生摻合料與外加劑適應性不良時，通常要進行試驗重新選擇更適合的摻合料。但還可以在泵送劑摻人的情況下再摻一定量的高效減水劑，也可解決這個問題。但如果是水泥中摻合料與外加劑出現不相容，則要考慮更換外加劑的品種或調整泵送劑的摻量。
3 復合多種外加劑的適應性
預拌商品砼要根據砼的需要同時摻用幾種外加劑，如為提高砼的早期強度摻用早強劑；為提高砼的抗?jié)B透摻人膨脹劑；為防止凍害而摻人防凍劑等。這種情況下會產生外加劑的適應性問題，因為在多種外加劑復合使用時砼拌合料中有多種化學成分，這些化學成分之間以及同水泥水化反應時可能出現的相互反應變得十分復雜，難以人為的進行控制，出現適應性不相容的可能性會增大。其后果是砼出現假凝、速凝、甚至延時不凝的現象。處理的方法是要盡量采用同一廠家生產的產品，防止和減輕不同外加劑的相互排斥及某些成分的干擾疊加，從而產生相反的不良作用，會進一步造成砼工作性不能滿足泵送的要求，產生更大的危害的是若摻用多種外加劑不當可能造成砼耐久性的下降，產生強度及其他潛在質量隱患問題。如果不能采用同一外加劑生產廠家的產品，必須提前進行與外加劑相容性的試配，同時請相關人員對外加劑在復合使用后，對砼強度及耐久性所造成的影響進行評估。
4 砼施工后出現的不相容性
預拌商品進到施工現場的距離都較遠，在塌落度還未出現明顯損失時砼已在模板內澆筑完，但在澆筑一段時間后會產生外加劑相容性不良的問題。一般表現為砼的急速凝結或過度緩凝，急速凝結或過度緩凝都會造成較大的危害性。急速假凝會造成砼的開裂，出現硬槎（殼）難以同新砼接槎，過度緩凝會造成砼的強度大輻度降低。當出現這種情況時要請有經驗的專業(yè)技術人員針對水泥品種、各種外加劑組成成分、摻人摻合料進行綜合分析，如果認為會產生對砼強度及耐久性有較大影響時，則必須對所澆砼全部拆除，重新綁扎鋼筋澆筑新拌砼；如果確定對砼強度及耐久性不會產生影響，則要通過快速養(yǎng)護的砼試件經試驗室試壓砼的實際強度等級，同設計要求比較，如強度可以滿足正常使用則不與處理，否則必須拆除重新施工。
5 外加劑同泵送劑的適應性
預拌商品砼主要采用的外加劑是泵送劑，泵送劑廠家生產的泵送劑要充分注意與其他外加劑的（適應性）相容性問題。比如泵送劑的主要成分高效減水劑多為萘系高效減水劑，在低濃型萘系高效減水劑中含有20%左右的Na2 SO4 ，而硫酸鹽經常是造成外加劑不相容問題的重要因素。至于砼中硫酸鹽或SO3對外加劑相容性的影響問題也有不同的觀點，并未形成統(tǒng)一的看法。有的認為對塌落度不會產生影響，可能有利于增大塌落度，有的會使塌落度損失加快。因為砼中硫酸鹽的來源比較復雜，例如水泥中的石膏、外加劑中的Na2 SO4 等，且硫酸鹽的存在形式不同，所起的作用因水泥品種不同也有差別，不能用一固定的方式表述。經試驗硫酸鹽含量對水泥粘度的影響，摻硫酸鹽時c，A與C AF吸附的高效減水劑減少，增加了硅酸鹽的吸附數量，提高硅酸鹽的分散性降低水泥的粘度，而增加了水泥漿的流動性；而硫酸鹽過量會壓縮雙電層降低Zeta電位，使水泥漿的粘度增大。另外對Na2SO4 摻量在萘系高效減水劑水泥砂漿流動性的變化形式，當水溶性堿含量約為0．5%時，摻萘系高效減水劑的水泥砂漿流動性最大，增加或減少堿含量都將降低水泥的流動性。
從這些試驗中可以得出，摻人較多的硫酸鹽時，在初期由于有較多的游離堿（Na2O）而形成的大量AFt晶體，對水泥顆粒包裹效果變差，且包裹層容易損壞，漿體中CaSO4 濃度很低，水泥礦粒水化凝結加快，這樣就會造成塌落度損失過大或形成速凝。但現場會遇到Na 2SO4 量不大也會出現的同樣問題，如有時用低濃型高效減水劑配制泵送砼產生坍落度損失較快的問題，在水灰比不變時只將泵送劑中的減水劑由低濃度換成高濃度，此問題即可解決。事實上這樣處理并不是由于高濃度與低濃度減水劑有效成分差異引起的，而是高效減水劑中的Na2 SO4 的作用引起的，至于減水劑中Na 2SO4 有時也會引起外加劑的相容性問題，還要更進一步的在試驗中解決。
常用泵送劑中的保塑緩凝成分是用兩種以上化學品復合配制的，其成分的合理比例非常重要，有時兩種緩凝成分復合后會加強緩凝作用，但另外兩種緩凝劑成分復合后就可能出現促凝，即使是兩種原來復合后加強緩凝作用的緩凝成分由于量的不同也可能會產生相反作用。還存在不同的緩凝成分對不同的水泥產生作用也不同，因此，泵送劑的生產也需要特別重視外加劑的相容性問題；一個是注意原材料的匹配，另一個是盡可能地多做與不同水泥品種的相容性試驗，以確保外加劑在建筑市場的使用能保證同砼的相容性更好。預拌商品砼生產中無論如何避免不了遇到使用外加劑的問題，當發(fā)生問題時要從水泥品種、摻合料成分、外加劑組分以及配合比幾個方面人手，采取切實有效的措施，使預拌商品砼的生產能達到滿足建筑結構耐久性強度的需要。 |
| 原作者： 劉旭升 王宗昌 |
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