王海濤，孫建英

（ 1. 天津市飛龍砼外加劑有限公司，天津 300400； 2. 天津市龍濤混凝土有限公司，天津 300400）

0 引言

聚羧酸系減水劑作為一種新型高性能減水劑，具有減水率高、混凝土坍落度保持好、混凝土收縮率低等性能優(yōu)勢，同時不含甲醛等有害物質(zhì)，是綠色環(huán)保型混凝土外加劑。但由于原材料質(zhì)量波動以及摻量、單方用水量的波動對新拌混凝土工作性能有很大的影響，給商品混凝土澆筑施工造成不利影響，甚至?xí)斐苫炷凉こ藤|(zhì)量事故。

目前，如何降低聚羧酸系外加劑敏感度是其推廣應(yīng)用中的難題。筆者在為天津眾多商品混凝土站提供復(fù)配技術(shù)服務(wù)的大量實踐中，發(fā)現(xiàn)除應(yīng)用具有高減水及高保塑母液以外，基于保水劑的機(jī)理，結(jié)合不同水泥的水化速率及需水量的大小，優(yōu)選出不同種類能在混凝土中發(fā)揮其增稠保水作用功能的組分，有效改善了混凝土的泵送施工工作性能。在保證優(yōu)良工作性能的前提下，混凝土的整體密實度得到明顯提高，耐久性也達(dá)到確實保障，真正發(fā)揮了聚羧酸高性能減水劑的正確合理使用，使商品混凝土達(dá)到高性能混凝土的目的。以此復(fù)配思路所形成的泵送型聚羧酸產(chǎn)品，已在京津唐市場中成功確立了主導(dǎo)地位，并為提高我廠外加劑技術(shù)服務(wù)水平贏得良好口碑。本文以復(fù)配天津濱海新區(qū)某商混站實例予以研究探討。

1 工程特點及技術(shù)要求

本工程屬于天津市濱海新區(qū)重點工程項目。該項目位于天津市中新生態(tài)城核心區(qū)，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，且采用新工藝施工技術(shù)，對混凝土環(huán)保、耐久性能也有嚴(yán)格要求。在對商品混凝土澆筑過程中施工性能提出更高技術(shù)要求。

2 原材料情況及混凝土拌合物工作性能對比

2.1 原材料選用情況

水泥：選用唐山冀東水泥股份有限公司 P·O42.5R 水泥。

礦粉：選用天津地區(qū)某廠 S95 級礦粉。

粉煤灰：選用天津地區(qū)某廠Ⅰ級粉煤灰。

聚羧酸系減水劑：某廠復(fù)配產(chǎn)品 PC-1 聚羧酸高性能減水劑；筆者單位產(chǎn)品 JFL-a 聚羧酸高性能減水劑，JFL-b 聚羧酸高性能減水劑，及最終選定的復(fù)配產(chǎn)品 JFL-c（JFL-a 與JFL-b的復(fù)合產(chǎn)品） 聚羧酸高性能減水劑。

碎石：連續(xù)級配 5～25mm 碎石。

河砂：細(xì)度模數(shù) 2.6，Ⅱ 區(qū)中砂，綏中砂。

水：自來水。

2.2 混凝土拌合物工作性能及耐久性能對比試驗

混凝土拌合物性能對比試驗按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行檢測，選用商品混凝土生產(chǎn)中較為常見的普通 C30、C40 強度等級配合比作為試驗配合比。對比試驗如下：

（1）選用不同外加劑摻量對比不同品種聚羧酸產(chǎn)品性能變化情況，結(jié)果見表 1、表 2。

表 1 在最佳外加劑摻量情況下的坍落度及擴(kuò)展度

表 2 在不同外加劑摻量情況下的坍落度及擴(kuò)展度變化

表 2 中的試驗為外加劑增減摻量后的效果，結(jié)果顯示，摻量變化對 PC-1、JFL-a、JFL-b 影響很大，說明這三種外加劑對摻量敏感性高，而 JFL-c 對摻量變化敏感性相對穩(wěn)定。

（2）在最佳外加劑摻量下，刻意增大單方用水量時混凝土和易性變化情況，結(jié)果見表 3。

表 3 聚羧酸同摻量增大單方用水量情況下混凝土工作性能變化情況

表 3 中混凝土單方用水量變化對使用 PC-1、JFL-a、JFL-b 的混凝土容易導(dǎo)致其離析現(xiàn)象發(fā)生，表明用水量過飽時，此三種外加劑保水性能有點捉襟見肘，而 JFL-c 保水性能卻有很好的效果。

（3）對比不同品種外加劑產(chǎn)品坍落度保留值，結(jié)果見表4。

從表 4 中可以看出使用 PC-1、JFL-a、JFL-b 的混凝土坍落度及擴(kuò)展度的經(jīng)時損失相對較大，JFL-c 混凝土坍落度及擴(kuò)展度的經(jīng)時損失相對較小。

（4）對比不同品種增稠組分在不同比例下對混凝土強度指標(biāo)及密實度的影響，結(jié)果見表 5，以及不同品種增稠組分在不同比例下對混凝土和易性及泌水率的影響，結(jié)果見表 6。

表 6 復(fù)配不同品種及比例的增稠劑對混凝土的泌水率變化（30℃）

從表 5 中各品種外加劑的 7d、28d 強度指標(biāo)及電通量法試驗，結(jié)果表明使用 JFL-c 的混凝土不僅有很好的施工性能，強度和密實度也很好。

表 4 不同外加劑產(chǎn)品的混凝土坍落度經(jīng)時損失

表 5 混凝土的強度指標(biāo)及密實度

2.3 試驗結(jié)果及對比分析

通過以上試驗對比分析，綜合考慮最終選定 JFL-c5 復(fù)合型產(chǎn)品。無論從摻量經(jīng)濟(jì)性考慮，還是從混凝土拌合物性能上看，如減水率、保坍性能、增稠保水效果上均優(yōu)于以上三種外加劑。筆者根據(jù)不同種類的增稠劑品種在水溶液中具

圖 3 中的的數(shù)據(jù)表明，加入檸檬酸的 Ca(OH)2飽和溶液中的 Ca(OH)2的濃度高于對照組，且隨著檸檬酸摻量的增加，Ca2+的濃度呈先上升后下降的趨勢，適當(dāng)摻量的檸檬酸可起到較好的緩凝效果，過大或者過小會使緩凝作用降低。

由上述分析預(yù)測混凝土中可能出現(xiàn)的情況：由于檸檬酸能提高 Ca(OH)2飽和溶液的溶解度，可能影響水泥水化的進(jìn)行，主要原因是羧基在堿性介質(zhì)中與游離的 Ca2+形成不穩(wěn)定的絡(luò)合物，降低了液相中 Ca2+的濃度，對水泥的水化起到抑制作用，產(chǎn)生緩凝作用。由于檸檬酸能與 Ca(OH)2飽和溶液中的 Ca2+的形成不穩(wěn)定的絡(luò)合物，使孔隙溶液中的 Ca2+濃度呈過飽和狀態(tài)，說明檸檬酸可能有利于混凝土碳化反應(yīng)的進(jìn)行。

3 結(jié)論

根據(jù)以上分析和實驗結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：

（1）三聚磷酸鈉、葡萄糖酸鈉、檸檬酸對水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2飽和溶液的溶解度都有影響。

（2）葡萄糖酸鈉、檸檬酸和三聚磷酸鈉對 Ca(OH)2飽和溶液溶解度的作用相反，主要原因是三聚磷酸鈉在溶液中與Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)中生成沉淀，從而降低 Ca(OH)2飽和溶液的溶解度；葡萄糖酸鈉、檸檬酸在反應(yīng)過程中有絡(luò)合物的形成，相當(dāng)于加入弱電解質(zhì)，間接增加 Ca(OH)2飽和溶液的溶解度。

（3）混凝土碳化過程包括三大步：外界二氧化碳進(jìn)入混凝土孔隙并溶解于孔隙中水分，形成碳酸；水泥石中 Ca(OH)2溶解；Ca(OH)2與碳酸發(fā)生中和反應(yīng)。所以 Ca(OH)2飽和溶解度的提高可能使混凝土的抗碳化性能下降，這還需進(jìn)一步的試驗證明。

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