聚羧酸系减水剂的应用误区
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聚羧酸系高性能减水剂应用中的几个问题随着高性能混凝土技术的发展,特别是今后混凝土不但性能要高,而且必须向着绿色的,与环境和谐相处的可持续发展方向发展。
聚羧酸系减水剂做为第三代减水剂,由于它在高性能混凝土中发挥了不可替代的优势,本身与环境友好的特点,在国内外已得到了普遍的认可。
聚羧酸系减水剂从1986年日本触媒公司首次将产品打入市场至今也不过短短的20年时间。
国内近几年来(进入21世纪以后),也给予极大的关注,最近这些年发展势头更加汹涌。
仅仅四五年时间,进入商品领域的生产厂家由几家发展到了几十家。
不少科研单位,高等院校都拥有了自主的知识产权,产品进入了各种工程用混凝土领域。
国内发达地区近年建设的一些标志性工程几乎都使用了聚羧酸系高减水剂,如上海磁悬浮列车轨道梁工程,北京奥运主场馆工程、三峡工程、首都国际机场扩建工程、杭州湾跨海大桥工程,大小洋山深水港工程,北京——天津城际轨道交通工程等,都取得了满意的效果,同时也积累了许多的应用技术方面的经验,也发现了不少应用技术中的新问题。
铁道部为即将开工的京沪高速铁路制定的高性能混凝土技术条件,空军的军用机场自密实水泥混凝土道面施工技术规范,在这些混凝土中也都考虑主要使用聚羧酸系高减水剂,为此,从06年就开展了相关的试验研究工作。
我们有机会接触到了一些聚羧酸系高性能减水剂应用技术工作,在叹服聚羧酸系高性能减水剂优越性能的同时,也发现了一些应用当中出现的各种问题,这些现象的出现对长期习惯于应用以萘系为主的高效减水剂的人会感到非常不合常理、或者叫做在我们的预料之外,这与我们对聚羧酸系高减水剂原来过高的期望值产生了差距。
人们原本期望新的外加剂不但性能优越而且能解决混凝土其它组分的在的一些问题,因为聚羧酸系高减水剂的“适应性”很好。
过去已经习惯了一种好的外加剂应当能解决一切混凝土性能方面的问题,当混凝土出现了性能方面的问题,人们首先向外加剂供应方提出要求,而外加剂厂商也习惯了立即用各种复配手段来满足要求,很少或不能去考虑其它方面的原因,只能在复配原料及相对参量上去做文章,往往是事倍而功半。
聚羧酸高性能减水剂应用中的问题及复配技术导言建筑行业一直被视为污染环境的重点行业之一,近十几年来,中国建设规模愈来愈大,与此同时现代化大型工程都对混凝土的综合性能提出愈来愈高的要求。
因此,混凝土必须要往绿色、经济、高强、耐久等方向去发展。
所以说包括高效减水剂在内的混凝土外加剂在今后的工程中也将扮演着重要的角色。
减水剂的发展一般可以分为三个阶段:以木钙为代表的第一代普通减水剂阶段;以萘系为代表的第二代高效减水剂阶段和以聚羧酸系为代表的第三代高性能减水剂阶段。
由于前两代木质素磺酸盐系普通减水剂和萘系高效减水剂自身材料和性能的局限性,已经不能够满足现代化建设工程实际的要求。
而在20世纪90年代,所兴起的聚羧酸高效减水剂由于其良好的技术特性和环保优点,从而非常符合现代化混凝土工程的建设。
聚羧酸系减水剂有害物质含量低、掺量少但减水率高、保坍性能好,减小收缩且提高强度,这些优良的特性使其迅速占据了减水剂的市场,大幅度的应用到实际工程中去。
我国的三峡工程、北京电视中心、杭州湾跨海大桥等重大基础设施的混凝土工程中都使用了聚羧酸系减水剂,从其在这些工程中出不难看出,聚羧酸系减水剂在我国未来有很大的发展空间,未来聚羧酸系减水剂的应用趋势势必从过去的重大工程转向一般工程、普通工程中去。
聚羧酸减水剂的国内外研究现状1.国外研究现状率先研发推广应用聚羧酸减水剂的是日本。
早在1986年,日本触媒公司最先成功研发出具有一定比例的亲水性官能团的聚羧酸系高效减水剂,该减水剂以其高减水率和低坍损迅速引起了业内人士的关注。
随后逐渐应用在实际混凝土工程中。
在1995时,日本的聚羧酸系高效减水剂用量已经远远超过了萘系减水剂,大约占市场份额的80%。
日本将聚羧酸系高效减水剂命名为高效能AE减水剂,,且分别1995年和1997年先后纳进JISA6024国家标准和行业标准。
欧美[国家对聚羧酸高性能减水剂的研究起步都晚于日本,美国等国家更加偏向于研究使用聚羧酸高效减水剂以后新拌混凝土的减水性能、坍损情况、以及混凝土泌水等问题,但其整体的使用量是远远小于日本,大约仅占两成左右。
聚羧酸系高性能减水剂应用中的几个问题随着高性能混凝土技术的发展,特别是今后混凝土不但性能要高,而且必须向着绿色的,与环境和谐相处的可持续发展方向发展。
聚羧酸系减水剂做为第三代减水剂,由于它在高性能混凝土中发挥了不可替代的优势,本身与环境友好的特点,在国内外已得到了普遍的认可。
聚羧酸系减水剂从1986年日本触媒公司首次将产品打入市场至今也不过短短的20年时间。
国内近几年来(进入21世纪以后),也给予极大的关注,最近这些年发展势头更加汹涌。
仅仅四五年时间,进入商品领域的生产厂家由几家发展到了几十家。
不少科研单位,高等院校都拥有了自主的知识产权,产品进入了各种工程用混凝土领域。
国内发达地区近年建设的一些标志性工程几乎都使用了聚羧酸系高减水剂,如上海磁悬浮列车轨道梁工程,北京奥运主场馆工程、三峡工程、首都国际机场扩建工程、杭州湾跨海大桥工程,大小洋山深水港工程,北京——天津城际轨道交通工程等,都取得了满意的效果,同时也积累了许多的应用技术方面的经验,也发现了不少应用技术中的新问题。
铁道部为即将开工的京沪高速铁路制定的高性能混凝土技术条件,空军的军用机场自密实水泥混凝土道面施工技术规范,在这些混凝土中也都考虑主要使用聚羧酸系高减水剂,为此,从06年就开展了相关的试验研究工作。
我们有机会接触到了一些聚羧酸系高性能减水剂应用技术工作,在叹服聚羧酸系高性能减水剂优越性能的同时,也发现了一些应用当中出现的各种问题,这些现象的出现对长期习惯于应用以萘系为主的高效减水剂的人会感到非常不合常理、或者叫做在我们的预料之外,这与我们对聚羧酸系高减水剂原来过高的期望值产生了差距。
人们原本期望新的外加剂不但性能优越而且能解决混凝土其它组分的在的一些问题,因为聚羧酸系高减水剂的“适应性”很好。
过去已经习惯了一种好的外加剂应当能解决一切混凝土性能方面的问题,当混凝土出现了性能方面的问题,人们首先向外加剂供应方提出要求,而外加剂厂商也习惯了立即用各种复配手段来满足要求,很少或不能去考虑其它方面的原因,只能在复配原料及相对参量上去做文章,往往是事倍而功半。
目前只有聚羧酸系减水剂能够实现这里所说的“高性能”,所以高性能减水剂一般也就是聚羧酸系高性能减水剂。
聚羧酸系减水剂作为继萘系、密胺系、脂肪族系和氨基磺酸盐系减水剂之后研制生产成功的新型高效减水剂,以其在掺量较低时(固体掺量0.15%~0.25%)就能产生理想的减水和增强效果、对混凝土凝结时间影响较小、坍落度保持性较好、与水泥和掺和料适应性相对较好、对混凝土干缩性影响较小(指通常不过分增加干缩)、生产过程中不使用甲醛和不排放出废液、SO42-和Cl-含量低等突出特点,从一开始就受到研究者和部分应用者的推崇。
但另一方面,聚羧酸系减水剂在实际工程应用中却经常表现出某些难以想象的现象,这给聚羧酸系减水剂的应用带来很大难题。
下面针对聚羧酸系减水剂的研发、生产和应用提出一些建议。
1聚羧酸系高性能减水剂在应用中的技术特点1.1 混凝土减水率与净浆流动度和砂浆减水率关系不密切在《混凝土外加剂》(GB8076)标准修订进行的试验中发现,聚羧酸系减水剂在混凝土中的减水率与净浆流动度、砂浆减水率之间的关系不密切。
这一点对工程中常用净浆流动度或/和砂浆减水率评价减水剂减水率的做法提出了挑战。
1.2 混凝土坍落度保持性与净浆流动度保持性关系不密切试验中经常发现,掺加某种聚羧酸系减水剂的净浆流动度在1h~2h内可以保持得很好,而混凝土坍落度损失却异常迅速,而有些聚羧酸系减水剂尽管在净浆中表现不是很好,但在混凝土中却有上佳表现。
1.3 混凝土抗压强度比与减水剂减水率之间关系不甚密切实际上,其他减水剂也如此,抗压强度比与减水率之间的关系很复杂,这一方面在于不同减水剂的引气性不同,另一方面可能是减水剂中活性基团、游离的离子不同,而这些对水泥水化进程均有不同程度的影响。
1.4 减水增强效果对混凝土原材料和配合比的依赖性大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,其减水率比其他品种减水剂大得多。
但必须注意的是,与其他减水剂相比,聚羧酸系减水剂的减水效果与试验条件的关系更大。
聚羧酸减水剂作为一种新型减水剂,具有低掺量高减水率的特点,且随着功能型聚羧酸减水剂的研发应用,使得聚羧酸减水剂的应用更加广泛。
但聚羧酸减水剂不同于传统高效减水剂,如脂肪族、萘系等,如聚羧酸高性能减水剂饱和掺量较传统的萘系、脂肪族高效减水剂饱和点窄,其对用水量、外加剂掺量以及砂石质量敏感性强。
在当前复杂多变的混凝土原材料给聚羧酸减水剂的使用带来新的挑战,有时会出现一些异于传统高效减水剂的特点。
因此,在生产实践过程中,应注意分析产生异常现象的原因,以便控制混凝土质量,不宜照搬照抄传统高效减水剂的经验来使用聚羧酸减水剂。
针对聚羧酸减水剂使用过程中的一些异常现象及对策加以整理,以供大家参考。
欢迎大家把聚羧酸减水剂使用过程中的一些异常现象,留言分享。
现象一、与胶凝材料的相容性问题我国水泥矿物组成复杂,再加上混凝土公司矿物掺合料来源复杂,质量不稳定,尤其是粉煤灰。
造成聚羧酸减水剂饱和点波动较大,减水率大小不一,坍落度损失情况多变,有时出现混凝土拌合物泌水、离析,或者坍落度损失大,像“豆腐渣”一样没有流动性。
水泥的细度、新鲜度,水泥里掺合料的种类和掺量,矿物组分尤其铝酸三钙的含量,石膏的种类和掺量,粉煤灰含碳量和需水量等性能都会影响减水剂对胶凝材料的适应性。
解决方案:(1)通过调整粗骨料比例,降低空隙率,调整砂率,在保证水胶比的前提下增加调整浆体用量。
(2)采用聚羧酸减水剂复配技术,调整不同功能的聚羧酸减水剂比例改善减水剂性能,一如醚类和脂类5: 5 效果较好;(3)适当调整外加剂掺量,但调整幅度不宜过大,如调整幅度控制在0.2%以内,单次调整太多掺量容易导致过掺或外加剂用量不足,不利于准确把握混凝土拌合物状态,太少又效果不明显;(4)改变聚羧酸减水剂复配种类,采用“先消,后引”,复合使用保坍剂,如葡萄糖酸钠复合白糖、磷酸盐、柠檬酸、改性淀粉等,使用可溶性纤维素、黄原胶、糊精、改性可溶增稠剂。
现象二、混凝土坍落度变化大混凝土生产过程中聚羧酸减水剂用量没有发生变化时,混凝土拌合物状态发生较大的变化,突然流动性较大或离析,或坍落度过小。
在叹服聚羧酸减水剂优越性能的同时,由于在混凝土生产过程采用原材料的差异性以及技术人员的认识局限性、使用习惯性和理论认知水平的高低,也经常发现一些不合常理的事情,或者说出乎意料。
虽然采取复配或调整用量的手段来改善聚羧酸减水剂的这种不同寻常,但有时仅仅是改善,却达不到满意的效果。
为此,重新认识聚羧酸减水剂,克服传统思维定势还是有必要的。
(一)聚羧酸减水剂与胶凝材料适应性问题实践中发现,聚羧酸减水剂对不同的水泥,不同品种矿物掺合料的有明显的适应性问题,有时甚至十分“挑剔”。
水泥与聚羧酸高性能减水剂之间的适应性,会受到诸多因素的影响。
如:水泥的组分、比表面积、含碱量、石膏掺量和品种都对聚羧酸减水剂的适应性产生影响。
聚羧酸系减水剂对不同水泥的饱和点有差别、减水率降低、混凝土坍落度损失加大,混凝土缺浆出现“豆腐渣”现象,泌水、沉降离析、难泵送的问题,对掺量敏感出现混凝土打不开或过度释放的问题。
如聚羧酸减水剂对A水泥用1.8%(固含量10%)的掺量可获得满意的状态,而B水泥却要掺到2.2%,才有较好的状态,且有时一旦超过2.2%的掺量,混凝土拌合物又很容易泌水。
目前聚羧酸减水剂适应性而言,解决的办法有以下几种:(1)在保证混凝土强度的前提下,通过调整砂率、粗骨料的大小比例、增加混凝土体系浆体量;(2)母液采用醚脂类复合和适当增加掺量,一般建议醚类和脂类5:5效果较好,掺量以0.2%的幅度增加;(3)适当添加或改变其中组分,使用SJ、德固赛DY、稳泡剂AR、K12等引气剂,增加保坍剂比例,使用葡萄糖酸钠、白糖、磷酸盐、ATMP、柠檬酸、改性淀粉等复合缓凝剂,使用可溶性纤维素、黄原胶、糊精、改性可溶增稠剂,或者给混凝土补“硫”或“碱”大多可以改善;(4)改变聚羧酸分子结构,在合成过程中调整某些组分来调整其适应性。
对于掺合料而言,粉煤灰的影响明显大于矿渣粉,一般来说,一级粉煤灰适应性好,二、三级粉煤灰容易出现不适应的情况,尤其是三级粉煤灰质量差时,及时提高聚羧酸减水剂用量效果依然不能明显改善。
聚羧酸高效减水剂作为我国第三代减水剂的代表,其较之以木钙为代表的第一代减水剂和以萘系为代表的第二代减水剂,有着高减水率、高保坍性、高增强等优点。
特别适用于配制高耐久性、大流动度、高保坍、高强度以及清水混凝土工程。
但其对混凝土原材料的品质及生产工艺要求较高,对集料的含泥量尤为敏感,因此在实际使用过程中还应有所注意。
1、聚羧酸减水剂依然存在与水泥适应性的问题,对于个别水泥会出现减水率偏低,坍损较大的现象,因此当水泥适应性不好时应当进行混凝土试配调整外加剂掺量,以达到最佳效果。
另外水泥的细度和储存时间也会影响聚羧酸减水剂的使用效果。
在生产中应杜绝使用热水泥,如果使用热水泥与聚羧酸减水剂拌合后,表现出混凝土的初始坍落度更容易出来,但外加剂的保坍效果会减弱,有可能出现混凝土坍落度的迅速损失。
2、聚羧酸减水剂对原材料的变化较为敏感,当砂、石材料以及掺合料如粉煤灰、矿粉等原材料的质量发生较大变化时,将对掺聚羧酸减水剂的混凝土性能有一定影响,应重新以变化后的原材料进行试配试验以调整掺量达到最佳效果。
3、聚羧酸减水剂对于集料的含泥量特别敏感,含泥量过大会降低聚羧酸减水剂的性能。
因此使用聚羧酸减水剂时应严格控制集料的品质。
当集料含泥量增加时应提高使用聚羧酸减水剂的掺量。
4、聚羧酸减水剂因减水率较高,其混凝土坍落度对用水量特别敏感。
因此在使用过程中必须严格控制混凝土的用水量。
一旦超量时,混凝土会出现离析、泌水、板结及含气量过大等不良现象5、使用聚羧酸减水剂在混凝土的生产过程中宜适量增加搅拌时间(一般比传统外加剂高一倍),这样聚羧酸减水剂的空间位阻能力能更容易的发挥,便于生产中对混凝土坍落度的控制。
(搅拌时间不够,很可能出现送到工地现场混凝土的坍落度要比在搅拌站控制的混凝土坍落度偏大)。
6、随着春季的来临,昼夜温差变化较大,在生产控制上应随时注意混凝土的坍落度变化情况及时的调整外加剂用量(做到低温低掺,高温高掺的原则)。
聚羧酸减水剂在混凝土应用中常见问题聚羧酸类减水剂以其优越的性能和无污染生产,近年来在国外发展很快,尤其在日本,聚羧酸与萘系的使用比例已经超出7:3.聚羧酸类减水剂从分子结构、作用原理和在混凝土中的表现行为与传统减水剂有很大区别,因此,正确认得和合理使用是推广聚羧酸减水剂应用的紧要环节。
聚羧酸系减水剂具有掺量少、减水率高、保塑性能好、与水泥适应性强、混凝土收缩小等特点。
但在聚羧酸系减水剂工程应用过程中发现,该减水剂与其他减水剂一样,也有确定的局限性,其优点只是相对的,所以,在生产使用过程中仍然要通过试验检验后方可以应用。
在工程应用过程中,常显现以下问题,依据实际情况提出分析解决方案。
一、与水泥适用性水泥和胶凝料子成分多而杂多变,从吸附—分散机理来看,不行能找到一种什么都适应的减水剂,聚羧酸减水剂尽管具备比萘系更广泛的适应性,但仍可能对部分水泥适应性差。
这种适应性大多反映在:减水率降低和坍落度损失加添。
即使是同一种水泥,球磨到不同细度时,减水剂的作用也会不同。
现象:某搅拌站用所在地区某P—042.5R水泥,给某工地供应C50混凝土,用的是聚羧酸系高效减水剂,做混凝土搭配比时,发现该水泥用减水剂的掺量比其他水泥稍多,但实际搅拌时,出厂混凝土拌合物坍落度目测有210mm,到工地往混凝土泵车中卸料时,却发现该车混凝土已卸不出来,通知厂内送一桶减水剂加入搅拌后,目测坍落度有160mm,基本可以满足泵送要求,但刚卸过程中,又显现卸不出来现象,赶忙把该车混凝土返厂,加入大量的水及少量的减水剂,才尽力卸出,险些凝固在搅拌车中。
原因分析:没有坚持对每一批水泥在开盘前做与外加剂的适应性试验。
防备:对每一批水泥在开盘前用施工搭配比做一次复配试验。
选择合适的掺合料,“煤矸石”做掺合料的水泥与聚羧酸系减水剂的适应性差,躲避使用。
二、用水量的敏感性由于采用聚羧酸减水剂后,混凝土的用水量大幅度减少,单方混凝土的用水量大多在130~165kg;水胶比为0.3—0.4,甚至不足0.3.在低用量水情况下,加水量波动可能导致坍落度更改很大,引起混凝土拌和物坍落度蓦地变大、泌水。
聚羧酸减水剂配制混凝土易出现的问题聚羧酸减水剂作为一种新型减水剂,具有低掺量高减水率的特点,且随着功能型聚羧酸减水剂的研发应用,使得聚羧酸减水剂的应用更加广泛。
但聚羧酸减水剂不同于传统高效减水剂,如脂肪族、萘系等,如聚羧酸高性能减水剂饱和掺量较传统的萘系、脂肪族高效减水剂饱和点窄,其对用水量、外加剂掺量以及砂石质量敏感性强。
在当前复杂多变的混凝土原材料给聚羧酸减水剂的使用带来新的挑战,有时会出现一些异于传统高效减水剂的特点。
因此,在生产实践过程中,应注意分析产生异常现象的原因,以便控制混凝土质量,不宜照搬照抄传统高效减水剂的经验来使用聚羧酸减水剂。
针对聚羧酸减水剂使用过程中的一些异常现象及对策加以整理,以供大家参考。
欢迎大家把聚羧酸减水剂使用过程中的一些异常现象,留言分享。
现象一、蜂窝、麻面混凝土剪力墙、柱等竖向结构浇筑拆模后,表面出现大量蜂窝、麻面。
部分混凝土浆体从模板缝中窜出,楼面上残留一层水泥浆。
原因:聚羧酸减水剂固含量较高,掺量低,使用过程中用水量对外加剂用量十分敏感,混凝土用水量微弱变化(变化3~5kg/m3)均会造成混凝土的剧烈变化。
此外,聚羧酸减水剂减水率高,计量的误差都可能造成混凝土状态严重变化,稍超量混凝土就会离析,失去黏聚性,浆体与骨料分离,严重时造成堵泵。
浇筑到模板内的混凝土,由于混凝土分层、离析,浆体易从模板缝隙中流出,结构表面只剩下骨料,导致表面形成蜂窝、麻面。
建议:在使用聚羧酸减水剂时,不宜选用低掺量,高固含量,减水率较高的高浓型聚羧酸,宜选用固含量8%~10%的聚羧酸减水剂,使用过程中应严格控制外加剂掺量和用水量。
现象二、混凝土结构出现泡沫层剪力墙或柱等竖向结构,上表面出现一层砂浆层或泡沫层,无粗骨料。
原因:(1)聚羧酸减水剂掺量大,且含气量大;(2)聚羧酸和水泥助磨剂发生化学反应,产生气泡;(3)混凝土过振浆体上浮,骨料下沉,混凝土出现离析、分层,表层浆体多,伴有大量气泡,硬化后形成无强度的泡沫层。
一、引言随着建筑行业的发展,作为建筑材料的商品混凝土也必然经历产品的更新,以满足目前高强、高性能、耐久性及高层泵送的技术要求。
就目前而言,作为商品混凝土原材料的水泥、砂、石、粉煤灰等,其质量经过了多年的使用,并没有质的改变,但减水剂却经历了多次的产品换代,那么提高混凝土产品质量最好的方法就是使用性能更好的减水剂,而作为第三代高性能减水剂的聚羧酸系减水剂自然成为了各商品混凝土搅拌站的首选。
二、聚羧酸减水剂的特点就商品混凝土而言,聚羧酸系减水剂与萘系减水剂相比,具有以下特点:1、在较低掺量时就能达到理想的减水率;2、强度增长效果大;3、具有较好的流动性及保坍性,对混凝土的凝结时间影响较小,可满足远距离、超高层建筑的混凝土泵送要求;4、对水泥的适应性好;5、混凝土体积稳定性好,对现浇板面的裂缝情况有很好的控制作用。
目前国内高铁动车等线路的混凝土施工均使用聚羧酸系减水剂,并取得了很好的效果,但商品混凝土搅拌站与这些专用拌合站在原材料采购、管理运行等方面存在较大差异,导致商品混凝土搅拌站在使用聚羧酸减水剂时,会出现各种各样的问题,本文就聚羧酸减水剂在商品混凝土搅拌站使用过程中出现的问题进行探讨。
三、聚羧酸减水剂在混凝土应用中的常见问题及控制要点(一)坍落度损失大1.1初始坍落度、扩展度小聚羧酸减水剂主要应用于大坍落度、大流动度混凝土的生产,但商品混凝土使用过程中,因浇筑部位的不同,坍落度要求范围覆盖160mm到220mm,在实际生产供应过程中,会出现坍落度损失不稳定的情况。
针对上述问题,通过使用相同原材料,对砂率进行调整,改变初始坍落度进行试验,结果如下:从数据中可明显看出坍落度经时损失的不同,说明聚羧酸减水剂在坍落度小于200mm,扩展度低于550mm时,坍落度损失十分严重。
1.2控制要点:1)在混凝土正常生产施工过程中因尽量保证坍落度大于200mm、扩展度大于550mm,以保证混凝土抵达现场后的工作性;2)在生产坍落度小于200mm,扩展度低于550mm的混凝土时,应车携带适量同种类减水剂备用;2.1现场车辆在等待时熄火在实际施工时,多次遇到连续发出的混凝土坍落度经时损失不一致的情况,通过对出现这一问题车次进行统计,发现此类问题多发生在外部租赁车辆上,通过对现场情况的进一步了解,出现此类问题的车辆均存在等待卸料时熄火的情况。
聚羧酸高效减水剂减水率滞后的现象的一、聚羧酸高效减水剂的定义及作用机理聚羧酸高效减水剂是一种常用的混凝土外加剂,它通过改变混凝土浆体的流动性和黏结性,从而实现减水的效果。
减水剂的主要作用是在一定掺量范围内降低混凝土的水胶比,提高混凝土的流动性和可泵性,改善混凝土的工作性能,同时还能提高混凝土的强度和耐久性。
二、减水率滞后的原因在实际应用中,有时会出现聚羧酸高效减水剂减水率滞后的现象,即混凝土的减水效果不能立即达到预期。
这主要有以下几个原因:1. 聚羧酸高效减水剂的选择不当:不同类型的聚羧酸高效减水剂有不同的适用范围和性能特点,选择不当可能导致减水效果不理想。
2. 混凝土配合比设计不合理:混凝土配合比的设计应根据具体工程要求和材料性能进行合理调整,如果配合比设计不合理,可能会影响减水剂的减水效果。
3. 混凝土原材料的品质问题:混凝土原材料的质量直接影响混凝土的性能,如果原材料存在问题,如骨料含泥量高、水泥品质差等,都会对减水剂的减水效果产生影响。
4. 混凝土施工工艺不当:混凝土的施工工艺包括搅拌、浇筑、养护等环节,如果操作不当,如搅拌时间过长、养护不及时等,都会对减水剂的减水效果产生不利影响。
三、减水率滞后的解决方法针对减水率滞后的问题,可以采取以下措施来解决:1. 合理选择减水剂:根据混凝土的要求和工程条件,选择适合的聚羧酸高效减水剂,并进行试验验证,确保其减水效果符合预期。
2. 优化配合比设计:根据实际情况调整混凝土的配合比,保证混凝土的流动性和可泵性,在减少水胶比的同时达到预期的减水效果。
3. 严格控制原材料质量:对混凝土原材料进行严格的质量控制,确保骨料无泥、水泥品质良好等,避免原材料的质量问题对减水剂的减水效果产生影响。
4. 优化施工工艺:在混凝土的搅拌、浇筑和养护等环节上加强管理,确保施工工艺的合理性,避免操作不当对减水剂的减水效果产生不良影响。
聚羧酸高效减水剂减水率滞后是一种常见的现象,造成这种现象的原因可能包括减水剂选择不当、混凝土配合比设计不合理、混凝土原材料质量问题以及施工工艺不当等。
聚羧酸系减水剂在混凝土中应用存在的典型问题及其解决措施摘要:总结了聚羧酸系减水剂(PCE)在混凝土工程中应用存在的典型技术问题,包括:砂石料含泥量过高引起的PCE分散性大幅下降;混凝土配合比设计不合理导致掺PCE混凝土离析泌水和粘度过高;以及掺PCE的新拌混凝土工作性差、坍落度保持性不理想,硬化后早期强度发展较慢等。
针对这些技术问题进行了详细的机理分析,并从PCE 的制备、复配和其他方面提出了有效的解决措施。
在我国基础设施建设大浪潮的背景下,聚羧酸系减水剂(简称PCE)作为第三代减水剂,凭借其较低的掺量、优异的分散性能、功能可设计性强及制备过程绿色环保等一系列优点已成为我国工程建设领域应用最广的减水剂。
同样,也正是PCE应用领域的不断拓宽、实际工程对混凝土性能要求的不断提高以及混凝土原材料的复杂多变,使得PCE在推广应用过程中遇到了许多亟待解决的技术难题。
对这些技术难题的深入分析和有效解决,不仅有助于PCE的进一步发展,更能提高混凝土品质的稳定性和耐久性,保证建筑物或构筑物的安全使用,因此意义十分重大。
1、混凝土原材料品质差的问题混凝土外加剂的推广应用为混凝土性能提升及混凝土技术进步起到了直接的推动作用,也正是因为混凝土外加剂能够很好地解决混凝土性能需求方面的问题,使得混凝土工程人士越来越依赖混凝土外加剂,甚至一味地认为混凝土外加剂是解决一切混凝土性能问题的“万金油”。
当混凝土工程出现任何问题时,人们首先向外加剂厂商提出要求,而外加剂厂商因受产业链所处地位的限制和自身职业习惯,也习惯性地认为通过调整外加剂配方和使用方式几乎能够解决所有问题,但往往只取得事倍功半的效果。
事实上,多数的外加剂应用效果波动是与混凝土原材料物性波动直接相关的。
笔者认为,保证混凝土各原材料的稳定供应是保证混凝土质量的关键。
水泥与各类辅助胶凝材料性能对减水剂作用效果的影响在之前的许多文献中都有所报道。
近年来,随着优质砂石资源的日益枯竭,机制砂和含泥量大的砂石骨料被大量应用于混凝土工程中,这些原材料的使用给PCE的安全高效应用提出了巨大挑战,下面将针对此类问题进行分析并提出解决措施。
使用聚羧酸减水剂的注意事项聚羧酸减水剂是一种常用的混凝土外加剂,可以有效降低混凝土的水灰比,提高混凝土的流动性和工作性能。
然而,在使用聚羧酸减水剂时,也需要注意一些问题,以确保混凝土的质量和施工效果。
本文将介绍使用聚羧酸减水剂的注意事项。
使用聚羧酸减水剂前,应仔细阅读产品说明书,并按照说明书的要求正确使用。
不同类型的聚羧酸减水剂具有不同的特性和适用范围,因此在选择和使用时要根据具体情况进行评估和判断。
同时,注意检查聚羧酸减水剂的生产日期、质量和储存条件,确保产品符合要求。
使用聚羧酸减水剂时应按照建筑设计和混凝土配合比的要求进行施工。
在混凝土搅拌过程中,应根据需要适量添加聚羧酸减水剂,并严格控制添加剂的用量,避免过量使用或不足使用。
过量使用聚羧酸减水剂可能导致混凝土过于流动,难以控制施工质量;而不足使用则无法发挥减水剂的效果,影响混凝土的性能。
使用聚羧酸减水剂时要注意与其他外加剂的配合使用。
某些外加剂的成分可能与聚羧酸减水剂发生化学反应,影响减水剂的效果。
因此,在混凝土配合比的设计和施工过程中,需要将聚羧酸减水剂和其他外加剂的配合使用进行评估,并遵循相关规范和建议。
使用聚羧酸减水剂的过程中,要注意混凝土的搅拌时间和搅拌速度。
聚羧酸减水剂在混凝土搅拌中的作用时间有限,过长的搅拌时间可能导致减水剂的效果减弱。
因此,在使用减水剂的过程中,要根据混凝土的工作性能和施工要求,合理控制搅拌时间和搅拌速度。
使用聚羧酸减水剂的注意事项还包括施工温度和湿度的控制。
聚羧酸减水剂的性能和效果受环境条件的影响较大,高温和低温都可能对减水剂的效果产生不利影响。
因此,在使用减水剂的施工过程中,要根据当地的气候条件和施工环境,合理控制温度和湿度,以确保减水剂的效果和混凝土的质量。
使用聚羧酸减水剂需要注意一系列问题,包括正确选择和使用减水剂、控制添加剂的用量、与其他外加剂的配合使用、合理控制搅拌时间和搅拌速度,以及控制施工温度和湿度等。
安全使用聚羧酸系减水剂注意事项
1、提高技术水平,稳定产品质量,加强技术储备
生产聚羧酸系减水剂的企业建议与高校及科研院所积极展开合作,适时调整合成工艺参数,对影响聚羧酸系减水剂产品性能的各种因素充分了解,通过联合或自主研发,稳定产品质量,通过创新产品,进一步适应市场需求。
2、结合工程加强试配
采用工程使用的原材料,试配掺外加剂的混凝土,同时检测条件与施工条件相同,根据设计及施工要求再确定检测项目。
当混凝土性能要求或者工程所用原材料发生变化时,应再次进行混凝土减水剂添加的试配试验。
3、严禁其它品种外加剂的混入
①只能由外加剂生产厂或供应商进行聚羧酸系减水剂的复配,减水剂使用者只需检测验收其相关性能,不得将其它组分混入其中,也不得在其中复配任何其它组分。
②用于掺聚羧酸系减水剂的混凝土的设备要固定,例如混凝土运输车辆、搅拌设备、泵送设备等。
55聚羧酸系高效减水剂应用误区探讨693人阅读
本文从七个方面探讨了聚羧酸系列高效减水剂在实践工程使用中常见的误区,并分析造成此类现象的原因,提出了相应的注意事项。
本文从七个方面探讨了聚羧酸系列高效减水剂在实践工程使用中常见的误区,并分析造成此类现象的原因,提出了相应的注意事项。
隐藏>> 聚羧酸系减水剂作为做为第三代减水剂,由于它在高性能混凝土中发挥了不可替
代的优势,生产过程低污染、环境代价低,在国内外已得到了普遍的认可,最近这些
年发展势头更加汹涌,仅仅四五年时间,国内进入商品领域的生产厂家由几家发展到
了几十家,不少科研单位,高等院校都拥有了自主的知识产权,产品进入了各种工程
用混凝土领域。
山西省近年来建设的一些标志性工程,几乎都使用了聚羧酸系高减水
剂,如石太客运专线、太中银铁路、太原机场扩建、太原新火车站、阳五高速公路、太佳高速公路、山西省体育中心等,都取得了比较满意的效果,同时也积累了许多的应用技术方面的经验。
然而在叹服聚羧酸系高性能减水剂优越性能的同时,也在应用中发现了一些问题,这些问题的出现令我省长期应用萘系高效减水剂的施工技术人员感到非常不适应,甚至对聚羧酸系减水剂产生了排斥心理。
如何避免聚羧酸系高减水剂的应用误区,使之发挥更好的效果,成为我们目前急需探讨的课题。
1.应用误区分析
1.1应用误区之一: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。
1.2应用误区之二: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。
为保证本厂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。
1.3应用误区之三: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。
1.4应用误区之四:聚羧酸减水剂配制的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。
1.5应用误区之五:与其它品种减水剂配合使用,无叠加的作用效果
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。
但自从本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。
1.6 应用误区之六: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。
1.7应用误区之七:产品的性能稳定性太差
我省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。
2. 结语
山西省作为能源重化工基地,发展聚羧酸系高性能减水剂具有得天独厚的条件,而作为新一代高性能混凝土用减水剂无疑具有突出的优势和强大的生命力,我们应该充分利用本地资源,开发它的优势,改进它的不足,正确认识和应用聚羧酸减水剂,安全高效地满足工程的实际需求。
作者简介:
李文宇,山西职业技术学院材料工程系,主要从事材料工程方向的教学、科研。