摘 要:阐述了外加剂对水泥的适应性,认为掌握其适应性就能为高性能混凝土提供关键技术支持,确保混凝土的性能设计和技术控制达到更高的水平。
关键词:建筑材料;外加剂;水泥;适应性应用技术
中图分类号: TU528. 042 文献标识码: B 文章编号: 1008 - 3707 (2006) 03 - 0048 - 03
外加剂对水泥的适应性问题是混凝土工程界经常遇到的问题。适应性是指在混凝土检验用材料、试验条件作了严格规定的条件下,对混凝土中使用外加剂能够产生应有的效果。我国的现行外加剂标准也作了定量的表示。但在实际操作过程中,多数混凝土生产企业在外加剂对水泥的适应性问题上,片面地强调了外加剂应该适应水泥。更有部分行业人士认为水泥的质量波动较小,造成混凝土的质量波动源头为外加剂。因此,有效掌握外加剂和水泥的适应性技术,能为高性能混凝土提供关键的技术支持,使混凝土的性能设计和技术控制达到更高的技术水平。对此,笔者通过对国家标准的理解并且进行较多的细化试验,欲为掌握外加剂和水泥的应用技术提供可供参考的技术数据。
1 外加剂对水泥存在适应性
笔者从杭州地区很多混凝土企业了解到:多数预拌混凝土企业应用的水泥厂家比较多,少的五六家,多的达10多家。水泥产品质量参差不齐,虽然水泥产品的质量符合国家标准的要求,但不同厂家、不同批次的水泥存在质量差异,其中最大的差异是标准稠度过大。从笔者的试验来看: 标准稠度在2413%～2915%,且多数水泥的标准稠度在27%以上,个别标准稠度达到2915%。这对混凝土所产生的影响是很大的。比较直观的是配制混凝土的单方用水量提高,强度降低。为探讨外加剂对水泥的适应性,根据目前水泥的现状,做了以下几个方面的试验对比(试验在同一实验室相同条件下进行,外加剂由杭州华冠建材有限公司提供,水泥均为杭州地区水泥) 。
表1中的三种普通硅酸盐水泥,在掺加LS8012A外加剂后,当与水泥产生不适应时,就能够比较直观、快速的反映出来。以掺量118%为例,外加剂对申河PO4215的水泥适应性较好,水泥净浆流动度达到207 mm,减水率为20%。钱潮PO4215的水泥适应性较差,水泥净浆流动度仅为7315 mm,减水率只为1518%。
表2试验表明:当砂浆流动度为(180 ±5) mm时,不掺外加剂单方用水量在229 ～ 242 ml, 单方用水量差异为514%;掺用外加剂单方用水量在
180～201 ml,单方用水量差异为1015%。减水率波动在161 9%～2013%。
外加剂对水泥的分散性能差异更大。净浆流动度在75～197 mm。通过上述的试验也可以看出,相同质量性能的外加剂,因所用水泥不同带来使用效果的差异。因此,在外加剂的应用上,首先应对所使用的外加剂进行适应性检验,通过检验后根据所用水泥及所配制的混凝土强度等级来决定外加剂的掺量。也可以根据外加剂对水泥的分散效果决定混凝土的单方用水量。
相同质量档次的不同厂家外加剂采用同一种水泥的不同掺量时的适应性试验。以杭州地区的四种不同的外加剂,分别为A,B, C,LS 8012A进行对比试验。水泥为钱潮PO4215,见表3;申河PO4215,见表4。
表3中的四种外加剂均为杭州地区的相同质量档次的不同厂家的产品。笔者以该四种外加剂为材料,水泥为钱潮PO4215,试验结果为该水泥对外加剂的适应性差,初始流动度小,且净浆流动度损失较大:掺量116%时, 60 min 平均净浆损失比率为3112%。最高达41%。掺量118%时, 60 min 平均净浆损失比率为3913%。最高达53%。掺量210%时, 60 min 平均净浆损失比率为5216%。最高达6217%。
由表3中的试验对比可以看出:通过外加剂掺量的调整,初始净浆流动度虽有所增大,但60 min后损失仍在到45% ～6217%。本试验也从另一个角度认识到对外加剂适应性不好的水泥,若采用同一档次不同厂家的外加剂,其结果仍然不能解决适应性问题。
图1为钱潮PO4215,四个不同厂家的外加剂的60 min净浆保留值的示意图。
笔者还采用了另外一种适应性较好的水泥,采用和表3同样的方法试验。数据见表4。
从表4的对比试验数据可以看出,水泥为适应性较好的申河PO4215时,试验情况和表3的钱潮水泥完全不一样。通过图2更可以非常直观的看到,申河PO4215水泥的适应性是好的。
图2为采用申河PO4215,四个不同厂家的外加剂的60 min净浆保留值的示意图。
分析表4的试验数据可以看出:掺量116%时, 60 min平均净浆损失比率非常低,仅为4199%。
掺量118%时, 60 min平均净浆损失比率也只有513%。最高损失率也只有10%。掺量210%时, 60 min 平均净浆损失比率为5158%。
使用申河PO4215水泥的初始净浆流动度是钱潮PO4215水泥的1146～2142倍。且净浆流动度损失小, 60 min净浆损失最大也只有1416%,这与使用钱潮水泥的净浆流动度损失最高达6217%形成了鲜明的对比。
2 外加剂质量评价和外加剂对水泥的适应性的差异
外加剂质量评价和外加剂对水泥的适应性是两个技术层面上的问题,且评价的目的和方法各异,不能混淆。
外加剂对水泥的适应性问题,早就得到了国内外专家的高度重视。《混凝土外加剂( GB 8076 -1997) 》标准中明确规定,评定外加剂质量,应按照规定材料和条件进行试验[ 1 ] 。其中基准水泥是唯一检验混凝土外加剂性能用材料。国标的此项规定,就是考虑到我国90%以上的水泥含有混合材料。其混合材料的种类和掺量变化较大,带来的水泥成分不一,质量差异也较大。这一点,从本文的上述对比试验数据可以看出,如果不采用相同质量的检验用水泥进行试验,是无法准确评定外加剂质量的。
《混凝土外加剂应用技术规范( GB 5011922003) 》[ 2 ]也新增了混凝土外加剂对水泥适应性检测方法(附录A) 。目的是统一外加剂对水泥的适应性检测方法,重视适应性的检测工作。对此,在外加剂的应用技术上,应从两个技术层面上来认识这个问题:一是对外加剂的质量评定,二是认识到外加剂对水泥的适应性,在此基础上,进一步提高外加剂的应用技术。
3 外加剂对水泥的适应性应用技术的关键
(1)抓住所应用的外加剂要解决的技术关键和使用目的,选择适用的外加剂和适宜掺量。
(2)选用的外加剂应满足相应的外加剂产品质量标准。目前已有的外加剂标准有14种,均有相应的技术要求。
(3)掺外加剂混凝土施工应用中还应符合下列有关国家标准:《混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 50204) 》,《预拌混凝土(GB 14902) 》,《混凝土质量控制标准(GB 50164) 》,《混凝土泵送施工技术规程( JGJ /T 10 ) 》,《混凝土结构设计规范( GB10289) 》,《普通混凝土配合比设计规程( JGJ 55) 》,《建筑工程冬季施工规范(JGJ 104) 》。
(4)应注意外加剂对水泥的匹配问题,以便使用对外加剂较为适应的水泥,或对指定水泥使用较为适应的外加剂。
(5)加强技术信息的沟通和共享。由于水泥对外加剂的适应性的客观存在,因此对于预拌混凝土公司来说更应该加强材料检测中的外加剂和水泥的适应性试验,并充分利用试验数据对混凝土生产进行指导。这就要求在混凝土生产过程中的技术数据交流通畅,特别是了解当日水泥和外加剂的适应性数据和相关情况,以便在生产控制中做出及时的调整。
参考文献
[ 1 ] GB 807621997,混凝土外加剂[ S].
[ 2 ] GB 5011922003,混凝土外加剂应用技术规范[ S].
