混凝土外加剂检测及应用技术探讨 黄如晖

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:黄如晖
[导读] 摘要:本文就含气量、用水泥、相容性、检测掺量、成型振捣以及配合比坍落度六个方向论述了行业内普遍反映外加剂标准检测方面的问题,并针对混凝土外加剂检测问题及应用技术发展趋势展开进一步探究。
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        摘要:本文就含气量、用水泥、相容性、检测掺量、成型振捣以及配合比坍落度六个方向论述了行业内普遍反映外加剂标准检测方面的问题,并针对混凝土外加剂检测问题及应用技术发展趋势展开进一步探究。
        关键词:混凝土;外加剂;标准检测;应用
        1外加剂检测普遍反映的问题
        (1)检测用水泥问题
        专用的基准水泥:42.5强度等级的P•I型硅酸盐水泥用于混凝土外加剂性能检测。经长期的试验检测分析基准水泥检测结果与现场实际使用效果没有较强的对应关系,当保证所用的减水剂相同时,基准水泥与现场使用水泥二者检测结果存在较大差异。在实际工作场所中,在规定标准下合格的外加剂应用效果往往不佳,然而不合格的外加剂应用效果反而更好,因此建议采用工程水泥进行检验。
       
        图 1  用不同水泥检验外加剂的抗压强度比试验结果
        由图1可知,抗压强度比检测结果基准水泥<工程水泥,当工程水泥应用于检验时,在28d、7d的抗压强度相比较基准混凝土较低,进而抗压强度比在受检混凝土表现值较高。其次外加剂的质量水平可由基准水泥检测结果反映,但是检测结果用工程水泥时相差不多。所以抗压强度比在基准水泥下表现值合格则工程水泥也合格。因此,采用基准水泥进行产品质量检测并作为国家标准,原因是混合材不掺入到P•I型硅酸盐水泥,而在工程水泥中掺入量较多,对外加剂的适应性影响较大,质量参差不齐。产品标准直接意义不体现在工程具体应用中而是体现在横向比较产品质量结果中。
        (2)含气量问题
        含气量是混凝土特别重要的指标,混凝土的耐久性和和易性在适当的含气量下有所提高,高性能减水剂具有一定的引气性,较高的减水率和良好的坍落度保持性能,与其他减水剂相比,高性能减水剂在配制高强度混凝土和高耐久性混凝土时,具有明显的技术优势和较高的性价比。实际生产过程中经过搅拌、运输及泵送的新拌混凝土再经过入模、振捣后含气量变化非常大,真实含气量与实验室的静态测试结果之间基本没有对比性。
       
        图 2  用不同的水泥检验外加剂的含气量试验结果
        由图2可知,工程水泥的检测结果往往低于基准水泥,原因是较多的混合材掺入到工程水泥中,导致一部分气体被“吸收”,所以含气量的测试结果值较低。
        (3)检测掺量问题
        外加剂的掺量标准在《混凝土外加剂》中规定严格按照厂家制定掺量。生产厂家指定的掺量在实际检测过程中检测值通常偏高。泌水和抓底的现象会出现,基本超掺,进而减水率检测值异常升高,抗压强度比较高;但是泌水率指标一般不会满足规范要求,实际检测过程中只有通过经验对外加剂掺量进行微调实现减水率、强度、泌水率等指标符合规范要求。在实际拌合混凝土过程中如果出现泌水和抓底现在一般通过以下几种方式来调整混凝土和易性:1、适当降低外加剂的掺量;2、加大混凝土中胶凝材料的用量;3、适当的提高砂率;4、在外加剂中增加一些引气剂来提高混凝土的含气量。
        (4)相容性问题
        外加剂应用过程中存在的主要问题是外加剂与水泥、掺合料之间的适应性的问题。外加剂与水泥之间的适应性会受到水泥中所含的石膏材料、混合料、矿物成分和含碱量影响,因此批次和厂家不同都会影响外加剂的适应性;混凝土的配合比,尤其是水胶比、矿物外加剂的品种和掺量也会出现不适应问题;混凝土的搅拌加料顺序、搅拌时的温度、搅拌机的类型等都有可能出现相容性问题;因此只有通过试验逐渐排除找出原因,最后再进行调整。
        (5)配合比及坍落度控制问题
        《混凝土外加剂》规定:360kg/m3和330kg/m3分别是掺加高性能减水剂(或泵送剂)和其他外加剂时基准混凝土和受检混凝土的单位水泥用量。由于高效减水剂和泵送剂广泛应用于混凝土企业,减水率和含固量基本一致,所以泵送剂和高效减水剂应被归为一类,在配合比设计中高性能减水剂360kg/m3为统一的单位水泥用量,210±10mm为坍落度控制范围,砂率为43%~47%,适当降低砂率,外加剂的真实效果才能更真实的反映出来,坍落度在实际工程混凝土中所表现的值才能与之对应。坍落度试验过程中注意下列几点可能对试验结果产生差异的因素:1、插导的方式;2、底板的平整度及厚度刚度;3、提桶的速度及垂直度。
        (6)抗压强度比成型振捣问题
        15-20s是振动台的振动时间,也是混凝土外加剂的试件制作标准要求。210±10mm的坍落度作为泵送剂的基准混凝土以及受检混凝土;硬化混凝土在进行试件成型检测时选择15-20s的振动台振动会产生过振现象,较差的粘聚性基准混凝土过振问题最大,混凝土在试件中产生分层现象、上部砂浆不匀称且多、石子下落,直接影响了硬化混凝土中每个龄期的拓展,加剧了硬化混凝土各项指标的离散现象,导致试验结果无效。相关从业人员表示通过5-10s振动台振动,不仅可以确保检测的一致性,而且还不会引发过振现象。个人感觉210±10mm的混凝土坍落度,可以采用人工插捣法进行,将80±10mm作为混凝土坍落度时,通过振动台进行振动。
        2 外加剂的应用及发展趋势
        外加剂的应用与混凝土原材料两者之间相互联系。依据混凝土原材料来看,粉煤灰自身质量逐渐下降,掺杂很多杂质,工程中应用最多见的是脱硫灰、浮黑灰与脱硝灰,极易引起工程质量问题。在水泥中,工业废渣与固体废弃物等多种材料混杂在一起,直接导致外加剂的适应能力降低。我国自然河砂紧缺,常用的混凝土砂为中砂,细度模数为2.3~3.0。某地大批量生产正规机制砂的比较少。由于资源匮乏致使市场上的机制砂种类繁杂,砂石中的含泥量都较高;对于比较低的胶凝材料混凝土中低标号,高标准的保水粘聚性自密性的混凝土与含粉少、低级配的混凝土,以上几种情况容易引发离析泌水;行业需要解决的重难点包括:含泥量较高的混凝土以及离析泌水现象。
        根据上文可知,混凝土自身的原材料有很大区别、原材料质量都比较差,混凝土最大问题就是含泥量高、离析泌水现象,对外加剂的生产与使用有了更高的标准,将来发展方向为混凝土原材料作为复合型掺合料,优质机制砂是细骨料。拓展混凝土外加剂是以新型环保以及复合多功能型趋势发展。根据混凝土外加剂的功能来说,针对工程项目的建设要求,面临材料较差、波动大等因素,拓展混凝土外加剂应该先战胜自身缺陷,减水剂要努力实现相对功能型,可以顺应原材料的多种变化,还要将外加剂的理论和使用情况进行有力结合,做好探索工作,丰富经验。为实现外加剂更为标准化奠定坚实的基础。
        3 结论
        (1)基准水泥是作为标准检测的最佳选择,掺量要利用折固法进行型式检验,统一将含量16%作为高性能减水剂,掺量为1.0%;8%的含量是其余统一折固,掺量是1.6%。
        (2)在设计配合比过程中应该把高效减水剂与泵送剂进行统一整合,将配合比统一归纳,210±10mm作为坍落度控制的标准,按经验通过人工插捣法进行成型加工。
        (3)由于混凝土的原材料自身质量比较差、材料不稳定,所以外加剂的生产与使用标准有了更高的标准,行业中需侧重的工作主要包括:混凝土中含泥量高以及离析泌水的问题,也是行业内需要解决的重难点,因而,开拓外加剂应该向抗泥型和粘度进行改性处理。
        参考文献:
        [1]李永军.水泥与混凝土外加剂适应性分析[J].四川水泥,2020.
        [2]张景辉.混凝土外加剂检测技术的探究[J].民营科技,2018.
        [3]代玉兰.混凝土外加剂现状与应用研究[J].当代化工研究,2017.
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