郑 成
山东电力建设第三工程有限公司，山东青岛 266100
摘要：聚羧酸系外加剂因其具有减水率高、掺量低、方便施工等优点，在混凝土工程中已得到广泛应用，但其对水泥温度及骨料含泥量的敏感性相对萘系外加剂也较高，因此掌握其在胶凝材料温度和骨料含泥量波动的情况下对混凝土工作性能的影响程度尤为重要。
关键词：温度、含泥量、聚羧酸外加剂、混凝土工作性能，强度
1引言
聚羧酸系高性能减水剂具有对混凝土的坍落度保持性能好，可延长混凝土施工时间，掺量低，减水率高，收缩小，可提高混凝土的早期、后期强度的特点，目前已广泛应用于混凝土工程中。
但是，水泥温度与骨料含泥量对聚羧酸系高性能减水剂的性能发挥存在一定影响，主要表现为在砂石料不含泥或含泥量低的情况下，聚羧酸减水剂具有非常优越的使用性能，但是随着砂石中含泥量上升，聚羧酸减水剂的坍落度和扩展度的经时损失性能就会大幅下降，混凝土强度也会随含泥量的升高而降低。水泥温度过高时，混凝土拌合物容易出现离析、泌水、坍落度损失变大等问题，使混凝土拌合物不能正常运输与浇筑施工。
2原材料质量波动对掺聚羧酸系外加剂混凝土工作性能的影响
孟加拉艾萨拉姆项目灌注桩混凝土工程，对混凝土入模流动性与保持性能要求较高，因为混凝土入模流动度低和保持性能差的情况下易导致地下导管堵塞，处理时间过长还存在塌孔的风险，从而影响施工进度，造成经济损失。所以在本项目的混凝土生产中添加了聚羧酸系高性能减水剂。
为明确水泥温度及骨料含泥量波动对其工作性能的影响程度及规律，我们进行了专项课题研究，并得出以下数据及结论：
2.1试验方法及试验配比用量
混凝土拌合物坍落度的测试依据《ASTM C 143/C 143M Standard Test Method for Slump of Hydraulic Cement Concrete》。
表1课题用配比
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表3：水泥温度对掺聚羧酸系外加剂的混凝土强度的影响
注：水泥的处理方法：使用烘箱设定所需水泥温度后，放入常温水泥样品进行烘干控温后立即进行混凝土搅拌试验。
2.3 骨料含泥量试验
表4：含泥量对掺聚羧酸系外加剂的混凝土性能的影响
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注：先将砂子中泥粉筛出，砂石含泥量不超过0.3% 时，确定为砂子含泥量为0，然后将砂中筛出的泥按照0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%、5.5%、6.5%、7.5%的比例掺入洗干净的砂子中。在保持保持水胶比不变的条件下，测试不同含泥量对混凝土力学性能的影响。
图1：混凝土扩展度测量
2.4试验结论
从以上试验数据可以得出：
①混凝土扩展度损失随水泥温度的提高而增大，水泥温度越低，保坍时间越长，水泥温度越高，保坍时间越短，当水泥温度超过60℃时，扩展度损失幅度较大，并伴随泌水，粘聚性变差等现象。
造成这一负面影响的原因是水泥温度过高，使得混凝土拌合物温度在短时间内升高较快，更容易激发聚羧酸高性能减水剂的减水技能，在温度较高的情况下释放出更多包裹在拌合物颗粒中自由水，使混凝土拌合物出现泌水和骨料分离的现象，与此同时也会缩短混凝土凝结时间，降低流动性。
② 随着水泥温度的升高，混凝土早起抗压强度越高，但28天抗压强度随温度的升高而降低。
水泥温度对减水剂与水泥相容性的影响主要是由于水泥温度的提高，使得拌合物系统整体温度升高，打破絮凝体释放出的自由水更快的与水泥发生水化反应，生成更多是水化产物，促进水泥水化，使得混凝土的早期强度提高速度较快。但热水泥促进水泥水化速率，提高水泥早期强度的同时，后期由于熟料矿物降低，且生成的水化产物的不均匀分布使得混凝土强度增长乏力，因此高温水泥又会使得混凝土28d强度降低。
③ 随着骨料含泥量的升高，混凝土工作性能及强度会逐渐变差和降低。
当含泥量超过2.5% 时，混凝土工作性能出现下降，主要表现为坍落度和扩展度损失急剧加大，含泥量超过4.5%时混凝土和易性变差，并出现泌水、抓底等现象；在同一水胶比下，混凝土28d 的强度随着砂含泥量的增加而降低，在砂子含泥量在2.5%以上时，强度下降较明显；当含泥量为7.5%时，混凝土强度降低5.3MPa。这说明含泥量高的状态下，聚羧酸减水剂的高保坍性能会受到影响，丧失优异的使用性能。
3 公司生产问题分析与应对
目前在混凝土原材进场时，存在水泥进场温度很高，进场温度达到80-90℃的情况也是有的，在搅拌站存储能力不足和没有制冷设备的情况下，这种高温水泥往往会在未冷却的条件下参与混凝土生产搅拌，造成混凝土入模温度高，工作性能差。特别是在中东和南亚国家，大气环境温度也高，日光强烈，使用高温混凝土浇筑也易产生裂缝。
所以鉴于此问题，在搅拌站建设前期，应对水泥存储能力或冷却设施的建设工作提高重视程度，避免水泥温度过高使得整个拌合物系统温度过高，并应对入模后的混凝土加强养护，避免因早起混凝土温度过高带来温度裂缝等质量问题及经济损失。
目前在公司项目中，在混凝土供应上也无非使用商混和自建搅拌站。特别是工程初期，在自建搅拌站的模式下往往会出现砂石料堆放场地未硬化，造成泥料混杂的存储环境，再加上装载机和大型砂石运输车在堆放区反复碾压来往，出现骨料与场地底层泥土掺和的情况，当在装载机上料落铲贴底时，与泥土混合的骨料会被运入料斗参与混凝土搅拌生产，从而影响混凝土性能及质量。
当砂子的含泥量偏大时，就需要找一种方法解决含泥量对混凝土拌合物性能和力学性能的影响。通常情况下，如果砂子含泥量过大，需要用水进行清洗。目前，企业环保管理严格，而且水洗砂子的工艺比较复杂，泥浆处理是难题，实施难度大。另外，含泥量过大时，要保持混凝土的性能不变，需要增加胶凝材料的用量和聚羧酸减水剂的用量来满足要求，这样无形中增加了混凝土的成本。
所以鉴于此问题，在现场自建搅拌站时，应对砂石存储场地硬化的必要性提高重视程度，并严格控制砂石进场质量，尽量减少影响混凝土的各种不利因素，避免混凝土质量问题及经济损失。
【作者简介】
姓名：郑成 学历：大专
工作单位：山东电力建设第三工程有限公司 岗位：项目检测专业土建试验班长