聚羧酸減水劑在混凝土中的應(yīng)用越來越廣泛，但是由于目前國內(nèi)各地區(qū)原材料品種錯綜復(fù)雜，在聚羧酸減水劑的實際應(yīng)用中存在坍落度損失、泌水等諸多問題。筆者在多年混凝土企業(yè)技術(shù)管理及外加劑復(fù)配應(yīng)用技術(shù)服務(wù)實踐中發(fā)現(xiàn)，許多商品混凝土公司技術(shù)部門對聚羧酸減水劑的作用機理及特點不夠了解，以致不知道如何進行進廠檢測以及正確合理使用。聚羧酸減水劑是由含有羧基的不飽和單體共聚而成，使混凝土在減水、保坍、增強、收縮及環(huán)保方面具有良好性能的減水劑。聚羧酸減水劑屬于表面活性劑，表面活性劑分子由親水基團和憎水基團二部分組成，加入水中后親水基團指向溶液，憎水基團指向空氣、固體或非極性液體并作定向排列，形成定向吸附膜而降低水的表面張力和二相間的界面張力。它的基本作用機理是，當(dāng)水泥漿體中加入減水劑后，減水劑分子中的憎水基團定向吸附于水泥質(zhì)點表面，降低表面能。親水基團指向水溶液，在水泥顆粒表面形成單分子或多分子吸附膜，使水泥顆粒表面帶上相同的電荷，表現(xiàn)出斥力，吸附在水泥顆粒表面的減水劑分子之間的空間位阻斥力使水泥顆粒分散，破壞了水泥絮凝結(jié)構(gòu)，釋放出大量游離水，增大了混凝土拌合物的流動性。

聚羧酸減水劑對水泥堿含量較敏感，水泥與聚羧酸減水劑相容性從流變性的角度考慮，水泥存在一個的可溶堿含量。過低或過高時，對減水劑與水泥的相容性都帶來不利影響。有些水泥廠家為了滿足低堿水泥的指標(biāo)要求，水泥中的可溶性堿含量達不到其值，這樣不僅當(dāng)減水劑摻量不足時會使坍落度有較大損失，而當(dāng)摻量稍高于飽和點時，還會出現(xiàn)嚴(yán)重的離析與泌水；水泥中堿含量高，會使凝結(jié)時間縮短，早期強度提高。

水泥中石膏的存在形態(tài)、水灰比、溫度等因素的綜合作用影響其溶解度，C₃A 和石膏反應(yīng)時生成的鈣礬石較少，不能有效控制 C₃A 的水化速度，使凝結(jié)時間加快，混凝土坍落度損失變快。

減水劑與水泥適應(yīng)性取決于水泥可溶性堿、細(xì)度、C₃A 含量和石膏類型，減水劑在水泥顆粒上的吸附率和水泥水化速率均受這些參數(shù)影響。

如遇到水泥凈漿流動性好，但混凝土坍落度大情況，可能由于混凝土配合比變化，如水灰比、用水量變小，使可溶性 SO₃ 總量減少，導(dǎo)致混凝土坍落度損失快。另外，減水劑摻量過小，使其不能持續(xù)發(fā)揮作用，必然導(dǎo)致坍落度損失過快。

目前，許多商品混凝土公司技術(shù)部門對外加劑的進廠檢測多采用固含量、密度、凈漿流動度等技術(shù)指標(biāo)檢測，很少進行混凝土試驗。

筆者經(jīng)過多年來在混凝土企業(yè)和外加劑公司的工作經(jīng)驗，建議商品混凝土技術(shù)人員在使用外加劑時，首先根據(jù)攪拌站原材料和配合比情況，確定合理的外加劑技術(shù)指標(biāo)并制定適用的檢測指標(biāo)及方法。然后，從采購環(huán)節(jié)遴選外加劑供應(yīng)商，綜合考慮廠家生產(chǎn)規(guī)模、運輸能力、質(zhì)量穩(wěn)定性、技術(shù)服務(wù)能力、價格等因素，但不能把價格作為篩選的指標(biāo)。最后，在減水劑進廠時要嚴(yán)格把關(guān)。有些攪拌站技術(shù)人員對聚羧酸減水劑的收樣檢測辦法比較迷惑。經(jīng)過大量實踐經(jīng)驗，筆者建議攪拌站技術(shù)人員把外加劑進廠必測項目定為：密度、混凝土減水率或膠砂減水率，也可用常用配合比如 C30 的實際使用配合比驗證。參考指標(biāo)項目定為：水泥凈漿流動度和固含量、pH 值等。

以上僅為筆者在混凝土攪拌站和外加劑公司實際工作經(jīng)驗心得之談，期望能與同行、專家共同學(xué)習(xí)進步、取長補短。

龍宇（江蘇鑄本建設(shè)股份有限公司，高工）

加聚羧酸減水劑的水泥凈漿流動度很大，而混凝土擴展度很?。?/span>或者出機坍落度很大，但損失很快。一般來說，水泥和減水劑的相容性不好，問題出在如下兩方面：

一是混凝土中減水劑的摻量不足，或者說低于飽和點摻量，導(dǎo)致減水劑沒能充分發(fā)揮出減水、保坍性能。在做水泥凈漿流動度試驗時，除了要檢測初始凈漿流動度，還要檢測半小時或 1 小時的凈漿流動度經(jīng)時損失。宜選擇凈漿流動度基本上不再隨著減水劑摻量的增加而明顯增長，且經(jīng)時損失最小時所對應(yīng)的減水劑摻量為飽和點摻量，用以指導(dǎo)在混凝土中的摻量。

圖1 飽和點摻量確定示意圖
 

圖 1 為飽和點摻量確定示意圖。對于Ⅰ、Ⅱ和 Ⅳ 三種減水劑來說，單純就初始凈漿流動度而言，飽和點摻量為 0.5%。但從 1 小時凈漿流動度經(jīng)時損失來看，Ⅰ、Ⅱ減水劑飽和點摻量宜取 0.7%。而 Ⅳ 減水劑在 0.7% 摻量下的經(jīng)時損失仍然較大。如果用 Ⅳ 減水劑在摻量為 0.5% 時拌制混凝土，雖然水泥凈漿流動度很大，混凝土出機坍落度可能很大，但損失一定會很快。

二是如果不存在上述個問題的情況下，混凝土工作性能不好，那說明問題出在其它原材料質(zhì)量指標(biāo)或配合比參數(shù)上。如骨料含泥量及泥塊含量或砂細(xì)度模數(shù)、礦物摻合料的需水性或與減水劑的相容性、膠凝材料用量、砂率、用水量等等。在這些指標(biāo)或參數(shù)里，對加聚羧酸減水劑的混凝土工作性能影響、見的指標(biāo)就是砂子的含泥量及泥塊含量。聚羧酸減水劑對泥非常敏感，砂含泥量不宜大于 2%，否則混凝土工作性能很難滿足要求。

表 1 為砂含泥量對混凝土坍落度或減水劑摻量的影響試配（來自筆者在國外的實際工程數(shù)據(jù)），砂含泥量從 1.5% 增加到 3.5%，混凝土出機坍落度從 195mm 降低到 100mm，已無擴展度。而砂含泥量從 1.5% 降低到 1%，混凝土工作性能在基本保持不變的情況下，減水劑摻量可從 1.9% 降低到 1.4%，其影響之大可見一斑。目前國內(nèi)很多地方的潔凈優(yōu)質(zhì)天然砂資源基本枯竭，砂子的含泥量及泥塊含量普遍超標(biāo)，這是影響聚羧酸減水劑推廣應(yīng)用的障礙。

表 1 砂含泥量對混凝土坍落度或減水劑摻量的影響

減水劑的檢測指標(biāo)非常多，分為受檢混凝土性能指標(biāo)和勻質(zhì)性指標(biāo)兩大類。受檢混凝土性能指標(biāo)是在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗條件下（原材料質(zhì)量和配合比參數(shù)都要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求），以受檢混凝土和基準(zhǔn)混凝土性能的比值或差值表示，是用來評定不同外加劑質(zhì)量的。勻質(zhì)性指標(biāo)是指外加劑本身的性能，是用來判定或控制產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的。

在實際生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)條件與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗條件差異巨大，因此從使用角度來說，個人認(rèn)為只需每批次檢測勻質(zhì)性指標(biāo)，沒必要按標(biāo)準(zhǔn)要求檢測受檢混凝土性能指標(biāo)，其指標(biāo)可參考出廠檢測報告或型式檢驗報告，并按生產(chǎn)條件在混凝土實際配比試配時檢測或驗證，根據(jù)實際情況調(diào)整外加劑摻量。

對于勻質(zhì)性指標(biāo)，最重要的是含固量和凈漿流動度，并應(yīng)找到飽和點摻量。正如前面所言，在實際工程應(yīng)用中，凈漿流動度大并不代表混凝土坍落度也大。但這至少說明，造成坍落度異常的主要原因不是水泥與外加劑的問題，應(yīng)及時從其它原材料質(zhì)量指標(biāo)以及配合比參數(shù)等方面排查。另外外加劑應(yīng)用時，其摻量不宜低于飽和點摻量，以充分發(fā)揮外加劑的減水及保坍效能，可以限度地減少膠凝材料的用量，降低混凝土成本。由于骨料含泥等吸附作用，其在混凝土中的實際摻量也不宜低于飽和點摻量。

高國成（威海市威龍建筑安裝有限公司，技術(shù)經(jīng)理）

近期我攪拌站分公司承接本建筑總公司的一項水工混凝土工程，工程情況如下：混凝土強度等級為 C25W4F150 的水工混凝土，方量為 2000m³ 、分段分次進行混凝土的澆筑，采用攪拌運輸車運輸，運距為 50km（路上基本情況較為暢通，但需要經(jīng)過集市），全部采用汽車泵泵送。

根據(jù)以上工程情況，需要長距離運輸混凝土，途中還會遇到一些其他耽誤運輸時間的情況，這就要求混凝土必須要經(jīng)過很長時間的運輸，再加上工地上也可能會遇到一些意外的耽誤混凝土澆筑的時間，累加起來說明混凝土必須要求有很長的初凝時間或者是混凝土的坍落度損失不能過大，根據(jù)現(xiàn)有的攪拌站泵送劑（萘系）從坍落度損失來看是不能滿足要求的。再看該工程抗凍融循環(huán)為 150 次，這就要求在泵送劑的基礎(chǔ)上需要再引入一部分引氣劑來滿足工程的要求，另外還要求抗?jié)B等級為 W4。結(jié)合以上幾點情況，如果采用現(xiàn)有的泵送劑（萘系）需要做一系列的調(diào)整，甚至來說可能也會面臨不能滿足實際的需求和成本上的壓力，鑒于此，攪拌站決定采用第三代新型減水劑——聚羧酸高性能減水劑。

實驗 1：由于聚羧酸外加劑對砂石料的含泥量要求非常嚴(yán)格，我攪拌站嚴(yán)格控制骨料的總含泥量＜2%（本地良好的材料），其它材料也嚴(yán)格控制。首先攪拌站根據(jù)外加劑廠家的聚羧酸性價比的要求下，配制摻量為 1.8%～2%，減水率為 24% 以上的。我攪拌站技術(shù)人員首先做了外加劑與水泥的適應(yīng)性試驗，凈漿流動度為 240～260mm，1h 為 250～260mm。從基本試驗來看基本滿足適應(yīng)性要求。但這只是一個基本的實驗，只能反映外加劑與水泥的部分情況，不能反映混凝土拌合物的性能情況，還需要嚴(yán)格按照實驗要求進行聚羧酸混凝土的試配。只有通過試配才能直觀地反響混凝土的和易性和混凝土后期的力學(xué)性能。通過實驗發(fā)現(xiàn)，混凝土的初始和易性令人非常滿意，混凝土出機的狀態(tài)滿足要求，但經(jīng)過 5～30s 的人工拌合后發(fā)現(xiàn)混凝土突然就失去流動性，混凝土表面慢慢發(fā)干，15min 后混凝土一片散渣。根據(jù)以上實驗情況，重復(fù)實驗一次，發(fā)現(xiàn)兩次實驗結(jié)果基本一致：出機坍落度很好，但是短短的數(shù)秒時間內(nèi)坍落度損失較大，以至于 15min 左右混凝土基本從大流動混凝土直接變化到干硬性混凝土了。使用該混凝土制作試塊發(fā)現(xiàn)經(jīng)過人工搗棒振搗，稀漿全部流走，致使試塊表面無法抹平。至此說明該混凝土與外加劑不適應(yīng)。

實驗 2：經(jīng)與外加劑廠協(xié)調(diào)，由外加劑廠家技術(shù)人員帶了一部分進行調(diào)整實驗，摻加 7% 左右的實驗，發(fā)現(xiàn)混凝土出機坍落度及 1 小時的坍落度基本沒有大的變化，滿足實驗要求，但是混凝土?xí)猩倭棵跐{（漿體從骨料從流出），即保水性差一些。又經(jīng)過幾次實驗，包括小料會對這方面造成一定影響和對凝結(jié)時間也會造成一定影響，經(jīng)過幾次實驗決定摻加 5% 左右的，但是還是有少部分泌水。后期的混凝土試塊壓力實驗也基本滿足要求。由于工程急需供應(yīng)混凝土，為此我攪拌站決定使用稍微有些泌漿的聚羧酸外加劑投入使用。

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和對聚羧酸性能的掌握，應(yīng)對攪拌站操作全體人員進行了技術(shù)交底。開始投入生產(chǎn)時，發(fā)現(xiàn)混凝土運送到工地坍落度一點也不損失，和易性非常好。過程中有兩輛車出現(xiàn)問題，混凝土足足等候 4 個小時，坍落度還是非常好。這種實際生產(chǎn)基本和實驗一致，滿足了混凝土長距離運送混凝土，在時間上滿足了施工的要求，但是發(fā)現(xiàn)澆筑到大壩底板的混凝土經(jīng)過振搗出現(xiàn)大量的泌漿現(xiàn)象，甚至汽車泵泵送到底板混凝土流動的過程中就會出現(xiàn)泌漿，經(jīng)過估算混凝土澆筑 30min 后就會出現(xiàn)凝固。給后期的混凝土施工造成了一定麻煩。最后經(jīng)過后期的觀察，混凝土外觀基本滿足要求，強度回彈也基本滿足要求。

通過以上實驗和工程實際的應(yīng)用我們不難發(fā)現(xiàn)聚羧酸外加劑的實驗不能采用原來的一些實驗方法來進行，有的時候甚至根本就不能反映外加劑與水泥的關(guān)系。但是作為實驗人員，筆者認(rèn)為實驗工作不僅要對一些原材料做一些基本的實驗外，最終的實驗?zāi)康木褪腔炷帘旧怼?/span>無論檢查哪種材料，但是最終的膠合材料還是混凝土本身，這才是作為混凝土攪拌站實驗的最終宗旨。保證生產(chǎn)就是保證混凝土本身的狀態(tài)。經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)聚羧酸確實有自己的一些特點，比如說攪拌的滯后性，材料的敏感性等應(yīng)該納入一些國家規(guī)范中，這樣才能更好地指導(dǎo)混凝土的實驗生產(chǎn)工作。