聚羧酸系減水劑檢測過程中存在的問題與思考

王曉明

/中鐵上海工程局集團第七工程有限公司

聚羧酸系減水劑檢測過程中存在的問題與思考

王曉明

/中鐵上海工程局集團第七工程有限公司

對比了現行國家標準與行業標準在技術參數、基準水泥、粗細骨料、攪拌時間及進場復試項目等方面的異同，探討了聚羧酸系減水劑檢測過程中存在的問題及解決方法。

聚羧酸；高性能減水劑；應用技術；檢測方法

引言

聚羧酸系減水劑為高性能減水劑，因其顏色淺、無氣味、減水率高、摻量少、氯堿含量低，配制的混凝土拌合物工作性能高、坍損小、低收縮、增強效果好，受到工程技術人員的重視，但實際工程應用中經常遇到各種問題。筆者在混凝土攪拌站工作多年，長期進行各種混凝土外加劑的產品檢測，通過對檢測結果和檢測過程中的現象進行分析與比較，發現了聚羧酸系減水劑在檢測過程中存在的問題。

本文通過對比聚羧酸系減水劑現行的國家標準GB8076—2008《混凝土外加劑》與行業標準JG/T223—2007《聚羧酸系高性能減水劑》在技術參數、基準水泥、粗細骨料、攪拌時間及進場復試等方面的異同，探討了聚羧酸系減水劑檢測過程中存在的問題及解決方法，供參考。

一、技術參數

目前，聚羧酸系高性能減水劑的相關標準包括:GB8076—2008《混凝土外加劑》、JG/T223—2007《聚羧酸系高性能減水劑》、GB50119—2013《混凝土外加劑應用技術規范》、GB/T8077—2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》等。其中GB8076和JG/T223為產品標準，規定了減水劑的各項技術參數和部分物理性能的檢測方法，GB/T8077為方法標準，規定了外加劑勻質性檢測方法，GB50119規定了減水劑進場檢測項目。

國家標準、行業標準在技術參數設置上基本類似，JG/T223中明確了對甲醛含量的要求。GB8076中規定基準混凝土和受檢混凝土的單位水泥用量為360kg/m3，砂率為43%～47%，用水量為坍落度控制在(210±10)mm時的最小用水量。JG/T223中規定，進行混凝土拌合物1h坍落度保留值測定時，受檢混凝土的單位水泥用量為390kg/m3，砂率為44%，用水量為坍落度控制在(210±10) mm時的最小用水量；進行其他性能測定時，基準混凝土和受檢混凝土的單位水泥用量為330kg/m3，砂率為38%～40%，用水量為坍落度控制在(80±10)mm時的最小用水量。

這兩個標準在單位水泥用量、砂率和用水量上均存在一定的差異，以水泥用量為例，在相同條件下，當膠凝材料總量<300kg/m3的減水作用要小于>400kg/m3時的減水率，而且在水膠比大、膠凝材料用量小時還會有疊加的效果。試驗室在進行配合比驗證時，有時在某些適應性較差的聚羧酸減水劑的檢測過程中，還有可能出現采用GB8076檢測時合格，但采用JG/T223檢測時某些參數不合格的現象。

同時，這兩個標準中的混凝土配合比未考慮礦物摻合料對聚羧酸減水劑的影響。目前，實現混凝土高性能化的主要手段是摻加高效減水劑和活性礦物摻合料，其中礦物摻合料已成為高性能混凝土必不可少的重要組分，它對于改善混凝土的工作性、提高后期強度起著關鍵性的作用，單純使用水泥作為膠凝材料的混凝土已越來越少，故檢測過程中的配合比應與實際使用過程中的配合比相一致，應采用工程實際使用的原材料對減水劑性能進行檢測，以確保實際工程質量。

二、基準水泥

基準水泥是檢驗混凝土外加劑性能的專用水泥，但基準水泥的“不基準”和質量波動一直是混凝土外加劑檢測中存在的問題。不同批次的基準水泥由于化學組成和礦物組成的差異，導致基準水泥自身的需水量有一定差異，這對用水量特別敏感的聚羧酸系減水劑的檢測結果帶來不利影響。

目前，在工程實際應用中，很多外加劑廠家都會根據工程實際所用的水泥品種，對外加劑的配方進行改進，以改善水泥與外加劑的相容性。此時，如果仍采用基準水泥進行檢測，所得結果可能會大相徑庭。針對這些現象，鐵路和公路行業標準均明確要求現場抽檢試驗采用工地實際所用水泥進行檢測。

三、粗細骨料

按GB8076的規定，細骨料應符合GB/T14684中Ⅱ區要求的中砂，細度模數為2.6～2.9之間，含泥量＜1%；粗骨料為符合GB/T14685要求的公稱粒徑為5～20mm的碎石或卵石，采用二級配，其中5～10mm的顆粒占40%，10～20mm的顆粒占60%，滿足連續級配要求，針片狀物質含量＜10%，空隙率＜47%，含泥量＜0.5%，如有爭議，以碎石檢測結果為準。

按JG/T223的規定，細骨料應符合JGJ52要求的細度模數為2.5～2.8的中砂；粗骨料應符合JGJ52要求的二級配碎石，粒徑為5～20mm(圓孔篩)，其中5～10mm的顆粒占40%，10～20mm的顆粒占60%。這兩個標準對聚羧酸系減水劑檢測中所用的粗細骨料的要求基本一致。但在實際應用過程中，對碎石的要求易于滿足，而含泥量符合要求的Ⅱ區中砂則難以滿足。

以西安為例，市場上含泥量＜2.0%的中粗砂基本上很少。而＞2.0%的含泥量對聚羧酸鹽減水劑具有很強的吸附作用，在混凝土攪拌過程中，聚羧酸鹽減水劑被黏土吸附了一部分，被吸附的減水劑失去了其減水的功能，使得聚羧酸鹽減水劑的減水率降低，要使配制的混凝土達到同樣的流動性，則需增加用水量，從而增大了混凝土的水灰比，導致混凝土抗壓強度的降低。

四、攪拌時間

GB8076中規定:“外加劑為粉狀時，將水泥、砂、石、外加劑一次投入攪拌機，干拌均勻，再加入拌合水，一起攪拌2min。外加劑為液體時，將水泥、砂、石一次投入攪拌機，干拌均勻，再加入摻有外加劑的拌合水一起攪拌2min”。而JG/T223—2007中規定:“先將砂、石、水泥加入攪拌機干拌10s，之后加入聚羧酸系高性能減水劑及拌合水，繼續攪拌120s”。按此規定，一些聚羧酸系減水劑的作用效果相當明顯，混凝土流動性很好，當再繼續攪拌時，混凝土流動性就會逐漸變差，并趨于穩定。這個現象說明，在混凝土攪拌初期，一些聚羧酸系減水劑會很快產生作用，但這種作用并不穩定，經過一定時間后，其作用效果才逐漸穩定。對于另一些聚羧酸系高性能減水劑，其作用效果可能在2min之后才能顯現。如果攪拌時間控制不好，將會對檢驗結果的準確性造成不利影響。

五、進場復檢項目

目前，聚羧酸系減水劑的進場復試項目包括:pH值、密度、固含量、減水率等，只要常規復試項目合格，基本就可認為減水劑成品合格。檢測聚羧酸系減水劑是否合格包括兩部分，一是作為化工產品本身是否合格，二是作為混凝土的減水劑是否合格。聚羧酸系減水劑作為一種化工高分子產品，在原材料、工藝、生產過程方面嚴格控制的情況下，得到的減水劑母液性能和質量基本上是穩定的。復配為成品之后的產品質量與母液的質量息息相關，復配中添加的輔料能夠影響到混凝土的性能，但起決定作用的還是母液。而衡量混凝土中某種原材料是否合格，就必須考慮與混凝土中其他原材料之間相互適應的問題。水泥凈漿流動度只能說明與這種水泥的適應性較好，具體到混凝土的坍落度和擴展度也要考慮組成混凝土的其他原材料的影響，不能只考慮減水劑本身。

六、結語

現行國家標準和行業標準由于對聚羧酸系減水劑質量要求的側重點不同，因而制定的檢測方法和要求也有較大的差異。在檢測過程中，應針對不同的需求執行不同的檢測方法標準，以更好地保證混凝土工程質量。

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