現場復配減水劑施工技術

劉 彬

(中鐵十四局集團第五工程有限公司， 山東 兗州 272117)

0 引言

由于目前減水劑種類較多，市場相對混亂，沒有統一的定價規則，市場上購買的減水劑性能不穩定，給混凝土質量帶來巨大的隱患。為解決此類問題，我們嘗試進行在現場復配減水劑，即直接購買減水劑母液以及其他摻和料，在施工現場進行配制減水劑，與現場的水泥進行相容性比對，這樣既能保證減水劑的質量，又能降低減水劑的投入成本。

下面以國道 308項目外加劑現場復配為例，介紹減水劑現場復配工藝及成本情況。

1 工程概況

國道 308冀魯界至南宮段改建工程第 2標段，起訖樁號為：K489+600-K496+600，路線長度 7.0Km；清河支線起訖樁號分別為ZK0+000-ZK2+075.777，路線長度2.076Km,均為新建。整個標段全長9.076公里。主要內容為：路基、路面，橋涵、互通區、防護、交通沿線設施、綠化及其他工程的全部工作。其中混凝土方量共計約 4萬 m3，含 C25、C30、C35、C40、C50五個標號，預計使用減水劑約160噸。

2 場地建設

減水劑復配需要場地建設約 150平米，選址需方便減水劑生產，并使生產的減水劑達到最大利用率，廠房內設原材料存放區、減水劑復配區。在復配區安置稱重儀器，稱重儀器上安裝減水劑復配灌，根據對減水劑平均使用率，選擇滿足使用減水劑儲存罐。

3 減水劑的復配加工

3.1 原材料

混凝土常規使用的化學外加劑主要由有機質表面活性劑組成的減水劑，以及減水劑為主要組分復合了少量保坍落、緩凝、引氣、早強、增稠等功能組成的復合型減水劑。用于復配加工聚羧酸高性能減水劑的材料主要有4種: （1）減水劑（母液）；（2）保坍劑（母液）；（3）緩凝劑；（4）引氣劑。其它可根據施工要求改善減水劑性能的小料、早強劑、增稠劑等。各種原材料及功能見表1。

表1 各種原材料及功能

3.2 減水劑配方的確定

減水劑配方的確定過程與混凝土配合比的試拌同步進行，該項工作是整個減水劑復配生產的關鍵環節。在完成所有原材料（水泥、粉煤灰、礦粉、砂、碎石、水）的各項試驗指標的基礎上，首先要做減水劑與水泥的匹配性試驗，主要通過初始水泥凈漿流動度試驗以及1h水泥凈漿流動度試驗確定。再綜合考慮粉煤灰的細度、燒失量，砂的含泥量和粒徑級配等因素的影響，通過初始砂漿流動度試驗和1h砂漿流動度試驗確定。

經過對減水劑配方的不斷調整，確定出一個基本配方，然后進行混凝土配合比室內試拌工作。在混凝土試拌完成后，注意觀察混凝土的和易性。（1）看新拌混凝土的保水性如何？是否泌水；（2）粘聚性如何？是否離析、松散、漏石；（3）流動性如何？是否有較好的流動性能。并做坍落度試驗，確定初始坍落度、0.5h以及1h的坍落度試驗，確定混凝土坍落度損失情況。直至混凝土各項性能符合規范與施工要求，取樣制作3-4組混凝土試件。觀察混凝土凝結時間，并完成混凝土試件7d和28d的抗壓強度試驗，使之滿足設計強度要求。由此確定減水劑的最終配方。

本項目混凝土工程原材料基本情況：（1）水泥：P.O42.5 河北邯鄲太行山水泥廠 水泥堿含量低（小于0.6%），富余強度較高，28d膠砂抗壓強度50-53Mpa；（2）粉煤灰：山東聊城電廠二級粉煤灰，燒失量低、細度偏粗；（3）砂：河北石家莊靈壽 砂含泥量低（1.5%-2.0%），細度模數 2.9-3.1，偏粗；（4）碎石：河北邢臺馬鞍山碎石廠 分5-10mm和10-20mm兩級配，粒形較好，針片狀較少，含泥量低；（5）水：邢臺市清河縣地下水 堿含量偏高。通過10天（采用7d抗壓強度結構作為參考數據）的配合比試驗工作，最終確定減水劑復配配方（Kg/T）為： 減水劑：保坍劑：緩凝劑：引氣劑：水=370：80：5：0.25：545。

3.3 減水劑的生產加工

減水劑復配加工主要包括兩個過程：（1）原材料上料計重稱量。（2）混合料循環拌勻。材料上料計重稱量主要依靠齒輪泵和地磅系統完成?；旌狭涎h攪拌主要依靠循環泵完成。

圖2 總控制箱

圖2中總控制箱位置有3個分控制開關，一個控制齒輪泵運行，一個控制循環泵運行，一個控制抽水泵運行。根據確定好的減水劑配方和準備配制的減水劑噸數，分別計算出每種原材料的用量。注意將地磅顯示數字清零，首先打開抽水泵開關抽水，直至地磅顯示數據接近計算所得數據關閉抽水泵。然后打開循環閥門并打開循環泵開關，將齒輪泵輸送管道的一端置于母液（主要是減水劑母液和保坍劑母液）存放桶中，另一端管道出水口固定于循環漏斗加料口，并將地磅清零，打開齒輪泵開關，直至抽取計算所得數量母液關閉齒輪泵，將地磅清零。按照上述方法再加入另一種液體原材料（無先后順序）。固態原材料用量較少，可使用100Kg電子天平按計算數量稱好通過加料漏斗口逐一慢慢倒入。將所有原材料全部加入后運行循環泵10-20min，即可關閉開關。使用時打開出料閥門，開啟循環泵開關，將減水劑壓入拌合站減水劑存儲罐即可。

3.4 減水劑配方的調整

施工現場混凝土原材料在不斷變化，特別是不同批次的水泥和砂的變化對混凝土的和易性和坍落度損失影響特別大。一般通過調整減水劑的摻量即可解決小幅度的材料變化引起的混凝土不穩定情況，但當原材料變化較大時則需根據混凝土原材料性質重新確定減水劑生產配方。氣溫對混凝土工程施工來說也是一個重要影響因數。夏季溫度高，混凝土水份散失快，凝結快，坍落度損失也大。運輸到現場的混凝土往往開始時流動性好，用不了多久混凝土就變稠變干不好施工，這時就需要根據試驗調整減水劑配方中的緩凝成份用量。同理，秋冬季氣溫較低，往往需要減少緩凝成份的用量?？傊瑴p水劑配方不是固定不變的，需要根據現場混凝土狀態加以調整。其目的就是使混凝土有較好的狀態，便于施工，并保證混凝土有較好的的耐久性。從目前的施工情況來看，現場復配減水劑在保證混凝土施工質量方面的效果是良好的。見圖 3混凝土質量外觀圖。其它指標如回彈強度值、同條件養護試件以及標準養護試件7d和28d抗壓強度值均比較理想。

圖3 混凝土質量外觀圖

4 經濟效益分析

目前市場上聚羧酸減水劑的售價約為3400-4000元/噸，以本項目為例，試點前外購減水劑到貨單價3520元/噸，相比之下，復配減水劑的成本則降低了很多。減水劑加工場地建設、設備購進安裝一次性投入費用約 20000元，聚羧酸減水劑母液到貨單價5140元/噸，保坍劑（母液）到貨單價5355元/噸，緩凝劑葡萄糖酸鈉到貨價5000元/噸，引氣劑二烷基硫酸鈉到貨價26000元/噸，根據減水劑配方計算每噸減水劑材料費用為2362元，再加上水電費總成本也就2400元。加工工藝較簡單，通常由試驗室2人1小時即可生產加工6噸成品減水劑，故不計人工費用。與外購減水劑相比，每噸減水劑成本降低約3520-2400=1120元。故只要減水劑總用量超過20000/1120=17.9噸，復配減水劑用起來就更為經濟合算。

5 結束語

本項目混凝土標號較多，除水下C30外，其它C30（含C30）以上混凝土均為高性能混凝土。在局限于本地固有材料的情況下，減水劑的選擇是保證混凝土質量的關鍵環節。與外購減水劑相比，復配減水劑具有相當大的優勢：

（1）質量穩定。減水劑母液和添加小料均為自購，各種材料用量根據現場情況調整，不存在偷工減料。更易于混凝土的質量控制，可以根據現場原材料變化、氣候條件變化及時調整減水劑配方以滿足施工要求。

（2）大大降低了混凝土生產成本，經濟效益好，特別是大方量的混凝土施工。減水劑的摻量按照膠凝材料的1%設計，不存在低價購進高價產出的情況（設計按照膠凝材料的1.0%進行，實際生產過程可能達到1.2%，甚至更高，變相提高減水劑單價）。

（3）生產加工方便、使用便捷。外購減水劑進貨存在供貨不及時風險。

總之，復配減水劑在工藝上是成熟可靠的，經濟上也更為合理。在國道 308項目上應用非常成功，是今后降低混凝土生產成本、確?；炷潦┕べ|量的重要手段。

［1］《預拌混凝土企業如何選擇正確外加劑》豆丁網.