聚羧酸減水劑不同復(fù)配配比的試驗(yàn)研究

唐惠琴

（南寧騰寧商品混凝土有限公司，廣西 南寧 530001）

0 前言

現(xiàn)代建筑對(duì)混凝土的性能要求越來越高，為適應(yīng)各種復(fù)雜、嚴(yán)酷的施工環(huán)境，同時(shí)滿足節(jié)能、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的理念，混凝土對(duì)外加劑的性能提出了更高的要求。

聚羧酸混凝土外加劑是一種高性能減水劑，是實(shí)現(xiàn)提升混凝土性能，“節(jié)能、減排、低碳”的關(guān)鍵材料和技術(shù)核心。隨著政府和民眾對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求越來越嚴(yán)格，建筑原材料日益緊缺，砂石質(zhì)量波動(dòng)大，越來越多的商品混凝土公司為了應(yīng)對(duì)原材料的變化，自行采購聚羧酸外加劑母液在公司內(nèi)部進(jìn)行復(fù)配生產(chǎn)，根據(jù)原材料的變化靈活調(diào)整外加劑復(fù)配配比，使原材料與外加劑的適應(yīng)性更好，從而改善混凝土工作性能。

聚羧酸系外加劑的復(fù)配包括聚羧酸系減水劑不同母液之間的復(fù)配，聚羧酸系減水劑與其他品種減水劑的復(fù)配，以及聚羧酸系減水劑母液與緩凝、引氣、狀態(tài)調(diào)節(jié)劑等功能組分（常指小料）的物理性復(fù)配。外加劑的復(fù)配不是簡單的互相組合，而是要盡量追求“1+1＞2”的疊加效應(yīng)，從而提高外加劑的整體性能。

目前混凝土公司采用最普遍的外加劑復(fù)配方法為：聚羧酸減水型母液＋聚羧酸保坍型母液＋緩凝劑（葡萄糖酸鈉或白糖或糊精）＋凈水按一定比例混合一起攪拌復(fù)配成成品使用。本文用此方法復(fù)配成不同配比的聚羧酸外加劑做試驗(yàn)，探討外加劑復(fù)配生產(chǎn)時(shí)針對(duì)不同的水泥、砂石原材料采用不同的復(fù)配配比，以改善混凝土的工作性能。

1 聚羧酸外加劑復(fù)配配比設(shè)計(jì)的試驗(yàn)思路

（1）先按照生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)將常用的聚羧酸減水型母液、保坍型母液和葡萄糖酸鈉、凈水按不同的比例復(fù)配成 3 個(gè)外加劑樣品。

（2）用華潤、海螺、紅獅三個(gè)廠家的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥按混凝土 C30 配合比分別與這 3 個(gè)外加劑樣品做試配分析。

（3）以第二步華潤水泥試配結(jié)果選取混凝土工作性能最好的一個(gè)外加劑樣品，其他摻合料、粗骨料同第二步試配所用材料，再選用亞甲藍(lán)值不同的機(jī)制砂進(jìn)一步做試配分析調(diào)整，找出使用不同亞甲藍(lán)值的砂時(shí)外加劑復(fù)配的調(diào)整方法。

總之，外加劑復(fù)配配比的設(shè)計(jì)主要從其保水、保坍、良好的包漿性、和易性入手，使其能達(dá)到很好的使用效果。

2 原材料及試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)用原材料

（1）水泥：試驗(yàn)用南寧華潤、海螺、紅獅 P·O42.5普通硅酸鹽水泥，具體技術(shù)指標(biāo)及化學(xué)成分見表 1。

（2）碎石：試驗(yàn)用碎石為雙定福松石場(chǎng) 5～25mm連續(xù)級(jí)配（石 1）、5～20mm 連續(xù)級(jí)配碎石（石 2），比例用量按石 1：石 2 = 8：2，具體性能見表 2。

（3）砂：試驗(yàn)用砂為：① 雙定福松石場(chǎng)石灰?guī)r機(jī)制砂；② 龍響山石場(chǎng)石灰?guī)r機(jī)制砂；③ 羊角山石場(chǎng)石灰?guī)r機(jī)制砂。各試驗(yàn)用砂具體技術(shù)指標(biāo)見表 3。

表1 試驗(yàn)用各 P·O42.5 水泥的基本性能

表2 試驗(yàn)用各碎石的基本性能

表3 試驗(yàn)用各砂的性能指標(biāo)

（4）礦粉：試驗(yàn)用礦粉為源盛 S95 級(jí)礦粉，具體性能指標(biāo)見表 4。

（5）石灰石粉：試驗(yàn)用石灰石粉為武鳴威宇石粉廠生產(chǎn)的石灰石粉，具體性能指標(biāo)見表 5。

（6）聚羧酸外加劑：試驗(yàn)用外加劑復(fù)配材料由① 廣西星都科技有限公司生產(chǎn)的減水型母液；② 能博建材有限公司生產(chǎn)的保坍型母液；③ 山東福洋的葡萄糖酸鈉；④ 自來水；按不同比例搭配而成，試驗(yàn)用母液、復(fù)配比例及成品性能指標(biāo)見表 6、表 7。

表4 試驗(yàn)用礦粉的性能指標(biāo)

表5 試驗(yàn)用石灰石粉的性能指標(biāo)

表6 試驗(yàn)用各聚羧酸母液的性能指標(biāo)

表7 試配用各外加劑樣品配比及勻質(zhì)性性能指標(biāo)

2.2 試驗(yàn)方法

按照原材料性能檢測(cè)的結(jié)果，選用公司平時(shí)產(chǎn)量較多的 C30 的配合比作為試配基準(zhǔn)配比，用華潤、海螺、紅獅水泥分別與以上 3 個(gè)外加劑樣品各做一組試配進(jìn)行對(duì)比分析，選取混凝土工作性能最好的外加劑樣品做為試驗(yàn)樣品，再用不同石場(chǎng)的亞甲藍(lán)值不一樣的人工砂進(jìn)行試配對(duì)比試驗(yàn)，進(jìn)一步分析不同復(fù)配配比的聚羧酸外加劑對(duì)原材料的影響以及如何調(diào)整改進(jìn)。試配用具體配合比如表 8。

表8 試配用 C30 混凝土配合比 kg/m3

3 結(jié)果與討論

3.1 不同水泥廠家的水泥與 3 個(gè)不同配方的聚羧酸外加劑樣品的試驗(yàn)結(jié)果分析

因外加劑與混凝土原材料的相容性是不容忽視的一個(gè)重要因素，尤其是外加劑與水泥的相容性的問題。若相容性差，混凝土漿骨易分離，容易露石，且對(duì)外加劑的摻量比較敏感。外加劑摻量低時(shí)，混凝土流動(dòng)性差，坍落度損失加快，增加摻量后容易導(dǎo)致漿骨分離、粘聚性更差，是外加劑與其他原材料相容性差的一種典型表現(xiàn)。遇到因外加劑與混凝土原材料相容性差造成的混凝土粘聚性差，可以通過調(diào)整聚羧酸母液的類型和組合比例，找到聚羧酸母液的最優(yōu)配比，可解決相容性問題。

表9 不同水泥與 3 個(gè)不同配方的聚羧酸外加劑樣品試驗(yàn)結(jié)果

表10 不同機(jī)制砂與外加劑樣品的試驗(yàn)結(jié)果

采用表 8 配合比，使用不同水泥與不同配方的聚羧酸外加劑做對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見表 9。

由本次試配數(shù)據(jù)分析可知，外加劑樣品 1 是高減水、高保坍的復(fù)配配比，適用于標(biāo)稠用水量和比表面積較大的、與外加劑凈漿流動(dòng)度初始較小的水泥；外加劑樣品 2 是保坍母液、減水母液比例各半的復(fù)配配比，適用于標(biāo)稠用水量較小、與外加劑初始流動(dòng)度正常、保水性能較好的水泥。外加劑樣品 3 是低減水母液、保坍母液比例稍高的復(fù)配配比，適用于與外加劑凈漿流動(dòng)度初始偏大、但保水性較差、坍損較大的水泥。根據(jù)不同的水泥選擇不同的復(fù)配配比可以改善外加劑與水泥相容性的問題。

3.2 亞甲藍(lán)值不同的機(jī)制砂與 3 個(gè)聚羧酸外加劑樣品的試驗(yàn)結(jié)果分析

采用表 8 配合比，使用亞甲藍(lán)值不同的機(jī)制砂與不同聚羧酸外加劑做對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見表 10。

一般來說，細(xì)集料的顆粒級(jí)配、含泥量與外加劑的適應(yīng)性影響較大，本次試配在以滿足 3 個(gè)小時(shí)混凝土工作性能的前提下，選用顆粒級(jí)配均在中砂范圍、亞甲藍(lán)值不一樣的 3 個(gè)石場(chǎng)的機(jī)制砂做試配對(duì)比。從表 10 試配數(shù)據(jù)可看出，在同等外加劑摻量的情況下，亞甲藍(lán)值合格的機(jī)制砂采用較低母液總量的樣品 3# 就可滿足混凝土的工作性能。亞甲藍(lán)值達(dá) 2.0 的機(jī)制砂則采用高母液量高減水、高保坍的配比才能滿足混凝土的工作性能。

由此分析，在改善外加劑與原材料適應(yīng)性問題上，不同的材料采用不同復(fù)配配比的外加劑，可以改善混凝土的工作性能。

外加劑的復(fù)配配比可參考以下調(diào)整：

（1）當(dāng)混凝土拌合物初始狀態(tài)出現(xiàn)泌水沉底，后續(xù)坍損大，包漿性差時(shí)，可減少配比母液總量，減少減水母液比例，稍增加保坍母液比例，視天氣增加或減少緩凝劑用量。

（2）當(dāng)混凝土拌合物初始流動(dòng)性差，后續(xù)坍損較小時(shí)，增加總的母液量，同時(shí)增加減水母液比例，保持保坍母液用量，緩凝劑視天氣情況調(diào)整。

（3）混凝土拌合物初始料況較好，但經(jīng)時(shí)損失大，保坍性差時(shí)，保持母液總量不變，適當(dāng)增加保坍母液比例。

（4）混凝土拌合物初始料況較好，但出現(xiàn)滯后泌水較嚴(yán)重，應(yīng)保持母液總量不變，適當(dāng)減少保坍母液比例。緩凝劑視天氣情況調(diào)整。

（5）混凝土拌合物初始流動(dòng)性較差，料粘、重，易出現(xiàn)滯后泌水，應(yīng)減總母液量，適當(dāng)減少保坍母液比例，增大減水母液比例，緩凝劑視天氣情況調(diào)整。

4 結(jié)束語

總之，外加劑與原材料的適應(yīng)性對(duì)混凝土的工作性能影響較大，根據(jù)不同的材料和料況選擇合適的外加劑復(fù)配配比，可以達(dá)到四兩撥千斤的作用。