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聚羧酸减水剂使用过程中导致混凝土性能波动较大的原因分析

来源:石家庄市海森化工有限公司_【官网】  日期:2017-03-29 09:00:00  属于:产品技术
文章摘要:商品混凝土企业原材料合格时,使用聚羧酸减水剂生产的混凝土性能仍不稳定的原因分析与探讨。主要分析聚羧酸减水剂的合理含固量、砂的含水率对聚羧酸减水剂掺量的影响、投料顺序和搅拌时间对混凝土性能的影响。
聚羧酸减水剂与水泥的相容性好、减水率高、收缩小、氯离子含量低、碱含量低,有利于提高混凝土的耐久性能;且生产过程无污染、不含甲醛,符合ISO14000环境保护管理国际标准,是一种绿色环保产品。因此聚羧酸减水剂将逐步取代萘系和脂肪族减水剂。但是大部分企业在使用聚羧酸减水剂时,都遇到聚羧酸减水剂使用过程中导致混凝土性能波动较大的问题。
 

 
目前聚羧酸减水剂已经逐步普及,但大多数商砼企业技术人员对聚羧酸减水剂的性能并不十分了解。现就聚羧酸减水剂在使用时常见的问题及原因分析和解决办法做如下叙述。
 
一、常见问题
 
(1)原材料稍有变化导致减水剂掺量过小混凝土流动性差、损失快。
 
(2)原材料稍有变化导致减水剂掺量过大混凝土分层离析、泌水严重。
 
二、原因分析
 
在原材料变化不大时,聚羧酸减水剂由于自身减水率较高的性质会导致混凝土和易性波动。我们来对比一下萘系减水剂和聚羧酸减水剂的有效成分含量(也就是固含量),就不难理解聚羧酸减水剂掺量容易波动的原因了。对比结果见表1。
 
表1 萘系和聚羧酸减水剂复配
 
用以上两种减水剂,用相同的原材料达到相同减水率时做C30的配合比见表2。
 
表2 C30混凝土配合比 kg/m³

 
 
由表1可以看出一般情况下萘系减水剂的固含量约为聚羧酸的4~5倍,由表2可以算出萘减水剂(液体)掺量为胶凝材料总量的2.4%,混凝土每方减水剂有效成分(固含量)为2.4kg,有效成分掺量为胶凝材料总量的0.65%;聚羧酸减水剂(液体)掺量为2.2%,混凝土每方减水剂有效成分(固含量)为0.46kg,有效成分掺量为胶凝材料总量的0.12%。就是因为聚羧酸减水剂的减水率较高,有效成分用量较少导致了在生产时,计量误差和生产误差改变了聚羧酸减水剂的实际掺量,导致了混凝土和易性的不稳定。并且目前大部分聚羧酸厂家为了表现出自己产品的减水率高、掺量低,故意提高含固量使液体减水剂的掺量控制在1.5%~2.0%之间。以表2(C30)配合比为例那么它的每方减水剂掺量在5.55~7.40kg之间,减水剂用量越低生产的波动性就会越大。
 
机制砂的含水率对聚羧酸减水剂的影响分析。由于机制砂(机制砂石粉含量较大)有较强的吸水性所以对减水剂也有一定的吸附作用。如果在搅拌混凝土时含水率过低的砂直接与减水剂接触,会降低减水剂的实际掺量。现在大多数商品混凝土企业为了提高生产效率,私自调整搅拌机投料顺序和搅拌时间。以为这样可以节约电费,实际上增加了减水剂用量,提高材料成本,影响了混凝土的性能,得不偿失。
 
试验1根据不同的投料顺序,研究砂对减水剂吸附作用下对混凝土和易性的影响。试验配合比如表3。
 
表3 试验配合比 kg/m³
注:(1)水泥为市场上常见的P•O42.5型水泥;
(2)矿粉为S95级;
(3)粉煤灰为Ⅱ级;
(4)砂是机制砂、Ⅱ区、细度模数2.8、石粉含量8.3%。
 
第一次把减水剂直接和骨料一起搅拌30秒,然后把胶凝材料和水一起加入搅拌60秒。初始坍落度160mm,半小时后120mm。
 
第二次把胶凝材料和骨料一起搅拌30秒,然后把减水剂全部溶解到水里一起加入搅拌60秒。初始坍落度180mm,半小时后165mm。
 
第三次把二分之一的水和骨料一起搅拌30秒,然后把减水剂全部溶解到剩余的水里和胶凝材料一起加入搅拌60秒。初始坍落度195mm,半小时后185mm。
 
试验2用三种不同投料方法,不同的减水剂掺量达到相同的和易性。
 
用第一次的投料方法,减水剂用到了9.62kg,坍落度为210mm,和易性较好。
 
用第二次的投料方法,减水剂用到了8.88kg,坍落度为205mm,和易性较好。
 
用第三次的投料方法,减水剂用到了8.14kg,坍落度为205mm,和易性较好。
 
由两个试验可以看出相同配合比,第一种投料方式比第三种坍落度小了35mm,第二种比第三种小了30mm。如果要达到相同的坍落度第一种投料方式比第三种减水剂用量多出20%,第二种比第三种多8%。砂石吸附减水剂对混凝土的和易性会有较大影响。但是实际生产时砂的含水率、投料顺序和搅拌时间会加剧或降低这种效果。同样由于萘系有效成分(含固量)较多,而聚羧酸减水剂有效成分(含固量)少,进一步加剧了生产过程中减水剂减水效果的波动。
 
三、解决办法
 
(1)聚羧酸减水剂含固量不宜过高,液体减水剂掺量应控制在胶凝材料总量的2.5%~3.0%。这样假如胶凝材料总量为370kg,那么每方减水剂用量就由原来的5.55~7.40kg(原来的掺量为1.5%~2.0%)增加到9.25~11.1kg。这样每方混凝土减水剂是增加了,但含固量降低了,每方混凝土减水剂成本是不变的。由于增加了单方用量,就降低了计量误差和生产误差,保证了混凝土生产的稳定性。
 
(2)实际生产时要严格控制砂的含水率,含水率过大会导致混凝土用水量波动较大,含水率过小又增大了砂对减水剂的吸附性。砂的含水率应控制在4%~6%之间,投料时应避免减水剂直接与较干的砂接触,正确控制搅拌时间。

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