一、前言
聚羧酸系减水剂作为继萘系、密胺系、脂肪族系和氨基磺酸盐系减水剂之后研制生产成功的新型高效减水剂,以其在掺量较低时(固体掺量0.15%-0.25%)就能产生理想的减水和增强效果、对混凝土凝结时间影响较小、坍落度保持性较好、与水泥和掺合料适应性相对较好、对混凝土干缩性影响较小(通常不增加干缩)、生产过程中不使用甲醛和不排出废液、SO42-和Cl-含量小等突出特点,从一开始就受到研究者和部分应用者的推崇。
早在20世纪90年代末,上海磁悬浮高速列车轨道梁工程的设计建设时,由于对轨道梁的收缩变形和徐变控制很严格,加之重点工程对原材料的性能要求较高,聚羧酸系减水剂得以成功应用。本世纪开工建设的洋山深水港工程、连接上海与宁波的杭州湾跨海大桥工程中,服务基准期100年的混凝土耐久性设计理念又为聚羧酸系减水剂的推广应用创造了绝好的条件。
随着研究界、设计界和工程界对聚羧酸系减水剂技术性能的了解,以及研究界、企业界的大力宣传,聚羧酸系减水剂已被列为本世纪一项重要的产业,高速铁路、客运专线、高速公路网、大桥、隧道、大坝、高层建筑等的建设项目以前所未及的速度和工程量摆在人们面前,这需要浇注大量混凝土,而设计者更是将这些工程混凝土的高性能化寄希望于聚羧酸系减水剂。
一时间,国内众多外加剂生产厂积极筹建聚羧酸系减水剂合成生产线,另有一些从未从事过外加剂生产、经营和应用的企业也积极投身聚羧酸系减水剂行业,而更有大量的外加剂复配企业旋即声称自己能够提供性能优异的聚羧酸系减水剂,而且功能分类之细、说明书反映的性能之好,令人叹为观止。
的确,聚羧酸系减水剂在减水、降低混凝土用水量和增强方面是其它品种减水剂所不及的。这一点尤其极大地满足了高耐久性混凝土对粉煤灰、矿渣粉掺量较大时混凝土水胶比和总用水量的控制。但同时,我们必须清醒地认识到,对实际工程来说,“混凝土”三个字的涵义之深、承载责任之重,是所有其它工程材料所无法比拟的。领会“原材料和配合比”仅仅了解了混凝土的一个微小部分,而深刻理解工程对其各项性能的要求,各项性能之间的复杂关系以及单个和综合性能的获得途径,可能需要耗费毕生经历。这就是混凝土材料的复杂性。
工程界总是将水泥、掺合料、砂石集料看得过于简单,从而将解决混凝土施工性和其它各种性能要求的问题过多地寄希望于外加剂,这无形之中增加了聚羧酸系减水剂的技术重担。再者,不考虑其它原材料以及其它原材料与外加剂之间的相互作用,而孤立地去认识外加剂问题,去指责外加剂,为外加剂工作者增添了难以名状的各种困难。这也正是工程界过多地寄希望于聚羧酸系减水剂,而在聚羧酸系减水剂的应用和采用聚羧酸系减水剂配制的混凝土的应用方面却常常产生许多技术难题,又一时无法正确解决的原因之所在。
本文将简要回顾聚羧酸系减水剂应用取得的成果,并就聚羧酸系减水剂于这些工程中应用所表现出的一些问题,从聚羧酸系减水剂本身的应用技术特点出发,为安全高效利用聚羧酸系减水剂献言献策。
需要说明的是,本文所指的聚羧酸系减水剂以及所分析的掺聚羧酸系减水剂混凝土的各种性能表现,并非只针对经合成得到的聚羧酸系减水剂母体,而同时包括生产厂根据需要可能加入调凝剂、消泡剂或/和引气剂、增稠剂等复配而成的产品。
二、应用聚羧酸系减水剂取得的成绩
聚羧酸系减水剂是一类分子中含羧基接枝共聚物的表面活性剂。其分子结构呈梳型;主链短,由含羧基的活性单体聚合而成;侧链长,主要为PEO链;具有较高的空间位阻效应。其具有许多独特的优点,如低掺量、高减水率、低坍落度损失、不缓凝、使用效果不受掺加顺序影响等,其某些性能还可以通过优化合成工艺而达到,如改变聚合方法可调整分散性能和引气性能等。另外,由于聚羧酸系减水剂合成生产过程中不使用甲醛和其它任何有害原材料,环保问题也可以得到很好的解决。
过去认为聚羧酸系减水剂成本高,只适合用于高强混凝土、自密实混凝土、清水混凝土、混凝土预制构件等特种混凝土。经过这几年对聚羧酸系减水剂的技术经济性的研究及聚羧酸系减水剂生产工艺的优化,国内原材料企业开始关注和积极转向聚羧酸盐原料的生产供应,其生产成本有所降低。目前,聚羧酸系减水剂已不仅应用于重大工程,而且还应用于少数普通工程;不仅应用于特种混凝土,而且还应用于普通混凝土中。据统计,我国已成功应用聚羧酸系减水剂的工程包括:上海磁悬浮列车轨道梁工程,三峡工程,溪洛渡水电站,锦屏水电站,大小洋山港工程,宁波北伦港二期工程,苏通大桥,东海大桥,杭州湾跨海大桥,北京地铁隧道工程,首都国际机场扩建工程,北京燕莎盛世大厦,杭州西湖文化广场,浙江财经学院体育中心,图书馆,实验科技楼等。另外,我国东部地区的部分搅拌站已经开始使用聚羧酸系减水剂来配制商品混凝土。
我国四横四纵、三个城际快运共1.2万km的快速客运网,以及2.7万km既有客运网线路的改造,已为混凝土外加剂,尤其是聚羧酸系减水剂的生产和应用创造了绝好的机会。国内外举世瞩目的京沪高速铁路全长1300公里,混凝土总方量约8000万方,如果全部使用聚羧酸盐减水剂,其用量约24万吨。
目前我国聚羧酸系减水剂的产量占减水剂总产量的比例已开始上升,上海2005年已达到5.0%以上(2004年为2.0%)。据不完全统计,2005年我国聚羧酸系减水剂使用量约5万吨,2006年约15万吨,2007年这一纪录仍将被更改。而价格方面,建工混凝土中使用的国产聚羧酸系减水剂参考价格也已降至5500-6500元/吨(20%浓度),铁路客运专线使用的聚羧酸系减水剂参考价格也已降至7500-8000元/吨(20%浓度),达到可以接受的程度。
三、应用聚羧酸系减水剂遇到的问题
由于聚羧酸系减水剂被认为是一种高性能减水剂,人们总是期望其在应用中比传统的萘系高效减水剂更安全、更高效、适应能力更强,但工程中总是更多地碰到这样那样的问题,常常事与愿违,而且有些问题还是使用其它品种减水剂时所从未遇见的,如混凝土拌合料异常干涩、无法卸料,更别谈泵送浇注了;或者混凝土拌合料分层严重等。另外,应用萘系减水剂所遇见的技术难题,通过近20年的研究已基本上从理论和实践上得到解决,而应用聚羧酸系减水剂出现的问题正在发生,还未来得及着手研究和找到正确的解决措施,无疑为聚羧酸系减水剂的安全、高效应用带来很大阻力。
虽然聚羧酸系减水剂的开发研究、生产和应用对混凝土工业的发展起着重大的作用,但毕竟聚羧酸系减水剂属于新产品,其生产技术还未被普遍掌握,工程中应用经验相对缺乏,应用时存在诸多技术难题,再加上人们对其认识程度不深,给这种新产品的全面、快速推广也形成一定阻力。
为安全、高效、功半事倍地应用聚羧酸系减水剂,为高性能的混凝土结构工程提供保证,外加剂生产者提供满足各项检测指标要求的聚羧酸系减水剂产品仅仅是问题的一个方面。由于混凝土原材料的复杂性、多变性,工程技术要求的多样化,加之聚羧酸系减水剂区别于其它品种减水剂的性能特点,工程界应该更深入地了解这种新型产品,考虑使用这种产品可能产生的技术难题,采取有效措施避免不良现象的发生和适时解决这些难题。
四、聚羧酸系减水剂区别于传统减水剂的技术特点
(一)减水效果对混凝土原材料和配合比的依赖性大
减水率是一个十分严格的定义,仅是指按照《GB8076-1997混凝土外加剂》标准,采用基准水泥、一定的配合比,一定的搅拌工艺、控制混凝土坍落度为8+1cm时测得的数据。但人们总是在很多不同场合借用这个词语来表征产品的减水效果,以致于经常产生误会。
聚羧酸系减水剂被证实在较低掺量情况下就具有较好的减水效果,其减水率比其它品种减水剂大得多。但必须注意的是,与其它减水剂相比,聚羧酸系减水剂的减水效果与试验条件的关系更大。
首先,聚羧酸系减水剂的减水效果与混凝土中水泥用量关系很大。曾经采用相同的掺量对同一种减水剂进行试验,当基准混凝土水泥用量分别为330kg/m3、350kg/m3、380kg/m3和420kg/m3时,“减水率”分别为18%、22%、28%和35%。有些单位送检时标明采用《JC473-2001 混凝土泵送剂》标准规定的混凝土配合比对聚羧酸系减水剂进行试验,并测定“减水率”,其结果当然比采用《GB8076-1997 混凝土外加剂》标准检测的结果要高出很多。
混凝土中集料的颗粒级配以及砂率,对聚羧酸系减水剂的塑化效果影响也非常大。试验证明,其它条件都不变,仅把砂率在40~50%之间变化时,同种聚羧酸盐减水剂的减水率最大可相差4%。
另外,聚羧酸系减水剂和其它减水剂一样,“减水率”还取决于搅拌工艺,如果采用手工拌合,测得的“减水率”往往比机械搅拌低2-4个百分点。
如果混凝土中掺加掺合料,减水效果当然取决于掺合料的品种和掺量。对于大掺量的掺合料混凝土,聚羧酸系减水剂的减水效果更加优于萘系减水剂。
(二)减水效果对减水剂掺量的依赖性很大
图1是胶凝材料由水泥、粉煤灰和矿渣粉组成,胶凝材料总量为477kg/m3的混凝土进行试验的结果。可见当聚羧酸系减水剂PC掺量由0.80%增加到1.40%时,“减水率”由18.0%提高到了32.2%,可见聚羧酸系减水剂的减水效果对其掺量的依赖性很大。
图1 PC不同掺量时的混凝土“减水率”
(胶凝材料组成:30%水泥+20%粉煤灰+50%矿渣粉,胶凝材料用量477kg/m3)
实际工程对减水剂的性能指标要求是多方面的,如减水率、泌水率比、抗压强度比、收缩率比等。聚羧酸系减水剂的减水效果对其掺量的依赖性很大,且随着胶凝材料用量的增加,这种依赖性更大。
举个例子,某种聚羧酸系减水剂(PCA,浓度20%),在胶凝材料用量分别为330kg/m3、380kg/m3、440kg/m3和550kg/m3的混凝土中,“减水率”的变化如图2。
图2 减水效果与PCA掺量、胶凝材料用量之间的关系
从图2 可见,在胶凝材料用量相同的情况下,聚羧酸系减水剂的减水效果与掺量的关系,总的来说是随着减水剂掺量增加而增大,但也经常出现例外,即到了一定掺量后甚至出现随掺量增加,减水效果反而“降低”的现象,这并不是说掺量增加其减水作用反而下降了,而是因为此时混凝土出现严重的泌水现象,混凝土拌合料板结,流动性难以用坍落度法反映了。
为加强宣传效果,有些生产单位喜欢选用工程实际中得到的较好的数据反映自己产品的减水效果,如有时用高强混凝土的配合比,试验得到某种减水剂的减水效果为45%,就在说明书上标明这种产品的减水率为45%。这个数据与采用标准方法测得的数据必然相差很大。标注掺量范围时将下限设得很低,而标注减水率时将下限抬得很高,实际上是不科学、不客观、不公正、不负责地表征自己产品的性能,到头来只会弄巧成拙,搬起石头砸自己的脚。
(三)所配制的混凝土拌合物性能对用水量十分敏感
反映混凝土拌合物性能的指标通常有流动性、粘聚性和保水性。使用聚羧酸系减水剂配制的混凝土并不总是完全满足使用要求(图3(a)),经常会出现这样那样的问题,所以目前在实际试验时我们通常还遇到严重露石起堆(图3(b))、严重泌水(图3(c)和(d))、发散(图3(c))和起堆扒底(图3(d))等问题,用“露石”、“扒底”等概念来更形象地描述混凝土拌合物令人不满意的状态。
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图3 使用聚羧酸系减水剂拌制的混凝土拌合物的各种性状
采用大多数聚羧酸系减水剂制备的混凝土拌合物,其性状对用水量十分敏感。有时用水量只增加1-3kg/m3,混凝土拌合物便立刻呈现图2(d)的现象,采用这种拌合物无法保证浇注体的均匀性,导致结构物表面出现麻面、起砂、孔洞等难以接受的缺陷,且结构体强度和耐久性严重下降。
(四)所配制的大流动性混凝土容易分层离析
大部分情况下,采用聚羧酸系减水剂配制的大流动性混凝土,即使减水剂掺量、用水量控制都是最佳的,混凝土拌合物也不泌水,但却非常容易出现分层、离析现象,具体的表现是粗集料下沉,而砂浆或净浆位于集料的上部。采用这种混凝土拌合物进行浇注,即使不振动,分层、离析也明显存在。究其原因,主要是因为掺加这种聚羧酸系减水剂的混凝土在流动性较大时,浆体的粘度急剧减小所致。适当复配增稠组分不仅只能在一定程度上解决此问题,而且往往面临减水效果严重降低的反作用。
(五)与其它品种减水剂的相溶性很差,无叠加的作用效果
搅拌站反映,过去制备混凝土时,可随意更换泵送剂品种,也不会出现混凝土拌合物性状与实验室结果相差很悬殊的现象,更不会出现混凝土拌合物性状的突变,但自从本搅拌站开始根据用户需要制备掺聚羧酸系减水剂的混凝土后,就经常出现一些令人十分费解的问题:设备中的混凝土拌合物性能严重偏离预先的实验结果,有时加水量已经很大,混凝土仍然很干涩,有时混凝土拌合物的坍落度损失比掺加普通泵送剂的还快,有时混凝土拌合物根本无法卸料,而取样测得的混凝土试件强度则更是低得无法令人相信!
我们都知道,传统的减水剂,如木质素磺酸盐减水剂、萘系高效减水剂、密胺系高效减水剂、脂肪族系高效减水剂以及氨基磺酸盐高效减水剂,完全可以相互复合掺加,以满足不同工程的特殊配制要求,或获得更好的经济性。这些减水剂复配使用都能得到叠加的(大多数情况下优于单掺)使用效果,且这些减水剂的溶液都可以互溶(除了木质素磺酸盐减水剂与萘系减水剂互溶产生部分沉淀但并不影响使用效果外)。但聚羧酸系减水剂与其它品种减水剂复合使用,却不易得到叠加的效果,且聚羧酸系减水剂溶液与其它品种减水剂溶液的互溶性本身就很差。目前的实践证明,聚羧酸系减水剂能与木质素磺酸盐减水剂复配使用;但是,聚羧酸系减水剂十分敏感,如果掺加聚羧酸系减水剂的混凝土碰到极少量的萘系减水剂或者是它们的复配产品,都可能出现流动性变差、用水量急剧增加、流动性损失严重,混凝土拌合物十分干涩甚至难以卸料等现象,其最终的强度、耐久性将受到影响。
(六)与常用改性组分的相容性较差
由于目前对聚羧酸系减水剂科研方面的投入较少,大部分情况下,科研工作的目标只在于进一步提高其塑化减水效果方面,很难做到按照不同工程需要,通过分子结构设计合成出分别具有不同缓凝/促凝效果、不引气或不同引气性、不同粘度的聚羧酸系减水剂系列产品,再加上工程中水泥、掺合料、集料的多样性和不稳定性,外加剂生产供应者根据工程需要对自身聚羧酸系减水剂产品进行复配是在所难免的。
目前关于对减水剂的复配改性技术措施,基本上都是建立在对木质素磺酸盐系、萘系高效减水剂等传统减水剂改性措施的基础上的。试验证明,过去的改性技术措施并不一定适合于聚羧酸系减水剂,如对萘系减水剂进行改性的缓凝成分中,柠檬酸钠就不适合聚羧酸系减水剂,它不仅起不到缓凝作用,反而有可能促凝,且柠檬酸钠溶液和聚羧酸系减水剂的互溶性差。再者,许多品种的消泡剂、引气剂和增稠剂也不适合于聚羧酸系减水剂。
通过上面的试验及分析,我们不难看出,因为聚羧酸系减水剂分子结构的特殊性,就现阶段的科研深度和工程应用经验的积累来说,我们通过其它化学组分对聚羧酸系减水剂进行改性的手段并不多,而且由于过去针对其它品种减水剂改性所建立起的理论和标准规范,对于聚羧酸系减水剂来说,可能需要更深层次的探索研究进行修正。
(七)技术深度和产品的性能稳定性值得关注
我国混凝土减水剂合成企业真正算得上精细化工企业的不多,这个事实限制了我国混凝土减水剂的精细化程度。
笔者曾经抽取10种国内常用的萘系高效减水剂样品,匿名后送至意大利某化学品公司的试验中心进行全面分析。结果显示,分子结构、磺化程度和聚合度最佳的只有一种,但这个产品是日本独资企业生产的。减水剂产品的性能直接取决于产品的分子结构,在减水效果和增强效果方面,这家日本企业的产品的确无疑是首屈一指的。混凝土减水剂性能要赶上世界先进水平,必须经过自主试验研究,简单的拿来主义思想是不可取的。这是关于合成技术的问题。
就生产控制来说,原材料来源和品质的不稳定一直是困扰下游产品——合成减水剂的一大问题。萘系高效减水剂的原材料萘的几度供求矛盾紧张导致萘系高效减水剂产品价格和产品质量出现相应的波动,对预拌混凝土企业的生产控制及混凝土工程质量的影响不小,但萘系高效减水剂的质量波动大多还仅表现在塑化效果和增强效果方面。
聚羧酸系减水剂产品的生产控制也面临着同样的问题,从一开始的主要原材料从德国、韩国进口,到现在的部分采用国产原材料,其产品性能和质量已经出现很大波动,这不仅表现在塑化效果方面,还有引气性、气泡结构、缓凝效果、坍落度保持性和粘度等多方面。
五.安全高效应用聚羧酸系减水剂必须注意的问题
(一)提高技术水平,稳定产品质量,加强技术储备
这实际上是关于产品生产环节中应注意的问题,但不得不谈。据不完全统计,我国聚羧酸系减水剂产品只有少数生产企业是自主研发的,如上海市建筑科学研究院、江苏省建筑科学研究院、上海三瑞化学有限公司、中国建筑科学研究院、中国冶金建筑科学研究院等。其它大多数生产企业是从高校科研机构或研究院引进技术,或者直接从其它企业引进技术上马生产的。由于生产企业本身的技术力量有限,对于所生产聚羧酸系减水剂技术的深层次理解不够,很难适应原材料、工艺的各种变动,产品质量的稳定也就无从谈起。
因此,建议聚羧酸系减水剂生产者积极与高校及科研院所联合,充分了解聚羧酸系减水剂产品性能的各种影响因素,适时调整合成工艺参数,以稳定产品质量,并通过联合或自主研发,加强技术储备,适应市场需求。
此外,聚羧酸系减水剂原材料标准的尽快出台以及聚羧酸系减水剂原材料价格的稳定性,对保证聚羧酸系减水剂产品技术的稳定性也是十分重要的。
(二)相信试验结果而非产品说明书
俗话说,不管白猫黑猫,抓住老鼠就是好猫。选用减水剂也是这样,个别企业的产品说明书写得花好稻好,神乎其神,检验结果非常优秀,但产品用于某项具体工程可能并不适合,而相反,有些产品尽管检验结果并不十分出众,却有可能满足某项工程混凝土材料配制的要求。此外,由于原材料的变化,项目招标评审时的试验结果并不能代表项目实际实施时的情况。《GB50119-2003 混凝土外加剂应用技术规范》中“2.1.4”明确规定:掺外加剂混凝土所用原材料如水泥、砂、石、掺合料、外加剂均应符合国家现行的有关标准的规定;试配掺外加剂的混凝土时,应采用工程使用的原材料,检测项目应根据设计及施工要求确定,检测条件与施工条件相同,当工程所用原材料或混凝土性能要求发生变化时,应再进行试配试验。
《铁路客运专线高性能混凝土技术条件》中,针对高性能混凝土配制所使用的减水剂提出了13项检验项目,规定的指标相当严格,大多数人认为只有聚羧酸系减水剂送检才能通过。且对生产和供应外加剂的企业的科研、生产能力、检验和生产过程控制、参与重大工程项目的经验等都有严格的考核。我们认为,这种审核对于规范外加剂产品质量保证体系非常重要,但是大家也要清醒地认识到即使通过检验和各项考核的产品,未必就一定能适合某项工程的实际需求。产品检验只是一块敲门砖,只是一个证书而已,最重要的还在于配合工程所用各种原材料的特性,在经济性允许的情况下能配制出工作性、力学性能和耐久性均满足有关要求的高性能混凝土。
(三)避免聚羧酸系减水剂与铁制材料长期接触
对于聚羧酸系减水剂生产、供应者来说,要采用专门的生产设备和生产线合成、复配聚羧酸系减水剂,不得与其它减水剂共用生产线来合成或复配聚羧酸系减水剂。此外,聚羧酸系减水剂的输送、存放不得采用铁制材料(不锈钢除外),而应采用塑料、玻璃等材质。由于聚羧酸盐高效减水剂产品常常呈酸性,与铁制品长期接触会发生缓慢反应,有时会引起聚羧酸系减水剂性能的变化。建议金属容器存放聚羧酸系减水剂不要超过半年。
(四)避免其它品种外加剂的混入
严禁其它减水剂或其它品种外加剂的混入,有两层含义。一是聚羧酸系减水剂的复配(如与木质素磺酸盐、引气、消泡、缓凝等组分)只能由外加剂生产厂或供应商进行,减水剂使用者也就是混凝土制备者只需对其相关性能检测验收入库,不得在其中掺加复配任何其它组分,也不得因疏忽将其它组分混入其中。不加清洗而使用泵送和计量其它外加剂的泵和计量设备,都是绝对禁止的。另一层含义是,混凝土搅拌设备、运输车辆、泵送设备最好固定用于掺聚羧酸系减水剂的混凝土,当共用搅拌设备、运输车辆和泵送设备时,必须彻底清洗这些设备后,才能用作掺聚羧酸盐减水剂的混凝土,反之亦然。
(五)严格计量减水剂和拌合水
制备掺加聚羧酸系减水剂的混凝土拌合物时,应严格按照试验室确定的最佳减水剂用量和用水量计量,切忌随意增加减水剂用量或用水量,以免所拌制混凝土出现离析、泌水、板结、含气量增加等不良现象,影响混凝土正常的泵送施工和浇注质量。
对于原材料砂石集料中所含的水分,必须准确测量,并从总用水量中扣除,坚决避免因对砂石集料中所含水分检测不准所引起的不良后果。
(六)正确面对聚羧酸系减水剂与水泥/掺合料的适应性问题
外加剂与水泥/掺合料的适应性问题由来已久。多年来,针对萘系高效减水剂及其复配产品开展的适应性研究工作取得了很好的效果:首先是通过研究者的努力宣传,混凝土制备者、外加剂生产者、水泥和掺合料生产者、混凝土施工者和监理等共同认识到了这个问题,改变了那种过去一贯由外加剂生产者承担一切责任的局面;其次,就外加剂与水泥/掺合料的不相适应性问题,发现很多的影响因素,并对其影响规律开展了深入研究;再者,针对外加剂与水泥/掺合料具体的不适应现象,已经建立了一整套的解决的措施。
然而,对于聚羧酸系减水剂来说,尽管同样发现其与水泥/掺合料的不相适应性问题,但是针对性的研究工作开展得非常少,这一点非常希望引起足够重视。
华东地区某铁路工程项目,通过招投标在一年前就认定采用M企业的聚羧酸系减水剂和浙江JY水泥厂的42.5普通硅酸盐水泥。开工在即,工地试验室采用M企业的聚羧酸系减水剂和JY企业的水泥无论如何配制不出符合设计要求的混凝土拌合物,具体问题表现在混凝土用水量大,且坍落度损失非常快!经过科研单位开展大量的比对试验和化学、物相分析,认定其原因是水泥中含有煤矸石等混合材。面对大量试验数据和分析,在多方压力促动下,该水泥厂最终决定改变水泥中混合材的品种和掺量,生产出满足工程要求的水泥。
过去关于木质素减水剂、萘系高效减水剂与水泥/掺合料适应性的研究工作,曾得到外加剂生产企业、水泥生产企业、混凝土制备者、甚至是施工单位和政府的大力支持,希望聚羧酸系减水剂与水泥/掺合料适应性的研究能继续得到相关单位和部门的支持。
(七)二次添加聚羧酸系减水剂应听从专家指导并经严格试验
根据《GB50119-2003 混凝土外加剂应用技术规范》,当掺加泵送剂的混凝土从预拌混凝土厂运送至浇注现场,可能由于路途较远、堵车或等待浇注的时间过长,混凝土坍落度损失过大,以致于不适于泵送或浇注施工时,可以采用二次添加泵送剂的方法,将一定量泵送剂掺入混凝土运输搅拌车中快速运转,至搅拌均匀,测定坍落度符合要求后进行泵送和浇注。
原则上,掺加聚羧酸系减水剂的混凝土,因不可预测的原因造成其坍落度损失过大时,也可以采用二次添加减水剂的方法,恢复混凝土的流动性,以免造成混凝土拌合物的浪费。但是由于混凝土拌合物性能对聚羧酸系减水剂的掺量相当敏感,一旦过量很易造成离析、泌水,甚至分层,且关于二次添加聚羧酸系减水剂对混凝土性能的影响,几乎没有开展过研究工作,所以实际施工时,聚羧酸系减水剂的二次添加与否,及二次添加的量,应听从专家意见,并进行严格试验,充分验证可行性后方可进行。
(八)严格控制振捣半径和振捣时间
由于掺加聚羧酸系减水剂制备的混凝土坍落度一般较大,再加上拌合物粘度较低,所以混凝土拌合物浇注后的振捣半径和振捣时间应通过实验确定。一旦振捣半径过小,或振捣时间过长,很易造成浇注体气泡严重损失、集料与浆体严重分层等结构缺陷。
(九)加强初期养护,严防开裂
对于任何混凝土拌合物来说,浇注后的初期和后期养护均十分重要。聚羧酸系减水剂对混凝土干缩性能影响较小,或者说掺加聚羧酸系减水剂不过分增加混凝土的干缩,决不代表掺加聚羧酸系减水剂的混凝土可以放松甚至取消养护。与掺加其它外加剂的混凝土一样,掺加聚羧酸系减水剂的混凝土浇注振捣密实后的表面二次抹压、薄膜覆盖或喷雾等,对防止其塑性收缩裂缝非常有效。而连续的7d或14d的保湿养护则不仅是混凝土强度正常增长的需要,也是防止其干燥收缩裂缝的保障。
(十) 施工、管理单位应与混凝土制备者和外加剂供应者密切合作
工程中难免会碰到各种各样的技术难题,面临技术争论甚至因工程事故引发的矛盾纠纷。相信参与工程的各方其最终目都是为了工程的顺利进行和保证工程质量。聚羧酸系减水剂生产和应用于混凝土实际工程的历史很短,积累的工程经验相当有限,更容易出现应用方面的难题甚至会导致工程事故。只有施工单位或管理单位会同混凝土制备者、聚羧酸系减水剂生产供应者以及水泥/掺合料生产供应者,从技术角度进行密切合作,才能最终解决问题。
(十一)加强聚羧酸系减水剂理论和应用技术的研究及培训工作
为了更快、更好地推广聚羧酸系减水剂的应用,使各项工程都能安全、高效地应用聚羧酸系减水剂,加快新世纪混凝土工程的技术进步,加强聚羧酸系减水剂的理论与应用技术的研究非常重要。同时,也决不能忽视对聚羧酸系减水剂生产、服务和应用人员开展全面的技术培训工作。