浅谈如何控制聚羧酸混凝土的坍损
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摘要：本文首先概述了聚羧酸混凝土，然后详细分析了聚羧酸混凝土的坍损原因，最后针对聚羧酸混凝土的坍损原因，指出了控制混凝土坍落度损失措施。
中图分类号： TU37 文献标识码： A
随着建设工程技术的不断提高，高层建筑日益增多，建筑行业人力成本的增加。现代混凝土工艺要求预拌混凝土具有良好的性能，以满足远距离运输、高层泵送、大流动性的要求。目前商品混凝土搅拌站越来越多，竞争愈加激烈，工地运距较以往有很大的增加，且随着城市的发展，道路日益拥堵，混凝土载运时间大多超过1小时以上。而坍落度损失过大的问题严重影响施工进程，而因此导致的工地加水现象层出不穷，严重影响工程质量。因此，有必要对混凝土坍落度损失的机理作深入分析并提出可行的解决措施。
1 聚羧酸混凝土概述
聚羧酸高效减水剂作为新一代高效减水剂，减水率高，低掺量时也能使混凝土具有较高的流动性，并且在较低水灰比时也具有低粘度及塌落度经时变化小的特点。因此，聚羧酸系混凝土应是今后发展的方向，也有越来越多的搅拌站开始使用聚羧酸外加剂。
2聚羧酸混凝土的坍损原因分析
聚羧酸应该比萘系具有更好的保坍效果，但是在实际应用中还是发现有较大坍损的情况。我司使用聚羧酸减水剂为瑞士西卡生产的3301高效减水剂，其1%掺量的混凝土减水率为30%。例：实际生产中，实测气温38℃，混凝土初始坍度为230mm，1h坍损在50mm，扩展度由52*50变为32*31，对公司生产造成了较大困扰。
分析其原因，主要影响因素有：水泥品种、减水剂掺量及用水量、掺合料、骨料、气温等。
2.1 水泥品种的影响
在预拌混凝土应用中，聚羧酸外加剂对使用不同品牌的水泥在作用效果上存在很明显的差异。这是由于水泥中的矿物组成有差异，水泥掺料的来源复杂，，另外最近几年水泥生产企业过分追求早强，水泥细度高增加了对减水剂的吸附效果，也影响了减水剂效能的发挥。例如；在砂、石、掺合料相同的情况下，我司使用了盘固与恒来两家水泥企业生产的P.O.42·5水泥进行试配，施工要求C30混凝土初始坍落度为200~220 mm，且1 h后坍落度≥180 mm；选用A水泥时，外加剂掺量为0.8%时，混凝土坍落度是230mm，扩展度是550 mm，且1 h后几乎不损失；但采用B水泥时，外加剂的掺量为0.8%时，混凝土初始坍度仅为180mm，无流动性，增加掺量为1.0%时，混凝土的工作状态才能满足要求，但坍损较大；虽然A和B两种水泥各项指标经检验合格，但是对于减水剂的相容性或匹配效果却有很大差别。水泥生产原材料的差异，使聚羧酸减水剂的适应性的表现差异较大，水泥的细度和储存时间也会影响聚羧酸系高性能减水剂的使用效果。
2.2 掺量的影响
聚羧酸减水剂对掺量比较敏感，，当掺量达不到时，其减水效果比较差，我司之前使用萘系减水剂，在改成聚羧酸减水剂后，为保证成本不超过萘系配比，有两种方案，一种是保持胶结材不变，减少聚羧酸外加剂的掺量，一种是减少胶结材用量，适当增加聚羧酸外加剂掺量。以C30为例：
在掺量为0.6%时，虽然用水量有增加，但坍损明显比0.8%的掺量要大，在强度符合要求的情况下，我司采用了0.8%掺量的配比。
2.3 掺合料的影响
掺合料细度及质量的变化对聚羧酸系高效减水剂性能的发挥有很大影响。质量达不到要求的掺合料能严重影响新拌混凝土的状态，一般来讲矿粉的适应性较好，而粉煤灰应严格控制达到Ⅱ级以上的要求，Ⅲ级灰则明显降低外加剂的减水率，我司曾遇到过在某些批次的Ⅱ级灰中，虽各项指标都符合要求，但混凝土减水率明显降低，坍损较大，后经与煤灰供应商确认，因煤灰货源紧张，故从外地调来的煤灰，后经协商，让其稳定品质，不得私自更改煤灰来源。
2.4 骨料的影响
砂、石含泥量指标对减水剂的性能发挥有很大影响，尤其是砂的含泥量，当含泥量>3%时，减水剂的性能明显下降，适当增加掺量也很难达到满意的流动度。
在某工程C30泵送混凝土中，试配时聚羧酸减水剂掺量为0.8%即能达到工程要求的流动度及扩展度，但在实际的生产中由于砂的含泥量大，搅拌混凝土时出现了虽坍度达到要求但流动度变小的情况，且到工地时坍损严重。一般情况下经适当提高减水剂掺量即能解决问题。但这次当减水剂掺量提高至1.2%时，仍不能满足要求，经检测砂子含泥量已>5%。施工实践证明，当含泥量>3%时，对聚羧酸减水剂影响就很明显，但含泥量>5%时，单纯提高减水剂掺量已不能解决问题。
2.5 气温的影响
我司从三月份开始使用西卡聚羧酸外加剂以来，一直效果较好，坍损也不大，但是在七八月份高温天气，1h坍损一直在40~50mm左右，导致工地退料，废料，造成了一定的损失。在配比相同的情况下，说明气温对聚羧酸外加剂的影响还是比较大，其保持1h无坍损甚至反增长只是在气温较低的情况下出现。
3控制混凝土坍落度损失措施
通过以上分析，混凝土坍落度损失过大是由多种因素造成的，因此需要根据不同的情况提出不同的解决方法。
3.1提高掺量
聚羧酸外加剂在提高掺量的情况下，工作性较好，但由于聚羧酸外加剂的成本较高，在混凝土市场日益竞争激烈，利润日趋减少的情况下，仅仅一味的提高外加剂的掺量是不可行的。因此根据聚羧酸外加剂的特性，在适当减少胶结材用量的情况下，增加外加剂掺量；其强度能保持不变，且初始坍度与坍损都有较大改善。例：在气温达到37℃以上时，我司所采用的0.8%掺量的配比出现了较大坍损的情况，此时增加外加剂掺量虽然效果较好，但是迫于成本压力，公司要求必须找出其它方法。故采用C30标号混凝土进行试配，配比如下：
两种配比虽初始坍度一样，但大掺量的配比其1h坍损较小，虽胶结材由最初0.6%掺量的358Kg降至1.1%掺量的313Kg，水灰比也有所增大但其28D强度也只相差0.5MPa。
3.2减水剂后掺法
即在砂、石、水泥、水拌合之后再掺减水剂。这种方法对抑制坍落度损失有明显效果。主要是因为水泥遇水后，在有石膏的环境中水泥中的C3A，C4AF能迅速生成钙矾石，C3A，C4AF在体系中明显减少，这时再加入减水剂，被C3A，C4AF吸附消耗的减水剂量显著减少，大量的减水剂能比较充分地被C3S，C2S吸附，水泥颗粒的动电电位明显提高，并在一定时间内保持相对稳定，直接表现为混凝土的和易性好，坍落度损失较小。我司在开始使用该方法时也遇到不少问题。因拌机初始电流较大，对拌机磨损也较先掺法大，且因初始电流大，在拌高强度配比时，容易闷罐，因此需要对下料系统进行改造，以符合后掺法的要求。
3.4其他方法
在实际生产中，要对每批水泥和聚羧酸高效减水剂的相容性进行试验，只有水泥和聚羧酸高效减水剂的相容性好，混凝土的坍落度损失符合规范要求后，方可使用此配比，否则需重新设计。
应对砂石原材料加强抽测，重点为含泥量，细度，集配等指标，保证原材料的合格与稳定。
合理安排搅拌、运输和浇筑各个环节的时间，尤其是车辆在工地等待时间。随着停放时间的延长，混凝土拌和物的坍落度损失愈大、愈快；因此加强对调度的教育训练以减少车辆积压是降低坍损最直接有效的方法，建议车辆加装GPS以便于调度操作。
4结语
影响混凝土坍落度损失的因素较多，合理选用水泥、集料、外加剂和掺合料，改进配比与搅拌方式能有效控制坍落度的损失。在实际工作中应不断结合生产及材料的具体情况，总结经验并选择合适的解决措施。
参考文献
[1]张承志．商品混凝土[M]．北京：化学工业出版社.2010
[2]林天津.聚羧酸减水剂在预拌混凝土中的应用[J].福建建筑,2008,(10):21-22.