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摘要：聚羧酸高性能減水劑目前已成為高強、高性混凝土的首選外加劑。本文以商品混凝土攪拌站為例，主要介紹了聚羧酸高性能減水劑檢測驗收、質量控制、生產供應中控制的重點，以及使用聚羧酸高性能減水劑所產生的經濟效益，社會效益。...

聚羧酸高性能減水劑在商品混凝土中的應用

徐子昂   林智峰   楊金平

（陜西宏基混凝土構件有限責任公司   710100  西安）

一、前言

    隨著現代建筑施工技術的不斷進步，對商品混凝土的施工生產技術要求也更加廣泛，特別是國家提倡建立資源節約型、環境友好型社會，使資源、能源消耗巨大的預拌混凝土行業的社會責任感倍增。如何最大限度地節能、降耗、減排，為社會提供綠色環保高性能混凝土將成為未來預拌混凝土行業的發展方向。

    聚羧酸高性能減水劑（以下簡稱PCA）作為高性能混凝土的首選材料之一，在國內商品混凝土行業已廣泛應用，特別是高鐵、客專、地鐵的混凝土生產均選用PCA，由于其優良的綜合性能，使混凝土的使用壽命大幅延長（70-100年）。

二、概況

    宏基公司作為西安市最早的商品混凝土企業之一，在混凝土減水劑的使用上經歷了從木質素磺酸鈣減水劑、萘系減水劑、氨基磺酸鹽減水劑、脂肪族減水劑到現在的PCA這樣一個漫長的過程。對PCA的試驗試配工作實際上從2007年就已經開始了，當時西安市能夠生產PCA的外加劑企業很少。并且由于生產技術水平的限制，合成原材料價格偏高，致使PCA價格偏高。在使用方面無價格優勢，另一方面PCA對混凝土其他原材料品質的波動較為敏感，實際生產施工較難有效控制。因此宏基公司未在實際生產中應用。到2011年隨著PCA合成技術的改進提高，其綜合性能得以改善。適用性更強，且成本下降，宏基公司利用其進行了混凝土方面的大量試驗，取得了大量技術數據。并于2012年在宏基公司新站建成后，在商品混凝土生產中徹底取代萘系減水劑，在預拌混凝土技術上上了一個臺階，為實現企業的技術轉型打下了一個良好的基礎。

    商品混凝土公司在使用PCA生產混凝土的過程中，應主要從以下幾個方面來控制：

    1、生產原材料控制

    1.1水泥：作為商品混凝土站來說水泥的選擇是至關重要的，應選擇大廠生產的普通硅酸鹽水泥，因為大廠的生產工藝、管理水平較高、質量波動較小，有利于在實際生產中的控制。在實際生產過程中應至少選擇兩家品質接近的水泥，以備不時之需。水泥的品質除符合《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007標準要求外，還應對每天進廠的水泥（特別是不同批次的水泥）與外加劑的適應性進行檢測和對水泥溫度的測量，并做好相應記錄，當適應性變化較大時，應及時聯系廠家進行調整。PCA對水泥的溫度也較敏感。特別是夏季水泥出廠溫度較高，超過80℃的要放置一段時間再用，不能現拉現用。有可能會出現假凝現象。水泥細度不宜太細，過細影響PCA性能發揮。

    1.2粉煤灰：宜選擇需水量小的F類Ⅰ、Ⅱ級灰，其品質應符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005標準要求。粉煤灰應做到車車檢測細度、需水量，確保質量的相對穩定。

    1.3礦粉：宜選擇S95級，其品質應符合《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》GB/T18046-2008標準要求。其細度也應做到車車檢測，如條件充許，可車車檢測比表面積。

    1.4砂、石：PCA對砂、石含泥量較敏感。 砂子的含泥量應符合《建設用砂》GB/T14684-2011標準要求≤3%，＞3%時影響PCA性能的發揮、混凝土和易性變差、坍落度損失加快等。當使用卵石：含泥量、泥塊含量應符合《建設用卵石、碎石》GB/T14685-2011標準要求。當使用碎石時：其石粉含量應符合標準要求。對新進廠的含水率大的砂子，要單獨存放，不能現進現用，避免造成混凝土坍落度控制困難。

    1.5外加劑：PCA的選用應通過試驗確定。其品質應符合《聚羧酸高性能減水劑》JG/T223—2007標準要求。商砼站試驗室應對進廠外加劑車車檢測含固量、PH值、凈漿流動度【減水率】指標，合格后方可入庫。凝結時間、坍落度經時損失、含氣量等指標要經常抽檢。PCA的凝結時間要根據具體的季節、氣溫變化以及工程的實際需要及時調整，試驗室在每年季節變化之際，要與PCA生產廠家盡早溝通，做好不同使用時期的準備工作（主要是外加劑的凝結時間、保坍、早強等組分的調整）。確保在各不同時期生產的混凝土能滿足施工要求。

    1.6PCA與水泥適應性的問題，要進行試驗。水泥廠在生產水泥時可能由于原料及混合材、細度等因素的變化，導致出廠水泥批與批之間與PCA的適應性存在差異，如果不進行PCA與水泥適應性檢測的話，當出現混凝土坍落度損失過快等問題時，就會影響正常的施工生產。因此水泥在入庫前要抽檢與PCA的適應性檢測，合格后方可入庫。當水泥與PCA適應性差時，應單獨存儲，在使用時，要及時通知質量控制人員，對配合比的外加劑用量進行調整。當水泥與PCA的適應性好時，要做好相關記錄，在生產時通知質量控制人員控制好混凝土出廠坍落度，避免混凝土出現因泌水從而造成堵泵的情況。

    1.7拌合水：應使用符合《混凝土拌合用水》JGJ63-2006標準要求的飲用水、再生水或攪拌站的循環水。循環水的使用應通過試驗確定其摻量。循環水的使用大幅降低了混凝土廢棄料的浪費，且漿水在生產過程中可以再次利用，降低了生產成本，符合國家節能、環保的要求。

    1.8試驗室要對所有原材料做到按批量檢測，當原材料出現質量波動時，應加大檢測批次，同材料部門共同加強原材料的檢測控制，杜絕不合格品入廠。

    2、生產過程控制

    2.1PCA的存儲：避免PCA與鐵制容器長時間接觸。由于PCA的PH值一般在6-7之間，當PH值﹤7時呈酸性，有一定的腐蝕性。如果PCA不慎濺入眼中，要及時用清水清洗。建議考慮使用PCA的商砼站在建站時應將外加劑儲備罐制做成玻璃鋼材質。以免PCA與鐵制、鋼制容器在使用過程中發生化學反應，影響PCA性能的發揮。

    2.2每班對攪拌機設備，包括外加劑秤斗，車輛罐體要及時進行清洗。當車輛前一車裝過萘系外加劑生產的砼，再裝PCA生產的混凝土時，一定要先對罐車進行清洗后再裝入PCA生產的混凝土。

    2.3要組織相關人員定期對攪拌機計量系統進行計量檢定與自檢，自檢就每月最少一次，確保計量系統的準確。

    2.4罐車的洗車水及洗泵水，司機要及時放掉。沖車水也不能太多，避免對下車砼坍落度造成影響。

    2.5雨天，特別是夏季、陣雨、暴雨等。如車輛啟用時，一定要將車內的水放掉。每車進站裝料時，要將車體內的沖車水反轉放干凈。

    2.6攪拌時間要嚴格控制，由于PCA具有“后釋性”，也就是反應要慢一點。所以與普通萘系減水劑相比，要適當延長10-20s的攪拌時間；冬期也應適當延長10-20s的攪拌時間；高強混凝土的攪拌時間應根據實際設置在120-180s。

    2.7在使用外租車輛時，公司調度必須對外租車輛駕駛人員進行相關技術交底，避免其操作不當改變了混凝土的性能，進而造成隱患。

    2.8混凝土車輛在到達現場之后，卸料之前要將罐體內的混凝土快速攪拌2min左右，方可卸料。在實際泵送施工過程中，往往存在等待時間，這段時間車輛罐體一般都停止不轉，再次泵送時，要將車輛罐體進行1min左右的正轉再放料。

    2.9PCA摻量一般在1%左右，對計量精度要求較高。所以現在PCA普遍都會進行稀釋，將摻量提高到2%以上。以減少計量時的偏差。

    2.10操作員要嚴格控制用水量。PCA具有高減水率與萘系減水劑相比，控制不當更容易造成混凝土泌水離析。特別是在清洗完攪拌機后一定要將攪拌機內的水放干凈。

    2.11現場調度要注意工地對混凝土的隨意加水情況，發現后要及時制止。

    2.12混凝土運到施工現場后，要及時卸料，避免壓車、卸料不及時的現象。確保混凝土出廠2小時內及時入模。如因溫度高、路上堵車等情況，造成坍落度損失，影響施工時，現場調度可指導司機進行適當適量的調整，添加一定量的PCA，添加后，要將罐車內的混凝土加速攪拌至均勻，攪拌時間以2-3min為宜。

    2.13坍落度作為檢測混凝土質量最直觀的指標，試驗室應設專人負責，控制好出廠混凝土的坍落度，做到車車檢測。并做好混凝土試件3d、7d早期強度的收集，當出現強度異常波動時，應及時查找、分析原因，調整配合比。確保出廠混凝土處于可控狀態。

三、技術指標

    1、普通混凝土

    以C30、C40、C50混凝土為例：

    混凝土強度增長情況：

    2、高強混凝土

    混凝土強度情況：通過PCA的生產應用，混凝土的和易性、經時損失等均得到了有效的改善，強度、耐久性指標均符合標準要求。高強C60混凝土在具體工程施工應用中也取得了實質性成效。

四、經濟效益，社會效益

    1、經濟效益：

    通過PCA的生產應用，每m3混凝土成本平均下降10元左右。從技術角度大幅降低了水泥用量，提高了混凝土的耐久性，混凝土各項性能指標均滿足相關技術要求。同時降低了混凝土生產成本，取得的經濟效益相當可觀。

    2、社會效益：

    聚羧酸高性能減水劑的生產復配工藝綠色、環保，不生產任何廢氣、廢料。通過聚羧酸高性能減水劑和礦粉、粉煤灰的使用，礦粉、粉煤灰替代水泥，有效降低了水泥用量，降低了不可再生資源的消耗，減少了二氧化碳的排放；符合國家節能、環保、利廢的要求，取得的社會效益顯著。

五、結束語：

    聚羧酸高性能減水劑在商品混凝土中的應用必將更加廣泛。也將成為預拌混凝土企業產業升級、技術進步的首選材料。宏基公司通過一年來的使用，已經在向社會提供綠色環保高性能混凝土方面邁出了堅實的第一步。

依據標準：

［1］《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55-2011

［2］《預拌混凝土》GB/T14902-2003

［3］《混凝土質量控制標準》GB50164-2011

［4］《高強混凝土應用技術規程》JGJ/T281-2012

［5］《混凝土結構耐久性設計與施工指南》CCES01-2004

(本文來源：陜西省土木建筑學會    文徑網絡：呂琳琳 尹維維 編輯  文徑 審核) 

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