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混凝土加外加劑中的那些大學(xué)問!
發(fā)布時間:
2023-01-04 16:13
混凝土外加劑的使用,大大改善了混凝土的流動性能,同時降低了混凝土中膠凝材料的用量。因此,混凝土外加劑得到了廣泛使用。在長期的生產(chǎn)實踐中,筆者發(fā)現(xiàn)許多攪拌站都存在著外加劑使用誤區(qū),導(dǎo)致混凝土強度不足、工作性不佳,或混凝土配合比成本過高。
掌握外加劑的正確使用方法,可以在保持配合比成本不變的前提下,提高混凝土強度;或者在保持混凝土強度不變的前提下,降低配合比成本;在保證水膠比不變的情況下,改善混凝土的工作性能。
常見的外加劑使用誤區(qū)
現(xiàn)在很多攪拌站混凝土強度一直很難提高。如果想提高混凝土強度,處在殘酷的市場競爭環(huán)境中,又面臨是否提高成本、降低利潤的困惑。通過深入的考察、分析發(fā)現(xiàn),多數(shù)此類攪拌站進入了混凝土外加劑使用的誤區(qū),具體如下:
1. 低價采購?fù)饧觿?/strong>
由于市場競爭激烈,攪拌站對于原材料的采購控制嚴格。攪拌站都希望以最低的價格采購到原材料,混凝土外加劑也是如此。
攪拌站將外加劑采購價壓低,勢必導(dǎo)致外加劑廠家降低質(zhì)量水平。而一般攪拌站在采購合同中很少明確外加劑的驗收標準。即使有,也只是明確按照國標要求,而國標要求一般是最低的標準。這就導(dǎo)致外加劑廠家在低價中標的情況下,供應(yīng)的外加劑質(zhì)量較低,一般勉強達到國標要求,難以滿足攪拌站對外加劑的使用功能需求。
2. 限制外加劑摻量
攪拌站決策層對配合比成本監(jiān)控嚴格,甚至對水泥用量、外加劑摻量也進行了明確要求。這必然導(dǎo)致技術(shù)部門在配合比設(shè)計時,不敢突破決策層的外加劑最高摻量要求。
3. 缺乏對外加劑的質(zhì)量監(jiān)控和試配驗證
目前,對于外加劑的入庫檢測,多數(shù)攪拌站是進行含固量、減水率、密度、凈漿流動度等技術(shù)指標中的1~2項檢測,很少攪拌站進行混凝土試驗。
在生產(chǎn)實踐中我們發(fā)現(xiàn),即使外加劑含固量、減水率、密度、凈漿流動度等技術(shù)指標滿足要求,混凝土試驗仍有可能達不到當初試配的效果,即混凝土減水率不足,或適應(yīng)性不好。
外加劑使用不當對混凝土質(zhì)量和成本的影響
由于低價采購的外加劑質(zhì)量水平較低,為了達到足夠的減水效果,技術(shù)部門往往會加大外加劑摻量,造成外加劑低質(zhì)多用的后果。相反,一些質(zhì)量控制穩(wěn)定、配合比成本控制較好的攪拌站,使用的外加劑質(zhì)量較好、價格較高,由于高質(zhì)少用,外加劑的單方成本反而下降。
有些攪拌站限制外加劑摻量。在混凝土坍落度不足的情況下,技術(shù)部門要么降低砂、石含水率,要么提高混凝土單方用水量,直接導(dǎo)致混凝土強度下降。質(zhì)量意識較強的技術(shù)部門則會在間接或直接提高混凝土單方用水量的同時,適當提高膠凝材料的用量(保持水膠比不變),導(dǎo)致混凝土配合比成本增加。
攪拌站缺乏對外加劑的質(zhì)量監(jiān)控和試配驗證。在外加劑質(zhì)量波動(下降)時,技術(shù)部門仍然使用原有的配合比。為滿足混凝土坍落度要求,混凝土實際用水量增加,水膠比增大,混凝土強度下降。
外加劑的作用機理
目前常用的萘系外加劑和聚羧酸鹽類外加劑,均為相對分子質(zhì)量較高(一般為1500~10000)的有機化合物,屬于表面活性劑的范疇。
表面活性劑的分子具有兩極構(gòu)造,其一端為非極性親油基團(或稱非極性憎水基團),另一端為極性親水基團。表面活性劑溶于水后,在降低表面張力的同時,可起到分散、潤濕、乳化、起泡、洗滌等多種作用。
1. 吸附—分散作用
混凝土拌合物的流動性取決于混凝土中游離水的多少?;炷林屑尤胪饧觿┖?,由于水泥顆粒表面定向吸附外加劑分子,相互之間產(chǎn)生靜電斥力而導(dǎo)致水泥顆粒相互分散。從而破壞了水泥絮凝結(jié)構(gòu),釋放出大量游離水,大大增加了混凝土拌合物的流動性。
2. 潤濕作用
由于外加劑分子在水泥顆粒表面的定向排列,形成了單分子溶劑化水膜。這種水膜一方面增大了水泥顆粒與水的接觸面積,另一方面具有一定的潤濕作用。因此,水泥得以充分水化,水泥強度增長迅速。
外加劑的基本作用
(1)在不減少單位用水量的情況下,水膠比不變,改善新拌混凝土的工作度,提高流動性;由于水泥顆粒與水的接觸面積大大增加,水泥水化充分,雖然水膠比不變,混凝土強度往往卻有一定的提高。
(2)在保持一定的工作度下,減少用水量,水膠比減小,提高混凝土的強度。
(3)在保持一定強度的情況下,減少膠凝材料用量,減少用水量,水膠比不變,節(jié)約水泥等膠凝材料。
如何正確地采購和使用外加劑
正確地采購和使用外加劑,可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟技術(shù)價值。不僅可以提高混凝土強度,更能降低混凝土配合比成本。具體方法如下:
1. 試驗環(huán)節(jié)
外加劑的各項技術(shù)指標的試驗檢測,是采購談判之前的重要環(huán)節(jié)。通過試驗,應(yīng)確定外加劑的各項技術(shù)指標的合格標準。包括外加劑的含固量、減水率、密度、凈漿流動度、混凝土減水率等技術(shù)指標。建議將混凝土減水率作為衡量外加劑質(zhì)量水平的關(guān)鍵指標。
2. 采購環(huán)節(jié)
明確外加劑的合格標準后,即可開始采購談判。建議按照試驗確定的合格標準,對外加劑廠家進行招標。在外加劑供貨質(zhì)量水平不低于招標要求的前提下,按低價中標原則確定供貨廠家。
同時,對外加劑廠家的選擇,應(yīng)綜合考慮廠家生產(chǎn)規(guī)模、運距、運輸能力,大規(guī)模攪拌站或大型工程項目供貨經(jīng)驗和供貨質(zhì)量水平,以及售后服務(wù)能力和水平,不宜把價格作為廠家篩選的唯一指標。
3. 驗收環(huán)節(jié)
攪拌站在外加劑入庫前應(yīng)對外加劑進行檢測,檢測結(jié)果對照合同簽訂標準合格后方可入庫。建議區(qū)分關(guān)鍵指標和參考指標。通過長期的實踐,筆者認為,外加劑的關(guān)鍵指標為減水率(膠砂)和混凝土減水率;參考指標為密度(比重)、含固量和水泥凈漿流動度。由于檢測時間的原因,一般在驗收環(huán)節(jié)進行檢測的技術(shù)指標是密度、水泥凈漿流動度和減水率(膠砂)。
如入庫檢測顯示外加劑不合格,建議處理方案如下:
(1)退貨:在制定外加劑的合格標準時,會有一個允許波動的上下限值。如減水率檢測結(jié)果低于合格標準下限,應(yīng)做退貨處理。
(2)降級使用:在緊急情況下,例如外加劑現(xiàn)有庫存無法滿足生產(chǎn)需求,經(jīng)雙方協(xié)商一致,可做降級處理,一般由于減水率的不足導(dǎo)致外加劑摻量的增加部分由外加劑廠家負責(zé);或經(jīng)雙方協(xié)商一致,亦可作降級處理,處理方案同上。
關(guān)于外加劑的不合格處理,建議在采購合同中給予注明,避免供需雙方在外加劑不合格時無章可循而產(chǎn)生糾紛。
4. 使用環(huán)節(jié)
(1)一般情況下,質(zhì)檢員應(yīng)嚴格執(zhí)行既定的混凝土配合比,包括配合比中外加劑的摻量;
(2)每天生產(chǎn)前和生產(chǎn)過程中,質(zhì)檢員應(yīng)對砂、石骨料含水率進行檢測,用于指導(dǎo)實際生產(chǎn);生產(chǎn)中砂、石實測含水率的使用,可以比較準確的反映單方用水量的實際用量,即反映膠凝材料和骨料的需水量的波動,以及外加劑的減水率的波動;
(3)原材料性能發(fā)生波動時,應(yīng)及時調(diào)整混凝土配合比。膠凝材料和骨料的需水量的增大,以及外加劑的減水率的下降,都會造成單方用水量不足。正確的做法是,適當提高外加劑的摻量,使得單方用水量不突破既定的混凝土配合比,保持水膠比不變以保證混凝土強度。
5. 常規(guī)檢測
外加劑經(jīng)過入庫前檢測,符合合同約定標準后準予入庫。由于減水率的檢測結(jié)果和混凝土試拌結(jié)果會有一定出入,建議入庫后對外加劑進行常規(guī)檢測。檢測項目包括,混凝土減水率、固含量等指標。其中,混凝土減水率為關(guān)鍵指標,必須符合要求。
經(jīng)過常規(guī)檢測,如混凝土減水率波動較大,應(yīng)取出以往外加劑合格留樣進行對比,分析發(fā)生變化的原材料是外加劑還是其它原材料。并根據(jù)分析結(jié)果及時通知質(zhì)檢員調(diào)整混凝土外加劑摻量,保證水膠比不超過設(shè)計值,進而保證混凝土強度不受影響。同時應(yīng)立即通知發(fā)生變化的原材料供應(yīng)商進行質(zhì)量改進。
6. 試配驗證
為保證生產(chǎn)配合比的合理性,建議至少每月對常用混凝土配合比進行不低于2次的試配驗證。筆者發(fā)現(xiàn),出現(xiàn)混凝土強度問題或成本過高的絕大多數(shù)攪拌站,缺乏對常用混凝土配合比的試配驗證。
混凝土試配驗證,是對現(xiàn)有混凝土原材料質(zhì)量狀況、混凝土工作性和強度的綜合驗證。
結(jié)語
(1)攪拌站產(chǎn)生外加劑使用的誤區(qū),原因在于對外加劑的作用機理和基本作用不夠了解,以及水膠比對混凝土強度的影響程度未能深刻領(lǐng)會;
(2)糾正攪拌站外加劑使用的誤區(qū),應(yīng)從試驗環(huán)節(jié)、采購環(huán)節(jié)、驗收環(huán)節(jié)、使用環(huán)節(jié)、常規(guī)檢測、試配驗證等各個方面系統(tǒng)地加以控制;其中,保證混凝土的強度的關(guān)鍵在于,控制生產(chǎn)中實際用水量,保證水膠比不大于設(shè)計值;
(3)在外加劑質(zhì)量水平較低的情況下,為達到理想的減水效果,必須增大外加劑摻量。實踐證明,采購和使用低摻量的高標準外加劑,相比高摻量的低標準外加劑,無論從混凝土的強度保證,還是外加劑的單方成本控制,都是有優(yōu)勢的;
(4)盲目的限制外加劑的摻量是一種不科學(xué)的做法。這種做法往往會導(dǎo)致混凝土單方用水量和單方膠凝材料的整體提高,從而大大提升配合比成本。建議先根據(jù)試驗,確定水膠比和單方用水量上限,從而控制配合比成本中最大權(quán)重部分(膠凝材料);在此基礎(chǔ)上,找出滿足混凝土坍落度要求的外加劑最佳摻量;
(5)缺乏對外加劑的質(zhì)量監(jiān)控和試配驗證,外加劑的質(zhì)量水平有可能會不斷下降。這種情況下,保持原有外加劑摻量而導(dǎo)致的單方用水量的增加,將會對混凝土強度產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。所以,加強對外加劑的質(zhì)量監(jiān)控,直接關(guān)系到混凝土的抗壓強度能否得到保證或者是否穩(wěn)定。
總之,只要我們掌握了外加劑的正確使用方法,就可以在保持配合比成本不變的前提下,提高混凝土強度;或者在保持混凝土強度不變的前提下,降低配合比成本,為混凝土攪拌站創(chuàng)造巨大的技術(shù)經(jīng)濟價值。
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