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，許多攪拌站都存在著外加劑使用誤區(qū)，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)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(qiáng)度;或者在保持混凝土強(qiáng)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。
一、常見的外加劑使用誤區(qū)
考察了廣東地區(qū)多家攪拌站，發(fā)現(xiàn)一些攪拌站混凝土強(qiáng)度一直很難提高。如果想提高混凝土強(qiáng)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，筆者發(fā)現(xiàn)，多數(shù)此類攪拌站進(jìn)入了混凝土外加劑使用的誤區(qū)，具體如下：
1.1低價采購?fù)饧觿┯捎谑袌龈偁幖ち遥瑪嚢枵緦τ谠牧系牟少徔刂茋?yán)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(biāo)準(zhǔn)。即使有，也只是明確按照國標(biāo)要求，而國標(biāo)要求一般是最低的標(biāo)準(zhǔn)。這就導(dǎo)致外加劑廠家在低價中標(biāo)的情況下，供應(yīng)的外加劑質(zhì)量較低，一般勉強(qiáng)達(dá)到國標(biāo)要求，難以滿足攪拌站對外加劑的使用功能需求。
1.2限制外加劑摻量攪拌站決策層對配合比成本監(jiān)控嚴(yán)格，甚至對水泥用量、外加劑摻量也進(jìn)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。
1.3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(jìn)行含固量、減水率、密度、凈漿流動度等技術(shù)指標(biāo)中的1～2項檢測，很少攪拌站進(jìn)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(biāo)滿足要求，混凝土試驗仍有可能達(dá)不到當(dāng)初試配的效果，即混凝土減水率不足，或適應(yīng)性不好。
二、外加劑使用不當(dāng)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(dá)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(qiáng)度下降。質(zhì)量意識較強(qiáng)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(dāng)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(qiáng)度下降。
三、外加劑的作用機(jī)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(jī)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(tuán)(或稱非極性憎水基團(tuán))，另一端為極性親水基團(tuán)。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。
3.1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。混凝土中加入外加劑后，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。
3.2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(qiáng)度增長迅速。
四、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(qiáng)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(qiáng)度。
(3)在保持一定強(qiáng)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。
五、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(jì)技術(shù)價值。不僅可以提高混凝土強(qiáng)度，更能降低混凝土配合比成本。具體方法如下：
5.1試驗環(huán)節(jié)外加劑的各項技術(shù)指標(biāo)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(biāo)的合格標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)。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(biāo)。
5.2采購環(huán)節(jié)明確外加劑的合格標(biāo)準(zhǔn)后，即可開始采購談判。建議按照試驗確定的合格標(biāo)準(zhǔn)，對外加劑廠家進(jìn)行招標(biāo)。在外加劑供貨質(zhì)量水平不低于招標(biāo)要求的前提下，按低價中標(biāo)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(biāo)。
5.3驗收環(huán)節(jié)攪拌站在外加劑入庫前應(yīng)對外加劑進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果對照合同簽訂標(biāo)準(zhǔn)合格后方可入庫。建議區(qū)分關(guān)鍵指標(biāo)和參考指標(biāo)。通過長期的實踐，筆者認(rèn)為，外加劑的關(guān)鍵指標(biāo)為減水率(膠砂)和混凝土減水率;參考指標(biāo)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(jìn)行檢測的技術(shù)指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(fù)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。
5.4使用環(huán)節(jié)
(1)一般情況下，質(zhì)檢員應(yīng)嚴(yán)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(jìn)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(zhǔn)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(dāng)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(qiáng)度。
5.5常規(guī)檢測外加劑經(jīng)過入庫前檢測，符合合同約定標(biāo)準(zhǔn)后準(zhǔn)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(jìn)行常規(guī)檢測。檢測項目包括，混凝土減水率、固含量等指標(biāo)。其中，混凝土減水率為關(guān)鍵指標(biāo)，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(jìn)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(jìn)而保證混凝土強(qiáng)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(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)。
5.6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(jìn)行不低于2次的試配驗證。筆者發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)混凝土強(qiáng)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(qiáng)度的綜合驗證。
六、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(jī)理和基本作用不夠了解，以及水膠比對混凝土強(qiáng)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(qiáng)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(dá)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(biāo)準(zhǔn)外加劑，相比高摻量的低標(biāo)準(zhǔn)外加劑，無論從混凝土的強(qiáng)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(qiáng)度產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。所以，加強(qiáng)對外加劑的質(zhì)量監(jiān)控，直接關(guān)系到混凝土的抗壓強(qiáng)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(qiáng)度;或者在保持混凝土強(qiáng)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(jì)價值。
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