混凝土攪拌站常見的外加劑使用誤區和糾正方法

混凝土外加劑的使用╃·,大大改善了混凝土的流動效能╃·,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◕│╃✘。在長期的生產實踐中╃·,筆者發現許多攪拌站都存在著外加劑使用誤區╃·,導致混凝土強度不足·│◕、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╃·,改善混凝土的工作效能◕│╃✘。
1·│◕、常見的外加劑使用誤區
筆者考察了廣東地區多家攪拌站╃·,發現一些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境中╃·,又面臨是否提高成本·│◕、降低利潤的困惑◕│╃✘。透過深入的考察·│◕、分析╃·,筆者發現╃·,多數此類攪拌站進入了混凝土外加劑使用的誤區╃·,具體如下↟↟│✘:
1.1低價採購外加劑
由於市場競爭激烈╃·,攪拌站對於原材料的採購控制嚴格◕│╃✘。攪拌站都希望以最低的價格採購到原材料╃·,混凝土外加劑也是如此◕│╃✘。
攪拌站將外加劑採購價壓低╃·,勢必導致外加劑廠家降低質量水平◕│╃✘。而一般攪拌站在採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◕│╃✘。這就導致外加劑廠家在低價中標的情況下╃·,供應的外加劑質量較低╃·,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◕│╃✘。
1.2限制外加劑摻量
攪拌站決策層對配合比成本監控嚴格╃·,甚至對水泥用量·│◕、外加劑摻量也進行了明確要求◕│╃✘。這必然導致技術部門在配合比設計時╃·,不敢突破決策層的外加劑最高摻量要求◕│╃✘。
1.3缺乏對外加劑的質量監控和試配驗證
目前╃·,對於外加劑的入庫檢測╃·,多數攪拌站是進行含固量·│◕、減水率·│◕、密度·│◕、淨漿流動度等技術指標中的1~2項檢測╃·,很少攪拌站進行混凝土試驗◕│╃✘。
在生產實踐中我們發現╃·,即使外加劑含固量·│◕、減水率·│◕、密度·│◕、淨漿流動度等技術指標滿足要求╃·,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╃·,或適應性不好◕│╃✘。
2·│◕、外加劑使用不當對混凝土質量和成本的影響
由於低價採購的外加劑質量水平較低╃·,為了達到足夠的減水效果╃·,技術部門往往會加大外加劑摻量╃·,造成外加劑低質多用的後果◕│╃✘。相反╃·,一些質量控制穩定·│◕、配合比成本控制較好的攪拌站╃·,使用的外加劑質量較好·│◕、價格較高╃·,由於高質少用╃·,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╃·,技術部門要麼降低砂·│◕、石含水率╃·,要麼提高混凝土單方用水量╃·,直接導致混凝土強度下降◕│╃✘。質量意識較強的技術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)╃·,導致混凝土配合比成本增加◕│╃✘。
攪拌站缺乏對外加劑的質量監控和試配驗證◕│╃✘。在外加劑質量波動(下降)時╃·,技術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◕│╃✘。
3·│◕、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╃·,均為相對分子質量較高(一般為1500~10000)的有機化合物╃·,屬於表面活性劑的範疇◕│╃✘。
表面活性劑的分子具有兩極構造╃·,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◕│╃✘。表面活性劑溶於水後╃·,在降低表面張力的同時╃·,可起到分散·│◕、潤溼·│◕、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於混凝土中游離水的多少◕│╃✘。混凝土中加入外加劑後╃·,由於水泥顆粒表面定向吸附外加劑分子╃·,相互之間產生靜電斥力而導致水泥顆粒相互分散◕│╃✘。從而破壞了水泥絮凝結構╃·,釋放出大量遊離水╃·,大大增加了混凝土拌合物的流動性◕│╃✘。
3.2潤溼作用
由於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溼作用◕│╃✘。因此╃·,水泥得以充分水化╃·,水泥強度增長迅速◕│╃✘。
4·│◕、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;由於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╃·,節約水泥等膠凝材料◕│╃✘。
5·│◕、如何正確地採購和使用外加劑
正確地採購和使用外加劑╃·,可以產生巨大的經濟技術價值◕│╃✘。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↟↟│✘:
5.1試驗環節
外加劑的各項技術指標的試驗檢測╃·,是採購談判之前的重要環節◕│╃✘。透過試驗╃·,應確定外加劑的各項技術指標的合格標準◕│╃✘。包括外加劑的含固量·│◕、減水率·│◕、密度·│◕、淨漿流動度·│◕、混凝土減水率等技術指標◕│╃✘。建議將混凝土減水率作為衡量外加劑質量水平的關鍵指標◕│╃✘。
5.2採購環節
明確外加劑的合格標準後╃·,即可開始採購談判◕│╃✘。建議按照試驗確定的合格標準╃·,對外加劑廠家進行招標◕│╃✘。在外加劑供貨質量水平不低於招標要求的前提下╃·,按低價中標原則確定供貨廠家◕│╃✘。
同時╃·,對外加劑廠家的選擇╃·,應綜合考慮廠家生產規模·│◕、運距·│◕、運輸能力╃·,大規模攪拌站或大型工程專案供貨經驗和供貨質量水平╃·,以及售後服務能力和水平╃·,不宜把價格作為廠家篩選的唯一指標◕│╃✘。
5.3驗收環節
攪拌站在外加劑入庫前應對外加劑進行檢測╃·,檢測結果對照合同簽訂標準合格後方可入庫◕│╃✘。建議區分關鍵指標和參考指標◕│╃✘。透過長期的實踐╃·,筆者認為╃·,外加劑的關鍵指標為減水率(膠砂)和混凝土減水率;參考指標為密度(比重)·│◕、含固量和水泥淨漿流動度◕│╃✘。由於檢測時間的原因╃·,一般在驗收環節進行檢測的技術指標是密度·│◕、水泥淨漿流動度和減水率(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◕│╃✘。如減水率檢測結果低於合格標準下限╃·,應做退貨處理◕│╃✘。
(2)降級使用↟↟│✘:在緊急情況下╃·,例如外加劑現有庫存無法滿足生產需求╃·,經雙方協商一致╃·,可做降級處理╃·,一般由於減水率的不足導致外加劑摻量的增加部分由外加劑廠家負責;或經雙方協商一致╃·,亦可作降級處理╃·,處理方案同上◕│╃✘。
關於外加劑的不合格處理╃·,建議在採購合同中給予註明╃·,避免供需雙方在外加劑不合格時無章可循而產生糾紛◕│╃✘。
5.4使用環節
(1)一般情況下╃·,質檢員應嚴格執行既定的混凝土配合比╃·,包括配合比中外加劑的摻量;
(2)每天生產前和生產過程中╃·,質檢員應對砂·│◕、石骨料含水率進行檢測╃·,用於指導實際生產;生產中砂·│◕、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)原材料效能發生波動時╃·,應及時調整混凝土配合比◕│╃✘。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◕│╃✘。
5.5常規檢測
外加劑經過入庫前檢測╃·,符合合同約定標準後准予入庫◕│╃✘。由於減水率的檢測結果和混凝土試拌結果會有一定出入╃·,建議入庫後對外加劑進行常規檢測◕│╃✘。檢測專案包括╃·,混凝土減水率·│◕、固含量等指標◕│╃✘。其中╃·,混凝土減水率為關鍵指標╃·,必須符合要求◕│╃✘。
經過常規檢測╃·,如混凝土減水率波動較大╃·,應取出以往外加劑合格留樣進行對比╃·,分析發生變化的原材料是外加劑還是其它原材料◕│╃✘。並根據分析結果及時通知質檢員調整混凝土外加劑摻量╃·,保證水膠比不超過設計值╃·,進而保證混凝土強度不受影響◕│╃✘。同時應立即通知發生變化的原材料供應商進行質量改進◕│╃✘。
5.6試配驗證
為保證生產配合比的合理性╃·,建議至少每月對常用混凝土配合比進行不低於2次的試配驗證◕│╃✘。筆者發現╃·,出現混凝土強度問題或成本過高的絕大多數攪拌站╃·,缺乏對常用混凝土配合比的試配驗證◕│╃✘。
混凝土試配驗證╃·,是對現有混凝土原材料質量狀況·│◕、混凝土工作性和強度的綜合驗證◕│╃✘。
6·│◕、結語
(1)攪拌站產生外加劑使用的誤區╃·,原因在於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會;
(2)糾正攪拌站外加劑使用的誤區╃·,應從試驗環節·│◕、採購環節·│◕、驗收環節·│◕、使用環節·│◕、常規檢測·│◕、試配驗證等各個方面系統地加以控制;其中╃·,保證混凝土的強度的關鍵在於╃·,控制生產中實際用水量╃·,保證水膠比不大於設計值;
(3)在外加劑質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╃·,採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╃·,都是有優勢的;
(4)盲目的限制外加劑的摻量是一種不科學的做法◕│╃✘。這種做法往往會導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重部分(膠凝材料);在此基礎上╃·,找出滿足混凝土坍落度要求的外加劑最佳摻量;
(5)缺乏對外加劑的質量監控和試配驗證╃·,外加劑的質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致的單方用水量的增加╃·,將會對混凝土強度產生災難性的影響◕│╃✘。所以╃·,加強對外加劑的質量監控╃·,直接關係到混凝土的抗壓強度能否得到保證或者是否穩定◕│╃✘。
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╃·,為混凝土攪拌站創造巨大的技術經濟價值◕│╃✘。

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