【分析】混凝土攪拌站如何保證對(duì)減水劑進(jìn)行高效使用？
混凝土攪拌站如何保證對(duì)減水劑進(jìn)行高效使用？
混凝土外加劑的使用，大大改善了混凝土的流動(dòng)性能，同時(shí)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(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)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(guò)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(jiàn)的外加劑使用誤區(qū)
考察了多家攪拌站，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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，又面臨是否提高成本、降低利潤(rùn)的困惑。通過(guò)深入的考察、分析,多數(shù)此類(lèi)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(jià)采購(gòu)?fù)饧觿┯捎谑袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，攪拌站對(duì)于原材料的采購(gòu)控制嚴(yán)格。攪拌站都希望以最低的價(jià)格采購(gòu)到原材料，混凝土外加劑也是如此。 攪拌站將外加劑采購(gòu)價(jià)壓低，勢(shì)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(gòu)合同中很少明確外加劑的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。即使有，也只是明確按照國(guó)標(biāo)要求，而國(guó)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(jià)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(guó)標(biāo)要求，難以滿足攪拌站對(duì)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(duì)配合比成本監(jiān)控嚴(yán)格，甚至對(duì)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(mén)在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，不敢突破決策層的外加劑最高摻量要求。
1.3缺乏對(duì)外加劑的質(zhì)量監(jiān)控和試配驗(yàn)證。目前，對(duì)于外加劑的入庫(kù)檢測(cè)，多數(shù)攪拌站是進(jìn)行含固量、減水率、密度、凈漿流動(dòng)度等技術(shù)指標(biāo)中的1～2項(xiàng)檢測(cè)，很少攪拌站進(jìn)行混凝土試驗(yàn)。 在生產(chǎn)實(shí)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(dòng)度等技術(shù)指標(biāo)滿足要求，混凝土試驗(yàn)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(duì)混凝土質(zhì)量和成本的影響
由于低價(jià)采購(gòu)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(mén)往往會(huì)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(jià)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(mén)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(shí)較強(qiáng)的技術(shù)部門(mén)則會(huì)在間接或直接提高混凝土單方用水量的同時(shí)，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(duì)外加劑的質(zhì)量監(jiān)控和試配驗(yàn)證。在外加劑質(zhì)量波動(dòng)(下降)時(shí)，技術(shù)部門(mén)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(shí)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(lèi)外加劑，均為相對(duì)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(shí)，可起到分散、潤(rùn)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(dòng)性取決于混凝土中游離水的多少?；炷林屑尤胪饧觿┖螅捎谒囝w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(dòng)性。
3.2潤(rùn)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(rùn)濕作用。因此，水泥得以充分水化，水泥強(qiáng)度增長(zhǎng)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(dòng)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(gòu)和使用外加劑
正確地采購(gòu)和使用外加劑，可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)價(jià)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(yàn)環(huán)節(jié)外加劑的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的試驗(yàn)檢測(cè)，是采購(gòu)談判之前的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)試驗(yàn)，應(yīng)確定外加劑的各項(xiàng)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(dòng)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(gòu)環(huán)節(jié)明確外加劑的合格標(biāo)準(zhǔn)后，即可開(kāi)始采購(gòu)談判。建議按照試驗(yàn)確定的合格標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)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(jià)中標(biāo)原則確定供貨廠家。 同時(shí)，對(duì)外加劑廠家的選擇，應(yīng)綜合考慮廠家生產(chǎn)規(guī)模、運(yùn)距、運(yùn)輸能力，大規(guī)模攪拌站或大型工程項(xiàng)目供貨經(jīng)驗(yàn)和供貨質(zhì)量水平，以及售后服務(wù)能力和水平，不宜把價(jià)格作為廠家篩選的唯一指標(biāo)。
5.3驗(yàn)收環(huán)節(jié)攪拌站在外加劑入庫(kù)前應(yīng)對(duì)外加劑進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果對(duì)照合同簽訂標(biāo)準(zhǔn)合格后方可入庫(kù)。建議區(qū)分關(guān)鍵指標(biāo)和參考指標(biāo)。通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)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(dòng)度。由于檢測(cè)時(shí)間的原因，一般在驗(yàn)收環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)指標(biāo)是密度、水泥凈漿流動(dòng)度和減水率(膠砂)。
如入庫(kù)檢測(cè)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(shí)，會(huì)有一個(gè)允許波動(dòng)的上下限值。如減水率檢測(cè)結(jié)果低于合格標(biāo)準(zhǔn)下限，應(yīng)做退貨處理。
(2)降級(jí)使用：在緊急情況下，例如外加劑現(xiàn)有庫(kù)存無(wú)法滿足生產(chǎn)需求，經(jīng)雙方協(xié)商一致，可做降級(jí)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(jí)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(gòu)合同中給予注明，避免供需雙方在外加劑不合格時(shí)無(wú)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(guò)程中，質(zhì)檢員應(yīng)對(duì)砂、石骨料含水率進(jìn)行檢測(cè)，用于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn);生產(chǎn)中砂、石實(shí)測(cè)含水率的使用，可以比較準(zhǔn)確的反映單方用水量的實(shí)際用量，即反映膠凝材料和骨料的需水量的波動(dòng)，以及外加劑的減水率的波動(dòng);
(3)原材料性能發(fā)生波動(dòng)時(shí)，應(yīng)及時(shí)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(huì)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(cè)外加劑經(jīng)過(guò)入庫(kù)前檢測(cè)，符合合同約定標(biāo)準(zhǔn)后準(zhǔn)予入庫(kù)。由于減水率的檢測(cè)結(jié)果和混凝土試拌結(jié)果會(huì)有一定出入，建議入庫(kù)后對(duì)外加劑進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)。檢測(cè)項(xiàng)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(guò)常規(guī)檢測(cè)，如混凝土減水率波動(dòng)較大，應(yīng)取出以往外加劑合格留樣進(jìn)行對(duì)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(shí)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(guò)設(shè)計(jì)值，進(jìn)而保證混凝土強(qiáng)度不受影響。同時(shí)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(yàn)證為保證生產(chǎn)配合比的合理性，建議至少每月對(duì)常用混凝土配合比進(jìn)行不低于2次的試配驗(yàn)證。筆者發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度問(wèn)題或成本過(guò)高的絕大多數(shù)攪拌站，缺乏對(duì)常用混凝土配合比的試配驗(yàn)證。 混凝土試配驗(yàn)證，是對(duì)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(yàn)證。
六、結(jié)語(yǔ)
(1)攪拌站產(chǎn)生外加劑使用的誤區(qū)，原因在于對(duì)外加劑的作用機(jī)理和基本作用不夠了解，以及水膠比對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響程度未能深刻領(lǐng)會(huì);
(2)糾正攪拌站外加劑使用的誤區(qū)，應(yīng)從試驗(yàn)環(huán)節(jié)、采購(gòu)環(huán)節(jié)、驗(yàn)收環(huán)節(jié)、使用環(huán)節(jié)、常規(guī)檢測(cè)、試配驗(yàn)證等各個(gè)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(shí)際用水量，保證水膠比不大于設(shè)計(jì)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(shí)踐證明，采購(gòu)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(wú)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(shì)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(huì)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(yàn)，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(duì)外加劑的質(zhì)量監(jiān)控和試配驗(yàn)證，外加劑的質(zhì)量水平有可能會(huì)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(huì)對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。所以，加強(qiáng)對(duì)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(jià)值。
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