摘要：聚羧酸外加劑減水率高、坍落度損失小、適量引氣、質(zhì)量穩(wěn)定，能提高混凝土耐久性和使用壽 命，但由于聚羧酸外加劑敏感性強(qiáng)和適應(yīng)性差，使其推廣應(yīng)用受到極大的限制。本文結(jié)合哈大鐵路客運(yùn)專線TJ-3標(biāo)伊通河特大橋現(xiàn)場(chǎng)施工的工程實(shí)踐，從外加劑 性能、水泥、摻合料、骨料、拌合工藝等方面分析適應(yīng)性差的原因，提出了解決適應(yīng)性問題的相關(guān)措施。

　　關(guān)鍵詞：高性能混凝土  聚羧酸外加劑  適應(yīng)性

　　1 聚羧酸混凝土外加劑的適應(yīng)性問題

　　所謂外加劑的適應(yīng)性是指外加劑在相同的條件下，因水泥不同而造 成使用效果有較大的差異、甚至是完全不同的程度。聚羧酸外加劑通過近兩年來在鐵路建設(shè)工程中的大量應(yīng)用和在高速鐵路工程中的試驗(yàn)，證明其適應(yīng)性相對(duì)較差， 其混凝土原材料組分、產(chǎn)地等因素的微小變化都會(huì)造成新拌混凝土性能出現(xiàn)變化，這一特點(diǎn)與萘系減水劑具有較強(qiáng)適應(yīng)性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)截然不同。而解決這一問題 不能局限在試驗(yàn)各組分之間的搭配和頻率的更換材料方面，必須突破舊的思維方式，從發(fā)展的、整體的 、宏觀的角度做深入的探索和研究，才能促進(jìn)聚羧酸混凝土技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　2 影響適應(yīng)性的主要因素及改進(jìn)措施

　　2.1 外加劑自身因素

　　2.1.1 質(zhì)量有待提高 從聚羧酸外加劑在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀看，生產(chǎn)聚羧酸所用的聚乙二醇（統(tǒng)一簡(jiǎn)稱為聚醚）等主要從德國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)進(jìn)口；另一主要原材料甲基丙烯酸正處在引進(jìn) 和消化、擴(kuò)大規(guī)模的過程中；其他單體與輔助原材料如進(jìn)口則材料成本高，而國(guó)內(nèi)生產(chǎn)則產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證；原材料的不確定性使聚羧酸外加劑的質(zhì)量良莠不齊。 再者從生產(chǎn)過程一直是控制聚羧酸生產(chǎn)的難點(diǎn)與重點(diǎn)，酯化產(chǎn)物的質(zhì)量及其穩(wěn)定性對(duì)于最終減水劑產(chǎn)品的質(zhì)量及其穩(wěn)定性的影響很大?！按髥误w酯化+混合單體聚 合”的方法是目前較多的外加劑廠商采用的主要合成方式。許多廠商忽視產(chǎn)品科學(xué)合理的“分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”及外加劑與混凝土的適應(yīng)性研究。

　　2.1.2 改進(jìn)的措施 ①選擇先進(jìn)設(shè)備特別是要采用完好無損、質(zhì)量過關(guān)的搪瓷反應(yīng)釜。②選擇質(zhì)量穩(wěn)定合格的單體進(jìn)行合成。③加強(qiáng)合成技術(shù)與工藝的研究，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的“分子結(jié) 構(gòu)”和簡(jiǎn)便實(shí)用的合成技術(shù)工藝。④加強(qiáng)反應(yīng)過程溫度等條件的控制，嚴(yán)格控制用水質(zhì)量。⑤加強(qiáng)生產(chǎn)過程質(zhì)量控制和出廠質(zhì)量檢驗(yàn)。⑥提高供應(yīng)商的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù) 質(zhì)量，加強(qiáng)適應(yīng)性的研究和改進(jìn)。

　　2.2 水泥與聚羧酸外加劑的適應(yīng)性

　　2.2.1 造成適應(yīng)性差的原因 ①社會(huì)原因。目前對(duì)外加劑與水泥之間的適應(yīng)性問題缺乏系統(tǒng)的研究，本來應(yīng)進(jìn)行水泥-外加劑-混凝土-高耐久性工程結(jié)構(gòu) 的整體性研究，但由于分屬不同領(lǐng)域，造成工程技術(shù)人員“隔行”.例如，隨著高速鐵路建設(shè)的發(fā)展，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要求設(shè)計(jì)使用100年以上的混凝土工程結(jié) 構(gòu)，提高混凝土的耐久性必須從原材料的質(zhì)量、混凝土致密性、嚴(yán)格的生產(chǎn)的工藝等方面下工夫，而絕大多數(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員并不太了解目前聚羧酸外加劑在我國(guó)的 發(fā)展?fàn)顩r和適應(yīng)性、敏感性問題對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成的危害程度：施工一線的試驗(yàn)檢測(cè)人員不了解水泥的生產(chǎn)過程和化學(xué)組分對(duì)外加劑的適應(yīng)性有哪些方面的影響，無 法要求水泥的生產(chǎn)者采取措施生產(chǎn)高性能混凝土技術(shù)要求的低堿、低熱水泥：水泥的生產(chǎn)者不了解混凝土技術(shù)的進(jìn)展情況，更不了解迅速發(fā)展的聚羧酸外加劑技術(shù)和 高性能混凝土，只是在利益的驅(qū)動(dòng)下片面追求水泥的早強(qiáng)、超細(xì)化。再加之應(yīng)用我國(guó)試驗(yàn)檢測(cè)外加劑是否合格時(shí)，采用基準(zhǔn)水泥和工程水泥可能得到不同的結(jié)果，因 工程水泥與基準(zhǔn)水泥在化學(xué)成分、摻合料、生產(chǎn)工藝方面都存在較大的差異，即出廠前用基準(zhǔn)水泥檢測(cè)合格的外加劑在現(xiàn)場(chǎng)有可能不滿足現(xiàn)場(chǎng)水泥配制的混凝土的技 術(shù)要求；用基準(zhǔn)水泥檢測(cè)不合格的產(chǎn)品而現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)卻又可能合格。結(jié)果就發(fā)生本來具有杰出減水性能的聚羧酸外加劑適應(yīng)性差、敏感性強(qiáng)、漿體性能損失快等許多 難以控制的問題。②技術(shù)原因：水泥影響聚羧酸外加劑適應(yīng)性的因素主要有：a水泥的化學(xué)組分；b調(diào)凝劑的類型及分子結(jié)構(gòu)形式；c助磨劑、活性混合材料、非活 性混合材料和熟料的摻量及類型；d水泥的堿含量；e細(xì)度；f使用時(shí)的溫度等。水泥是一個(gè)地域性很強(qiáng)的產(chǎn)品，由于不同地域生產(chǎn)水泥熟料的原材料礦物質(zhì)組分存 在不同程度的差異，而這些礦物質(zhì)組分中某些組分（C3A、C4AF、C3S、C2S等）微小的變化都可能引起混凝土性能的巨大變化，同時(shí)調(diào)凝劑石膏結(jié)晶形 態(tài)的不同（吸附能力CaSO4）CaSO4·1/2H2O〉CaSO4·2H2O）、水泥中堿含量（Na2O+0.658K2O）的超標(biāo)、助磨劑的摻入、 細(xì)度不斷升級(jí)、使用前水泥余熱較高等都可能影響到外加劑的適應(yīng)性，都可能引起混凝土坍落度的保留值、流動(dòng)度、擴(kuò)散度和粘聚性等發(fā)生巨大變化，顯然要求聚羧 酸外加劑需克服不僅由水泥所造成的如此多的不利因素是不現(xiàn)實(shí)的，要確立“外加劑的適應(yīng)性是一個(gè)相互適應(yīng)過程”的觀念，大力開展水泥與聚羧酸外加劑的適應(yīng)性 研究。

　　2.2.2 措施：①改進(jìn)水泥生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)低熱水泥、低堿水泥、細(xì)度級(jí)配化水泥、與聚羧酸相適應(yīng)的高耐久性混凝土水泥。②在實(shí)踐中加強(qiáng)水泥研究人員化驗(yàn)人員、外加劑 供應(yīng)商技術(shù)服務(wù)人員和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員之間的合作與交流，逐步探索聚羧酸與水泥相互適應(yīng)性的內(nèi)在因素，不斷發(fā)展水泥生產(chǎn)技術(shù)和改進(jìn)外加劑合成技術(shù)。盡量避免由 于水泥組分的不斷調(diào)整引起外加劑的極不適應(yīng)，在08年初施工中，前期水泥的早期強(qiáng)度高后期強(qiáng)度富余量小，為改變這種現(xiàn)狀，水泥廠用兩個(gè)月的時(shí)間逐步調(diào)整水 泥組分比例，嚴(yán)重影響了混凝土拌合物性能，保坍性差，后來在水泥出廠合格證上發(fā)現(xiàn)了水泥組分的持續(xù)調(diào)整，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員、外加劑供應(yīng)商技術(shù)服務(wù)人員和水泥廠 的研究人員及時(shí)進(jìn)行了溝通，固定了水泥組分比例和生產(chǎn)水泥用的各種原材料產(chǎn)地，迅速改善了混凝土的拌合物性能。

　　2.3 其它材料組分對(duì)外加劑適應(yīng)性的影響

　　2.3.1 原因分析：①經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，骨料中影響聚羧酸外加劑 混凝土性能的主要因素為骨料的含泥量，隨著含泥量的增加，混凝土的流變性能會(huì)成倍的降低，同時(shí)骨料中的泥質(zhì)種類、粉砂粒、石粉對(duì)聚羧酸外加劑適應(yīng)性的影響 也很大。②外摻料中影響適應(yīng)性的主要是外摻料的燒失量和細(xì)度，燒失量越大，混凝土的流變性損失越快。③粉煤灰是電廠的副產(chǎn)品，不同的煤質(zhì)對(duì)混凝土的拌合物 性能影響也很大。

　　2.3.2 措施：①選用合格的骨料或?qū)橇线M(jìn)行清洗。②在一 定范圍內(nèi)可通過降低砂率的辦法盡量減小含泥量的影響。③在滿足技術(shù)規(guī)范的同時(shí)盡可能的選擇燒失量小的摻合料。④在選用兩種以上的摻合料時(shí)，盡量減少造成外 加劑適應(yīng)性差的外摻料地?fù)搅俊＂荼３置涸串a(chǎn)地的相對(duì)穩(wěn)定也是提高其適應(yīng)性的一項(xiàng)重要措施。

　　2.4 工藝性因素對(duì)適應(yīng)性的影響 高性能混凝土初期性能直接 影響到硬化后的混凝土的性能及耐久性，特別是含氣量；當(dāng)混凝土經(jīng)過一段距離的運(yùn)輸和高溫環(huán)境時(shí)，其初期和易性和流變特性發(fā)生很大變化，含氣量的大量損失， 造成混凝土流動(dòng)性、可泵性的降低和耐久性的急劇下降。合理的投料順序和適宜的拌合時(shí)間也是影響混凝土拌合物性能的重要因素，尤其是冬施期間，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī) 定及時(shí)調(diào)整投料順序增加拌合時(shí)間也是非常必要的。在采用混凝土罐車運(yùn)輸時(shí)可在混凝土澆注前10分鐘使用二次摻入法，這樣不降低混凝土耐久性能并改善流變特 性，經(jīng)濟(jì)性也是很可取的。

　　3 結(jié)束語

　　總之，聚羧酸外加劑的適應(yīng)問題遠(yuǎn)比萘系減水劑復(fù)雜，要解決其適應(yīng)問題必須在深入研究的同時(shí)，運(yùn)用系統(tǒng)的、發(fā)展的眼光看待它的適應(yīng)性問題，確立外加劑與混凝土各組分之間相互適應(yīng)的觀點(diǎn)。