中圖分類號: TQ172.16 文獻標識碼: B 文章編號: 1002- 9877( 2008) 01- 0038- 03
0 引言
為了改善水泥與減水劑的相容性或進行水泥質(zhì)量穩(wěn)定性的考核, 水泥用戶和部分水泥企業(yè)引用GB8076《混凝土外加劑》中的凈漿流動度試驗方法進行水泥與減水劑相容性試驗, 從而進行生產(chǎn)控制和指導水泥的使用。這樣做, 雖然解決了試驗方法的問題,但由于沒有統(tǒng)一的評價基準, 導致結(jié)果沒有可比性。
同時, 當出現(xiàn)相容性問題時, 沒有評判依據(jù)。為此,2006 年國家改革與發(fā)展委員會下達了《水泥與減水劑相容性試驗方法》行業(yè)標準制定工作計劃。經(jīng)過大量的工作, 該標準于2007 年8 月通過了水泥標準化技術(shù)委員會的審議,并建議2008 年6 月1 日實施。為了便于標準的實施, 現(xiàn)將該標準簡要介紹如下。
1 關(guān)于標準中相容性術(shù)語問題
綜觀現(xiàn)有的文獻資料, 就水泥與減水劑兩者的關(guān)系問題, 出現(xiàn)兩個術(shù)語: 適應性和相容性。
根據(jù)詞典的解釋, 適應性指的是兩個獨立的個體之間的關(guān)系, 最終的結(jié)果是一方被征服或逃避, 而另一方絲毫沒有變化; 而相容性指的是兩個獨立的個體形成一個整體之后的關(guān)系, 最終的結(jié)果是一損俱損、一榮俱榮。
當水泥和減水劑加水攪拌后, 兩者就形成了一個不可分割的整體, 兩者相互努力的結(jié)果就是拌和物的性能好還是壞, 沒有哪一方被征服, 也沒有哪一方逃避。因此, 兩者的關(guān)系應該叫相容性, 而非適應性。
2 關(guān)于水泥與減水劑相容性的定義問題
什么叫水泥與減水劑相容性, 至今沒有一個明確的定義。許多文獻中, 都有關(guān)于水泥與減水劑相容性/適應性的描述, 其基本意思如下: 由于水泥礦物組成、細度、所摻加的混合材的品種和摻量的不同, 以及減水劑的勻質(zhì)性、穩(wěn)定性等原因, 會導致人們常說的水泥與減水劑相容性差的問題, 具體表現(xiàn)為經(jīng)時坍落度損失快、要達到規(guī)定的流動度或坍落度時的減水劑用量大等, 有的甚至出現(xiàn)急凝、緩凝等現(xiàn)象。因此, 從廣義上來講, 水泥與減水劑相容性應包括水泥漿體的流動性能、力學性能、凝結(jié)行為和泌水現(xiàn)象等。
同時, GB8076《混凝土外加劑》對泌水率比、凝結(jié)時間變化幅度和強度比進行了規(guī)定, GB8077《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》對試驗方法進行了規(guī)定。因此本標準將水泥與減水劑相容性定義為水泥漿體流動性的變化, 具體為“使用相同減水劑或水泥時, 由于水泥或減水劑質(zhì)量的變化而引起水泥漿體流動性、經(jīng)時損失的變化程度, 以及為獲得相同的流動性而導致減水劑摻量的變化程度”。
3 關(guān)于水泥與減水劑相容性的評價參數(shù)及基準點
經(jīng)過試驗研究表明( 見表1) : 不同的水泥具有不同的飽和摻量點; 不同的水泥在飽和摻量點時的Marsh 時間和經(jīng)時損失不同; 不同的水泥在減水劑摻量相同時Marsh 時間和經(jīng)時損失不同。
另外, 水泥中加入減水劑所追求的是: 1) 獲得盡可能高的流動性, 利于混凝土的攪拌、成型; 2) 保證混凝土的可施工性, 在保證一定的流動性時, 還要求混凝土坍落度( 流動性) 損失不要太快, 即經(jīng)時損失率要小; 3) 以盡量少的減水劑用量獲得最大的技術(shù)效果,以降低混凝土的生產(chǎn)成本。因此, 作為評價水泥與減水劑相容性的參數(shù)不應是這些參數(shù)中的某一個, 而應是流動性、飽和摻量和經(jīng)時損失3 個參數(shù), 這樣才能客觀、公正地評價某一水泥與減水劑的相容性。
在3 個評價參數(shù)中, 對于一個水泥而言, 只有飽和摻量點是固定不變的, 而流動性和經(jīng)時損失率在減水劑摻量不同時的結(jié)果不同( 見圖1) , 因此應確定流動性和經(jīng)時損失率的評價基準點, 才能建立一個統(tǒng)一的評價體系。
經(jīng)過研究, 水泥漿體的流動性和經(jīng)時損失率在減水劑飽和摻量點之后趨于穩(wěn)定。經(jīng)試驗, 大多數(shù)水泥的飽和摻量點小于0.8%, 個別的大于0.8%, 因此選擇了0.8%的減水劑摻量作為水泥漿體的流動性和經(jīng)時損失率的評價基準點。
4 關(guān)于方法問題
根據(jù)資料[1~4], 水泥與減水劑相容性試驗方法有凈漿流動度法、Marsh 筒法和膠砂坍落度法幾種, 而且不同的文獻對這幾種方法給出了不同的評價。
考慮經(jīng)濟因素, 排除了膠砂坍落度法, 并對凈漿流動度法和Marsh 筒法進行了對比研究, 結(jié)果表明:
1) 兩者的原理有所側(cè)重, 但基本一致, 特別是Marsh 筒法的高水灰比與混凝土的實際情況接近;
2) 用Marsh 筒法測定飽和摻量點較凈漿流動度法更為直觀、便捷、可靠;
3) 用Marsh 筒法測定經(jīng)時損失率比凈漿流動度法敏感;
4)Marsh 時間隨水泥中混合材摻量的變化與水泥標準稠度用水量和膠砂流動性的變化規(guī)律一致, 較凈漿流動度法具有更好的相關(guān)性;
5)Marsh 時間與混凝土坍落度具有較好的相關(guān)性( 見圖2) ;
6)Marsh 筒法試驗誤差影響因素少, 重復性誤差小于凈漿流動度法。
考慮到凈漿流動度法的應用歷史和普遍性, 以及與GB8076 的兼容性, 本標準將兩個方法并列, 供標準使用方選擇。但有爭議時, 以Marsh 筒法為準。
同時, 作為標準起草單位, 為了方便試驗操作、減小試驗誤差, 和河北科析儀器設備有限公司聯(lián)合開發(fā)了自動Marsh 時間測定儀, 供大家選擇。
5 關(guān)于基準減水劑問題
在GB8076 中規(guī)定了基準水泥, 用以評價減水劑的質(zhì)量。同理, 要評價水泥, 必須固定減水劑, 確定評價基準和尺度, 才能進行橫向比較。
基于減水劑的技術(shù)、生產(chǎn)和使用現(xiàn)狀, 選擇了占市場80%以上的萘系減水劑作為基準減水劑, 并于2006 年研制成功, 向社會提供。
在規(guī)定基準減水劑的同時, 為了提高標準的可操作性和降低試驗成本, 本標準不排除標準使用方自己選擇評價基準( 但必須均勻、穩(wěn)定) , 用以控制和考核水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性。但進行橫向?qū)Ρ群吞幚碣|(zhì)量糾紛時, 必須采用標準規(guī)定的基準減水劑。
6 關(guān)于初始和60min 的時間問題
本標準規(guī)定的初始時間指的是自加水攪拌算起,經(jīng)過攪拌、裝料步驟, 開始測試的時間。根據(jù)標準規(guī)定的試驗步驟, 此時間在4.5～5min。
本標準規(guī)定的60min 時間指的是自加水攪拌算起, 經(jīng)過60min 后重新攪拌、裝料, 開始測試的時間,根據(jù)標準規(guī)定的試驗步驟, 此時間在64.5～65min。
7 關(guān)于攪拌機的問題
在測試完初始流動性后, 水泥漿體要在密封的容器中靜置近1h 的時間, 在此期間, 漿體中的固體顆粒發(fā)生沉降, 形成上稀下稠的漿體分布。雖然另配容器進行裝盛前盡量將漿體重新返回攪拌鍋, 但總會有部分漿體遺留在容器底部和內(nèi)壁上, 從而改變漿體的水灰比。
為了減小此步驟造成的試驗誤差, 本標準規(guī)定攪拌機配6 只攪拌鍋, 使?jié){體自始至終全部在鍋內(nèi), 避免漿體損失對試驗結(jié)果造成影響。
8 關(guān)于Mar sh 漏斗的問題
在本標準的方法中, 影響試驗結(jié)果最大的因素是Marsh 漏斗。其機械尺寸、加工精度, 特別是下料管部分, 都對試驗結(jié)果有影響。因此, 為了保證試驗結(jié)果具有可比性, 在此次標準制定過程中, 吸取原先的經(jīng)驗教訓, Marsh 漏斗的加工生產(chǎn)只由一家單位進行, 并開發(fā)了自動Marsh 時間測定儀。同時, 為了保證產(chǎn)品質(zhì)量, 生產(chǎn)的測定儀必須經(jīng)過建筑材料工業(yè)水泥檢驗專用儀器設備質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心的檢驗, 合格后方能出廠。
9 關(guān)于基準減水劑摻量點的問題
本標準在水泥漿體的配合比中給出了基準減水劑的摻量點, 同時在備注中又提示“根據(jù)水泥和減水劑的實際情況, 可以增加或減少基準減水劑的摻量點”。這是因為不同的水泥的飽和摻量點不同, 進行大的減水劑摻量試驗沒有意義。但無論如何調(diào)整, 0.8%的摻量點必須做, 以進行流動性和經(jīng)時損失率的評價。
10 關(guān)于水泥企業(yè)檢測頻率的問題
對于水泥企業(yè)而言, 本標準的制定有兩個作用:
一是對本單位水泥產(chǎn)品質(zhì)量的了解、掌握以及控制、調(diào)整; 二是應對發(fā)生的質(zhì)量糾紛。因此, 建議水泥企業(yè)首先進行一次全面的質(zhì)量情況摸底, 進行飽和摻量點、流動性和經(jīng)時損失的試驗測試。然后根據(jù)用戶的要求進行調(diào)整, 使水泥與減水劑的相容性達到一個理想的水平。在正常情況下, 每周進行1～2 次的流動性和經(jīng)時損失測試, 以考察水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性即可。
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