中圖分類號(hào): TQ172.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 文章編號(hào): 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(jìn)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(dòng)度試驗(yàn)方法進(jìn)行水泥與減水劑相容性試驗(yàn), 從而進(jìn)行生產(chǎn)控制和指導(dǎo)水泥的使用。這樣做, 雖然解決了試驗(yàn)方法的問題,但由于沒有統(tǒng)一的評(píng)價(jià)基準(zhǔn), 導(dǎo)致結(jié)果沒有可比性。同時(shí), 當(dāng)出現(xiàn)相容性問題時(shí), 沒有評(píng)判依據(jù)。為此,2006 年國家改革與發(fā)展委員會(huì)下達(dá)了《水泥與減水劑相容性試驗(yàn)方法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定工作計(jì)劃。經(jīng)過大量的工作, 該標(biāo)準(zhǔn)于2007 年8 月通過了水泥標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的審議,并建議2008 年6 月1 日實(shí)施。為了便于標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施, 現(xiàn)將該標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)要介紹如下。
1 關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)中相容性術(shù)語問題
綜觀現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料, 就水泥與減水劑兩者的關(guān)系問題, 出現(xiàn)兩個(gè)術(shù)語: 適應(yīng)性和相容性。根據(jù)詞典的解釋, 適應(yīng)性指的是兩個(gè)獨(dú)立的個(gè)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(gè)獨(dú)立的個(gè)體形成一個(gè)整體之后的關(guān)系, 最終的結(jié)果是一損俱損、一榮俱榮。
當(dāng)水泥和減水劑加水?dāng)嚢韬? 兩者就形成了一個(gè)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(yīng)該叫相容性, 而非適應(yīng)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(gè)明確的定義。許多文獻(xiàn)中, 都有關(guān)于水泥與減水劑相容性/適應(yīng)性的描述, 其基本意思如下: 由于水泥礦物組成、細(xì)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(huì)導(dǎo)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(shí)坍落度損失快、要達(dá)到規(guī)定的流動(dòng)度或坍落度時(shí)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(yīng)包括水泥漿體的流動(dòng)性能、力學(xué)性能、凝結(jié)行為和泌水現(xiàn)象等。
同時(shí), GB8076《混凝土外加劑》對(duì)泌水率比、凝結(jié)時(shí)間變化幅度和強(qiáng)度比進(jìn)行了規(guī)定, GB8077《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行了規(guī)定。因此本標(biāo)準(zhǔn)將水泥與減水劑相容性定義為水泥漿體流動(dòng)性的變化, 具體為“使用相同減水劑或水泥時(shí), 由于水泥或減水劑質(zhì)量的變化而引起水泥漿體流動(dòng)性、經(jīng)時(shí)損失的變化程度, 以及為獲得相同的流動(dòng)性而導(dǎo)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(píng)價(jià)參數(shù)及基準(zhǔn)點(diǎn)
經(jīng)過試驗(yàn)研究表明( 見表1) : 不同的水泥具有不同的飽和摻量點(diǎn); 不同的水泥在飽和摻量點(diǎn)時(shí)的Marsh 時(shí)間和經(jīng)時(shí)損失不同; 不同的水泥在減水劑摻量相同時(shí)Marsh 時(shí)間和經(jīng)時(shí)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(dòng)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(dòng)性時(shí), 還要求混凝土坍落度( 流動(dòng)性) 損失不要太快, 即經(jīng)時(shí)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(píng)價(jià)水泥與減水劑相容性的參數(shù)不應(yīng)是這些參數(shù)中的某一個(gè), 而應(yīng)是流動(dòng)性、飽和摻量和經(jīng)時(shí)損失3 個(gè)參數(shù), 這樣才能客觀、公正地評(píng)價(jià)某一水泥與減水劑的相容性。
在3 個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)中, 對(duì)于一個(gè)水泥而言, 只有飽和摻量點(diǎn)是固定不變的, 而流動(dòng)性和經(jīng)時(shí)損失率在減水劑摻量不同時(shí)的結(jié)果不同( 見圖1) , 因此應(yīng)確定流動(dòng)性和經(jīng)時(shí)損失率的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)點(diǎn), 才能建立一個(gè)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)體系。
經(jīng)過研究, 水泥漿體的流動(dòng)性和經(jīng)時(shí)損失率在減水劑飽和摻量點(diǎn)之后趨于穩(wěn)定。經(jīng)試驗(yàn), 大多數(shù)水泥的飽和摻量點(diǎn)小于0.8%, 個(gè)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(dòng)性和經(jīng)時(shí)損失率的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)點(diǎn)。
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(yàn)方法有凈漿流動(dòng)度法、Marsh 筒法和膠砂坍落度法幾種, 而且不同的文獻(xiàn)對(duì)這幾種方法給出了不同的評(píng)價(jià)?？紤]經(jīng)濟(jì)因素, 排除了膠砂坍落度法, 并對(duì)凈漿流動(dòng)度法和Marsh 筒法進(jìn)行了對(duì)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(shí)際情況接近;
2) 用Marsh 筒法測(cè)定飽和摻量點(diǎn)較凈漿流動(dòng)度法更為直觀、便捷、可靠;
3) 用Marsh 筒法測(cè)定經(jīng)時(shí)損失率比凈漿流動(dòng)度法敏感;
4)Marsh 時(shí)間隨水泥中混合材摻量的變化與水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和膠砂流動(dòng)性的變化規(guī)律一致, 較凈漿流動(dòng)度法具有更好的相關(guān)性;
5)Marsh 時(shí)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(yàn)誤差影響因素少, 重復(fù)性誤差小于凈漿流動(dòng)度法。
考慮到凈漿流動(dòng)度法的應(yīng)用歷史和普遍性, 以及與GB8076 的兼容性, 本標(biāo)準(zhǔn)將兩個(gè)方法并列, 供標(biāo)準(zhǔn)使用方選擇。但有爭(zhēng)議時(shí), 以Marsh 筒法為準(zhǔn)。同時(shí), 作為標(biāo)準(zhǔn)起草單位, 為了方便試驗(yàn)操作、減小試驗(yàn)誤差, 和河北科析儀器設(shè)備有限公司聯(lián)合開發(fā)了自動(dòng)Marsh 時(shí)間測(cè)定儀, 供大家選擇。
5 關(guān)于基準(zhǔn)減水劑問題
在GB8076 中規(guī)定了基準(zhǔn)水泥, 用以評(píng)價(jià)減水劑的質(zhì)量。同理, 要評(píng)價(jià)水泥, 必須固定減水劑, 確定評(píng)價(jià)基準(zhǔn)和尺度, 才能進(jìn)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(chǎng)80%以上的萘系減水劑作為基準(zhǔn)減水劑, 并于2006 年研制成功, 向社會(huì)提供。
在規(guī)定基準(zhǔn)減水劑的同時(shí), 為了提高標(biāo)準(zhǔn)的可操作性和降低試驗(yàn)成本, 本標(biāo)準(zhǔn)不排除標(biāo)準(zhǔn)使用方自己選擇評(píng)價(jià)基準(zhǔn)( 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(jìn)行橫向?qū)Ρ群吞幚碣|(zhì)量糾紛時(shí), 必須采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基準(zhǔn)減水劑。
6 關(guān)于初始和60min 的時(shí)間問題
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的初始時(shí)間指的是自加水?dāng)嚢杷闫?經(jīng)過攪拌、裝料步驟, 開始測(cè)試的時(shí)間。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)步驟, 此時(shí)間在4.5～5min。
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的60min 時(shí)間指的是自加水?dāng)嚢杷闫? 經(jīng)過60min 后重新攪拌、裝料, 開始測(cè)試的時(shí)間,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)步驟, 此時(shí)間在64.5～65min。
7 關(guān)于攪拌機(jī)的問題
在測(cè)試完初始流動(dòng)性后, 水泥漿體要在密封的容器中靜置近1h 的時(shí)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(jìn)行裝盛前盡量將漿體重新返回?cái)嚢桢? 但總會(huì)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(yàn)誤差, 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定攪拌機(jī)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(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響。
8 關(guān)于Mar sh 漏斗的問題
在本標(biāo)準(zhǔn)的方法中, 影響試驗(yàn)結(jié)果最大的因素是Marsh 漏斗。其機(jī)械尺寸、加工精度, 特別是下料管部分, 都對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響。因此, 為了保證試驗(yàn)結(jié)果具有可比性, 在此次標(biāo)準(zhǔn)制定過程中, 吸取原先的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn), Marsh 漏斗的加工生產(chǎn)只由一家單位進(jìn)行, 并開發(fā)了自動(dòng)Marsh 時(shí)間測(cè)定儀。同時(shí), 為了保證產(chǎn)品質(zhì)量, 生產(chǎn)的測(cè)定儀必須經(jīng)過建筑材料工業(yè)水泥檢驗(yàn)專用儀器設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心的檢驗(yàn), 合格后方能出廠。
9 關(guān)于基準(zhǔn)減水劑摻量點(diǎn)的問題
本標(biāo)準(zhǔn)在水泥漿體的配合比中給出了基準(zhǔn)減水劑的摻量點(diǎn), 同時(shí)在備注中又提示“根據(jù)水泥和減水劑的實(shí)際情況, 可以增加或減少基準(zhǔn)減水劑的摻量點(diǎn)”。這是因?yàn)椴煌乃嗟娘柡蛽搅奎c(diǎn)不同, 進(jìn)行大的減水劑摻量試驗(yàn)沒有意義。但無論如何調(diào)整, 0.8%的摻量點(diǎn)必須做, 以進(jìn)行流動(dòng)性和經(jīng)時(shí)損失率的評(píng)價(jià)。
10 關(guān)于水泥企業(yè)檢測(cè)頻率的問題
對(duì)于水泥企業(yè)而言, 本標(biāo)準(zhǔn)的制定有兩個(gè)作用:一是對(duì)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(yīng)對(duì)發(fā)生的質(zhì)量糾紛。因此, 建議水泥企業(yè)首先進(jìn)行一次全面的質(zhì)量情況摸底, 進(jìn)行飽和摻量點(diǎn)、流動(dòng)性和經(jīng)時(shí)損失的試驗(yàn)測(cè)試。然后根據(jù)用戶的要求進(jìn)行調(diào)整, 使水泥與減水劑的相容性達(dá)到一個(gè)理想的水平。在正常情況下, 每周進(jìn)行1～2 次的流動(dòng)性和經(jīng)時(shí)損失測(cè)試, 以考察水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性即可。
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