混凝土外加劑是指為改善和調節混凝土的性能而摻加的物質。
我國1950年開始研究混凝土外加劑,從引氣劑和塑化劑開始,發展緩慢,直至1970年以后我國外加劑產業才得以迅猛發展。改革開放以來,隨著經濟技術的發展,大量基礎建設帶動了外加劑行業的發展。
1、案例分析
近年來,通過對許多混凝土企業進行走訪,以及和很多混凝土企業的經營者進行深入的交流,發現一個共性的問題:混凝土企業與施工單位把混凝土外加劑當成“萬能的神藥”。
案例 1:某混凝土企業泵送的C25混凝土泵送性能差,澆筑時總是斷斷續續,甚至引起堵管。分管生產副總認為是外加劑質量不好,偷工減料。外加劑供應商摸不著頭腦,外加劑每批都經過試驗室檢測好才入庫,混凝土突然不好泵送與外加劑有什么關系呢?
外加劑供應商為了解決問題,證明自己的“清白”,請來專家到現場進行原因分析,才發現原來石子是單粒徑,機制砂細度模數比較粗導致的,后來在石子中增加了部分瓜子片石,機制砂中增加了20%的細砂,通過級配的改善,混凝土和易性好了,泵送效果也改善了,外加劑供應商也證明了自身的清白。
案例 2:湖南某混凝土企業老總反應,近2個月混凝土強度直線下降,懷疑是外加劑廠家在質量上做文章,找外加劑廠家交涉多次,他們拒不承認,認為外加劑本身不存在質量問題,給外加劑廠家挑 “毛病”。
本著對質量負責的態度,對外加劑廠家的配比和材料進行調查后,發現配比和以前是一致的,與試驗室主任進行溝通得知,砂、石原材料發生了變化。原來罪魁禍首是砂石的含泥量超高,用水量每立方要增加25~30kg,所以強度直線下降。
案例 3:某住宅小區地下室剪力墻大面積出現裂縫,施工單位和監理找混凝土公司認為裂縫的產生肯定是混凝土公司摻了外加劑造成的,以前現場攪拌的混凝土不摻外加劑根本不會產生裂縫。后來發現,裂縫呈貫穿現象,而且不斷在發展,詢問后得知澆筑完剪力墻沒有充分進行有效養護,拆模后一直裸露在外,一個多月也沒有進行地下室回填。
通過與施工單位、監理、設計進行解釋交流,他們也認識到自身的失誤,要求抓緊時間進行修復,防水做完進行地下室回填,把損失降到最低。
案列 4:某預應力橋梁板施工現場,拆模后的橋梁板外觀上全是氣泡,施工單位認為是外加劑中沒有摻消泡劑,所以導致混凝土表面氣泡多。而外加劑廠家認為已經按比例摻好了,不應該是外加劑自身原因,應該是施工過程中振搗的問題。
原來不是外加劑的問題,也不是施工的問題,是錯誤使用脫模劑的原因,更換使用后,橋梁板氣泡問題解決了。
案列 5:某混凝土企業澆筑150方C25的樓面,澆筑3天混凝土不能拆模,用手摳混凝土馬上脫落,施工單位和混凝土公司認為是外加劑的原因,緩凝劑超摻了,所以把責任推給外加劑,等到5天后混凝土還是沒有強度,施工單位把梁板敲掉,找混凝土公司賠償。
為了證明不是外加劑原因造成的,外加劑廠家找來專家配合企業進行原因分析,最后發現是一車粉煤灰打入水泥庫中,把粉煤灰當水泥使用,才導致事故發生。
通過上述案例會發現,混凝土一旦出了質量問題,如泵送性差、強度低、裂縫、外觀質量、混凝土不凝結、強度倒縮等,首先就會認為是外加劑原因造成的。
為什么會造成這種現象呢?具體分析有三點原因:一是人們缺乏對外加劑的認識,對外加劑是什么,外加劑在混凝土中的作用不了解;二是市場加快,而對外加劑合成、復配技術傳授欠缺,生產門檻低;三是大小生產廠家、復配車間遍地開發,造成惡性競爭,低價墊資都來,變為原材料供應商中的弱勢群體,所以一旦發生質量事故,第一時間把責任往外加劑生產商身上推。
2、剖析“萬能的神藥”
最初使用外加劑,僅僅是為了節約水泥,隨著建筑技術的發展,摻用外加劑已成為改善混凝土性能的主要措施。
外加劑的主要作用是改善新拌混凝土的工作性,節約水泥用量。當混凝土的強度和坍落度相近時,普通減水劑可使混凝土節省水泥5%~10%,高效減水劑可節約水泥10%~20%,每用1t減水劑相當于節約20t水泥。另外還能調節凝結時間,降低水化熱;減少用水量,提高混凝土強度;改善混凝土的耐久性。
以前的外加劑多為萘系減水劑、脂肪族減水劑、密胺減水劑、氨基磺酸鹽減水劑,這些產品的特點是:分子結構為剛性直鏈,分散機理為靜電斥力,易被水化產物掩埋,減水率大于14%。存在的問題是減水率偏低、保坍能力差(過度依賴緩凝劑的作用)、體積穩定性差(收縮增加20%以上)。
發展到今天使用的聚羧酸減水劑分子結構豐富多樣,其中主鏈上面枝接了長側鏈與短側鏈,極性基團與非極性基團,吸附羧基基團(圖 1)。通過空間位阻和靜電斥力的復合作用進行分散(圖 2)。
聚羧酸外加劑的主要特點:(1)高減水、高增強,減水率最高可達 45% 以上,混凝土 28d 抗壓強度比可達 140%~200%。(2)高保坍,可使混凝土 1~5h 流動度不降低。(3)低收縮,僅為基準的 105% 以下。(4)功能性潛力大,已發展出大減水、高保坍、高早強、低收縮等系列功能型產品。(5)耐久性提升,提高混凝土抗滲性,減輕碳化,并優化混凝土孔結構。
現代建筑對混凝土的性能要求更高,混凝土的結構逐漸多樣化、復雜化,并且勞動力短缺日益明顯。為適應各種復雜、嚴酷的服役環境,同時滿足節能、環保與可持續發展的理念,混凝土對于外加劑的要求也越來越高。聚羧酸外加劑身為第三代外加劑產品,屬于高性能外加劑產品。高性能外加劑是實現提升混凝土性能,“節能、減排、低碳”的關鍵材料和核心技術。
一些外加劑生產廠家大吐苦水:“目前的現狀是混凝土企業出現了解決不了的質量問題都歸結于外加劑,我們做外加劑的現在倒逼要學習材料,懂水泥、摻合料、砂石,懂配比,懂生產,懂施工,否則外加劑沒辦法做。我們要有多大的胸懷與知識才能做好外加劑銷售,才能不會被“坑”???”一席話,道出了外加劑行業辛酸與無奈。行業的進步與發展,必須有個良性的環境,杜絕低價惡性競爭,杜絕投機取巧,誠信經營才是可持續發展之道。
隨著環保整頓實施,如今水泥、砂石成為混凝土材料中的緊俏材料,不但價格暴漲,現款交易,而且采購不易,外加劑在混凝土中所起的作用就顯得更加重要。要緩解外加劑與混凝土生產企業的矛盾,首先是混凝土企業應加強對外加劑產品的認識,不要片面去看待它;第二是混凝土企業應加強行業技術普及,許多企業技術力量薄弱,出現問題應對能力差;第三外加劑企業提高服務水平,賣的不僅僅是產品,更是一種服務。
外加劑在混凝土中不是萬能的“神藥”,但在高性能混凝土中沒有外加劑是萬萬不行的!期待大家能對外加劑有正確的認識,合理地利用好外加劑,促進行業更好的發展!