韓侃， 牛迎國， 朱兆榮，3， 王偉星

（1. 中鐵西北科學研究院有限公司，甘肅蘭州 730000；2. 甘肅環(huán)通工程試驗檢測有限公司，甘肅蘭州 730000；3. 青海省凍土與環(huán)境工程重點試驗室，青海格爾木 816000）

混凝土常用聚羧酸減水劑，具有減水率高、保坍性好、無氯、無氨、低堿、無三廢排放、對人體健康不構成威脅且分子結構可調控等優(yōu)點。聚羧酸減水劑按主、側鏈橋接基團差異主要分為醚類和脂類2 種。脂類減水劑發(fā)展應用較早，分子鏈短、保坍效果差、生產工藝復雜，只有個別公司生產；醚類減水劑生產簡單方便，配方工藝技術提高迅速，初期減水率就達到或超過脂類減水劑，已涌現(xiàn)出一批較高質量、類型多樣的醚類減水劑品種。目前，各外加劑企業(yè)廣泛采用醚類工藝配方，并不斷改進產品性能，在各種工程中廣泛地使用［1］。隨著我國經濟發(fā)展和高速鐵路建設，大體積、高泵程混凝土的施工越來越多，拌合站對摻聚羧酸減水劑混凝土的流動性、保持性提出更高要求。從生產工藝、品種、特性、適宜應用領域和現(xiàn)場管理等方面闡述聚羧酸減水劑的性能特點、應用現(xiàn)狀和存在的問題，為聚羧酸減水劑在混凝土工程中的正確使用提供借鑒。

1 質量影響因素

（1）供應合同價格。價格合理是供應廠家配置較好技術及資源的基礎，質量問題通常是低價中標導致。企業(yè)為了自身利益提高摻量（加膠凝材料和水來解決混凝土強度問題），或以次充好，給工程施工和工程實體帶來較多隱患。

（2）原料質量和穩(wěn)定性。當?shù)馗鞣N原材料的價格、質量、穩(wěn)定性、供應能力等都影響聚羧酸減水劑成本，如部分集團公司沒有對項目的具體材料情況進行調查，評標方法偏差，導致成本價高于中標價，廠家以次充好。

（3）母液和復配。某鐵路建設由于現(xiàn)場地材不穩(wěn)定，不能適應現(xiàn)場變化，曾試行過由聚羧酸減水劑生產廠家直供。但因距離較長，增加運輸成本，不能實施推廣。聚羧酸減水劑廠家就近復配仍然為供應項目的優(yōu)選措施，但人員技術能力、母液質量都會對聚羧酸減水劑的配制產生影響［2］，復配廠需要全方位監(jiān)管，提高技術人員素質，精準計量復配大貨；施工單位要對質量嚴格把控，確保產品質量。

（4）工程實施偏差。我國的國家標準及鐵路標準，對于混凝土拌合物中的減水劑、水泥、砂、石等材料的質量標準都有詳細規(guī)定。由于技術人員對規(guī)范和標準的表述不能準確理解，在實際工作中會出現(xiàn)一些問題。如施工項目上批準的配合比叫做“理論配合比”，而真正要生產時是“現(xiàn)場配合比”，技術人員要根據現(xiàn)場材料的變化有所調整才能生產出合格的混凝土拌含物。

2 聚羧酸減水劑性能試驗

聚羧酸減水劑的性能試驗分為本體性能試驗和應用性能試驗2 個部分。通過對在建5 條鐵路試驗檢測和調研發(fā)現(xiàn)，本體性能試驗結果一致性較好，而應用性能試驗結果吻合度稍差。本體性能試驗按照GB/T 8077—2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》中提供的方法與查質量證明文件的方式進行檢測。檢測機構、檢測地點及人員差異對檢測結果影響較小，僅含固量［3］測試值略有波動。

聚羧酸減水劑分子結構復雜，實驗室很難檢測其分子結構評判其應用性能是否滿足設計要求，主要按照GB 8076—2008《混凝土外加劑》［4］中提供的方法，通過拌合混凝土性能間接表征。從聚羧酸減水劑抽檢結果和試驗數(shù)據來看，不同批次的混凝土原材料對聚羧酸減水劑應用性能試驗結果影響較大。

2.1 原材料對聚羧酸減水劑應用性能影響

在鐵 路 建設項目（YX-1、YX-2、ZL-1、LL-1、KG-2）中，隨機抽取3 種聚羧酸減水劑產品，混凝土原材料（水泥、砂、石、水）按照GB 8076—2008《混凝土外加劑》要求進行聚羧酸減水劑應用性能試驗；按照TB 10424—2018《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》［5］中“標準型高性能減水劑的性能指標”進行評價。采用不同工程原材料的聚羧酸減水劑應用性能試驗結果見表1。

表1 不同工程原材料的聚羧酸減水劑應用性能試驗結果 %

PCE-1#采用同一混凝土配合比、不同混凝土原材料、在同一間實驗室由相同的試驗人員操作，混凝土拌合物性能試驗第1 組數(shù)據全部合格；第2 組數(shù)據除含氣量指標外，其他檢測項目均不合格。PCE-2#采用同一混凝土配合比、相同混凝土原材料、在不同實驗室由不同試驗人員操作，混凝土拌合物性能試驗第1組數(shù)據只有減水率合格，其他指標一定程度超限，而第2組數(shù)據全部合格。PCE-3#采用同一混凝土配合比、不同混凝土原材料、在不同實驗室由不同試驗人員操作，現(xiàn)場混凝土拌合物性能試驗2組數(shù)據均全部合格，但測試結果相差較大。

由表1可知，原材料對聚羧酸減水劑應用性能影響較大，實驗室和人員操作對聚羧酸減水劑應用性能影響較小。

2.2 水泥用量對混凝土含氣量影響

混凝土配和比要根據減水劑的種類和水泥用量來確定，GB 8076—2008《混凝土外加劑》規(guī)定“高性能減水劑測試時水泥用量為360 kg/m3，高效減水劑及普通減水劑測試時水泥用量為330 kg/m3”。而實際工程混凝土中水泥用量會偏大，隨著水泥總量的增加，混凝土的黏聚性會提高，內部的氣泡聚并、上浮、散逸較困難，含氣量受較大影響［6］。

改變聚羧酸減水劑檢測混凝土配合比中水泥用量［7］，保持混凝土用水量不變，測試摻PCE-3#聚羧酸減水劑的混凝土含氣量變化（見表2）。隨著水泥用量的增加，摻聚羧酸減水劑的混凝土含氣量呈逐漸增大趨勢，所以水泥用量的波動會間接影響摻聚羧酸減水劑的混凝土含氣量。

表2 不同水泥用量下?lián)絇CE-3#聚羧酸減水劑的混凝土含氣量

2.3 骨料含泥量對混凝土減水率影響

通過外摻黏土的方式調整細骨料含泥量，并按照GB 8076—2008《混凝土外加劑》方法測試摻PCE-3#聚羧酸減水劑的混凝土在不同含泥量下的減水率（見表3）。隨著細骨料含泥量的增加，聚羧酸減水劑減水率呈下降趨勢［8］，細骨料含泥量超過2.4%后，PCA-3#聚羧酸減水劑的減水率不能滿足鐵路工程建設用高性能減水劑的要求。隨骨料進入混凝土拌合物中的黏土吸附聚羧酸減水劑，造成減水劑不能有效地分散水泥顆粒，宏觀表現(xiàn)為聚羧酸減水劑的減水率下降［9］，所以骨料含泥量波動會間接影響聚羧酸減水劑混凝土減水率。

表3 不同含泥量下?lián)絇CE-3#聚羧酸減水劑的混凝土減水率%

2.4 骨料含氣量對混凝土含氣量影響

測試3種不同含氣量的骨料對摻PCE-3#聚羧酸減水劑的混凝土含氣量影響（見表4）。隨骨料含氣量的增加，摻聚羧酸減水劑的混凝土含氣量呈下降趨勢，所以骨料含氣量的波動會間接影響摻聚羧酸減水劑的混凝土含氣量。

表4 骨料不同含氣量下?lián)絇CE-3#聚羧酸減水劑的混凝土含氣量 %

2.5 骨料種類對混凝土28 d抗壓強度比影響

卵石與碎石是土建工程應用量最大的2 類粗骨料，不同種類骨料下?lián)絇CE-3#聚羧酸減水劑的混凝土28 d抗壓強度比見表5。同一聚羧酸減水劑采用卵石粗骨料時，其28 d 抗壓強度比測試值較碎石粗骨料降低6%，所以不同粗骨料類型會影響摻聚羧酸減水劑的混凝土28 d抗壓強度比。

表5 不同種類骨料下?lián)絇CE-3#聚羧酸減水劑的混凝土28 d抗壓強度比 %

3 結論

根據不同產地、不同材料對比檢測的結果分析，混凝土原材料波動對聚羧酸減水劑應用性能測試值有較大影響。為保證聚羧酸減水劑檢測結果，需加強檢測用混凝土原材料的穩(wěn)定性控制，并根據實際原材料品質針對性的調整聚羧酸減水劑成分，使減水劑性能滿足設計、施工要求、成為混凝土質量保障的調節(jié)劑。

（1）對減水劑行業(yè)的準入門檻要適當提高，減少市場惡意競爭，從源頭保證減水劑質量的可靠穩(wěn)定。

（2）復配廠的人員技術能力和母液質量都會對減水劑配制產生影響，提高各方技術人員素質，把好母液質量關才能確保減水劑質量。

（3）不同原材料對減水劑應用性能的影響較大，加強對混凝土各種原材料質量檢測和現(xiàn)場儲存管理。

（4）技術人員要根據實際情況對聚羧酸減水劑的成分進行調整，滿足現(xiàn)場要求。