说说饱受争议的减胶剂

目前,在混凝土所使用的外加剂中,除以减水剂为主要组分外,还存在很多“成分不明”,机理不清的外加剂。首先说明写这个短文的目的不针对任何厂家和个人,只在探索行业内一些现象,明机理为生产出更加安全的混凝土减胶剂自从投入市场以来,就有很大的争议,争议最大的原因之一就是该种外加剂很少公布配方,阐明机理。配方及主要组分不公布的主要原因可能是因为:(1)该外加剂配方并不复杂,易于模仿,公布后等于自断财路。(2)该外加剂的组成成分不愿意公开,公开后可能会引起更大的争议和讨论。随着减胶剂产品的推广和发展,出现的品牌越来越多,名称也越来越多。近年来,随着减胶剂的推广,已经形成了一个品种,而且颁布了行业标准。不管现在还是将来,外加剂种类和新产品如何发展,保证混凝土耐久性是永恒的追求。

 

混凝土胶凝剂也称为增效剂,是一种水胶比基本不变,混凝土的坍落度和28d抗压强度不降低的情况下,能够有效减少胶凝材料用量的化学外加剂。大多厂家推荐时都说明,可以降低5%10%水泥用量,并且保证混凝土的力学强度不降低,同时混凝土的工作性和体积稳定性都有不同程度的改善。广大行对于减胶剂的争议很大程度上是来源于5%10%水泥用量的降低,有些行试验时发现,降低水泥或者胶凝材料的同时,又降低的混凝土的用水量,基本维持原水胶比不变,感觉在玩“数字游戏”。对于减胶剂的效果大家各有各的看法,各有各的理由,从组分、作用机理到混凝土后期强度耐久性的影响都没有达到一致的看法,可以说是“公说公有理,婆说婆有理”。因此,减胶剂成为争议较多的外加剂。

 

经过30多年混凝土和减水剂的发展提升,减水剂得到迅速的发展。减水剂被认为其憎水基团可以吸附在水泥颗粒表面,亲水基团作用在溶液中,由于静电斥力与空间位阻的作用,使水泥颗粒得到有效分散,水泥的絮凝结构被打开。但减水剂的分散作用不能将所有的絮凝结构分散,在整个结构中,还有部分较高强度的絮凝结构没有被分散开,仍然较多的存在。有人认为,现在水泥颗粒比较细,当水泥颗粒遇水拌合时,水泥颗粒在静电引力作用下相互吸引,进而形成絮凝结构,约10%30%的水被包裹在絮凝结构中,使混凝土流动性大大降低。在混凝土中使用减胶剂可以协同减水剂作用,即,减水剂可以打开大尺寸的絮凝结构,减胶剂可以分散细小的集聚体,使得水泥的水化程度得到提高。

对于减胶剂的组分,目前很少看到明确的组分、配方报道,大多论文从混凝土工作性和强度进行试验分析。这也许就是不能让反对者信服的原因,不了解,不敢乱用,怕后期耐久性受到不良反应。冯浩老师的《混凝土外加剂工程应用手册》(第三版)4.3中对减胶剂有介绍,并在其组成成分中认为可能组分为:三乙醇胺、三异丙醇胺、聚合醇胺,酒石酸、葡萄糖酸钠,马来酸酐,月桂酸—乙醇酰胺硫酸钠,磺化琥珀酸二辛酯钠盐(离子表面活性剂),阴离子表面活性剂多糖酸酯(易溶于水,降低黏度,使细小固体颗粒均匀分散在水中,可降低不溶性颗粒表面张力,抗酸抗碱),十二烷基硫酸钠、烷基磺酸钠,烯基磺酸钠,硫酸钠、硫代硫酸钠、氢氧化钠,碳酸钠、硅酸钠等,根据冯浩老师书中的介绍,简要归纳一下,减胶剂含有:早强组分、引气组分,缓凝组分、碱激发组分等。减胶剂的成分和性质并不完全相同,胡伟伟等人认为是一种高聚物,化学结构类似其他外加剂;刘斌利用三乙醇胺、酒石酸和马来酸酐为主要材料,添加苯酚等助剂制备了混凝土增效剂;王强利用三异丙醇胺、聚合醇胺、改性聚羧酸减水剂,纸浆黑液提取物和水制备了混凝土增效剂;王镇公开增效剂专利中,含有三异丙醇胺、聚合醇胺和脂肪酸酯等。

从现有的文献来看,减胶剂具有改善混凝土流动性、包裹性和保水性,也有人试验表明,减胶剂可以增加混凝土含气量和坍落度,改善混凝土拌合物的流动性。有人测试掺量0.6%水泥降低15%时,C30C503d7d强度高于基准混凝土强度,28天强度略低;也有人试验表明水泥降低10%混凝土强度无明显影响;同时,也有人试验发现,减胶剂可以改善减水剂的适应性。尽管如此,对减胶剂的作用机理依然存在争议,让混凝土企业冒然使用一种机理不清楚的外加剂,对混凝土结构会存在较大的风险。有人说,使用减胶剂的目的不要仅仅盯住降低水泥用量,而在于改善混凝土工作性……。

面对日益复杂的混凝土原材料,不可控的因素在逐渐增多,如何降低质量风险是每一个混凝土技术人员不变的追求,成本低、风险可控是仁的幸事。没有用减胶剂的仁也天天在考虑减胶,降低成本,一听到可以降低胶凝材料,一般老板(管理人员)比技术人员兴奋,能不能降低成本,本人观点是量力而行。减胶剂是好是坏也许很大程度上在于生产、管理,有的公司用的很好,有的公司用的不好,好与不好要量力而行。最后,只想说,成本的降低是有限的,有底线的,自己觉得安全可以控制住就降低,觉得有风险就先观察再说。不要因为一点成本,搞的整天睡不着觉,想入非非……。

欢迎大家谈谈对减胶剂的看法和试验的经历、感受,分享让行受益也是一种快乐。

 


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