某項目說:“新拌混凝土的坍落度在10分鐘就損失完了,致使數(shù)十方混凝土無法施工,你們外加劑廠家趕緊過來調(diào)整,產(chǎn)生的經(jīng)濟損失你們要負責(zé)!”事故發(fā)生后,我們立馬出發(fā),到達現(xiàn)場采用排除法逐一替換混凝土的原材料,觀察混凝土的工作性能,最終將原因鎖定在水洗砂上。
現(xiàn)場測試
01水洗砂化學(xué)定性檢測
一般來說,含泥量是混凝土工作性能損失的元兇之一,一旦遇到混凝土工作性能急劇損失時,含泥量是第一個需要考慮的因素。然而我對該批水洗砂進行含泥量測試時,發(fā)現(xiàn)含泥量僅為1.2%,泥塊含量為0.3%,完全符合國家標準和行業(yè)標準對混凝土拌制用砂的要求。在排除了含泥量的因素后,我懷疑砂中含有一定成分的絮凝劑而導(dǎo)致混凝土工作性能損失過快,于是我利用化學(xué)知識,設(shè)計了簡易的定性檢測方法來鑒定砂表面有絮凝劑。
試驗過程
實驗步驟:
1、將水洗砂在蒸餾水中浸泡后,用濃硝酸調(diào)節(jié)砂——水體系的pH值至0,以保證絮凝劑中的陽離子能穩(wěn)定存在于溶液中;
2、將砂——水體系的懸濁液過濾,過濾后的溶液分成三份,待檢;
3、檢測溶液的pH值變化,向其中一份溶液中滴加氫氧化鈉溶液,觀察溶液中有無絮狀沉淀物產(chǎn)生。向另一份溶液中滴加硝酸銀溶液,觀察溶液的變化。向最后一份溶液中滴加氯化鋇溶液,觀察溶液的變化。
試驗結(jié)果:
基本可以斷定溶液中含有一定量的鋁離子。
原因
試驗現(xiàn)象:
滴加氫氧化鈉時,隨著pH值的增加,溶液中逐漸出現(xiàn)絮狀沉淀,pH值不斷增加,絮狀沉淀逐漸消失,說明溶液中含有兩性金屬離子。常見的兩性金屬離子只有鋁離子和鋅離子。而鋅離子是一種緩凝效應(yīng)極強的緩凝劑,該批混凝土沒有發(fā)現(xiàn)凝結(jié)時間異常的現(xiàn)象,因此鋅離子的可能性基本可以排除。
向溶液中滴加硝酸銀時,溶液中出現(xiàn)乳白色沉淀,基本可以說明溶液中含有一定量的氯離子。向溶液中滴加氯化鋇時,溶液中沒有變化,說明溶液中不含有硫酸根離子。
聚合氯化鋁是一種凈水材料, 一種優(yōu)良的水處理絮凝劑。由于氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產(chǎn)的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑,有吸附、凝聚、沉淀等 功能,存在著適應(yīng)水域?qū)?、水解速度快、吸附能力強、形?礬花大、質(zhì)密沉淀快、出水濁度低、脫水性能好等優(yōu)點。
試驗結(jié)果:
查找相關(guān)資料,與以上相關(guān)試驗現(xiàn)象最吻合的絮凝劑是聚合氯化鋁。
對于砂石供應(yīng)企業(yè)而言,存在著使用聚合氯化鋁的客觀誘因。
對于砂石供應(yīng)企業(yè),含泥量不同的砂價格存在一定差異,在清洗砂的過程中,水是構(gòu)成洗砂成本的最主要因素,若能采取簡便易行的方式使水能循環(huán)使用,必將大幅度降低洗砂成本。
02聚合氯化鋁對混凝土工作性能的不良影響
結(jié)果顯示,從混凝土的強度結(jié)果來看,微量的聚合氯化鋁對混凝土的強度影響并不明顯。聚合氯化鋁對混凝土拌合物工作性能影響較大,微量的聚合氯化鋁就可以導(dǎo)致初始坍落度明顯下降,坍落度經(jīng)時損失更為嚴重。
03坍落度損失過快的原因
1、混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性不好引起混凝土坍落度損失快;
2、混凝土外加劑摻量不夠,緩凝、保塑效果不理想;
3、環(huán)境溫度高,某些外加劑在高溫下失效;水分蒸發(fā)快,氣泡外溢造成新拌混凝土坍落度損失快;
4、初始混凝土坍落度太小,單位用水量太少;
5、工地現(xiàn)場與攪拌站協(xié)調(diào)不好,使罐車壓車、塞車時間太長,導(dǎo)致混凝土坍落度損失過大;
6、混凝土攪拌稱量系統(tǒng)計量誤差大,不穩(wěn)定;
7、粗、細骨料含水率變化;
8、水泥混倉存放,混合使用;
9、水泥是不是剛進桶倉的熱水泥,如果是的話,一小時損失個10CM是很正常的;
10、外加劑跟水泥的適應(yīng)性非常不好,可以做下凈漿流動度試驗,在22-24cm就還行,不過還需要再看下經(jīng)時損失,半小時或者一小時,如果損失過大的話就需要找外加劑廠家重新調(diào)整他們的配方了。具體的,水泥300g,水87g,外加劑一般摻1.8%或按它的推薦摻量;
11、天氣原因影響也大,像現(xiàn)在這天氣,一小時損失個3cm都算正常;
12、坍落度損失太快原因有很多,比如說外加劑不合格、水泥安定性不合格、還有運輸時間太長...這些都是影響坍落度的原因,解決方法很簡單,加水加減水劑就可以。
坍落度試驗
04解決措施途徑
1、調(diào)整混凝土外加劑配方,使其與水泥相適應(yīng)。施工前,務(wù)必做混凝土外加劑與水泥適應(yīng)性試驗;
2、調(diào)整砼配合比,提高或降低砂率、用水量,將混凝土初始坍落度調(diào)整到220mm以上;
3、摻加適量粉煤灰,代替部分水泥;
4、適量加大混凝土外加劑摻量,外加劑中調(diào)整緩凝成份(尤其在溫度比平常氣溫高得多時);
5、防止水分蒸發(fā)過快、氣泡外溢過快;
6、選用礦渣水泥或火山灰質(zhì)水泥;
7、改善混凝土運輸車的保水、降溫裝置;
8、計量設(shè)備的精度應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定,并具有法定計量部門簽發(fā)的有效合格證,加強自檢,確保計量準確;
9、加強骨料含水率的檢測,變化時,及時調(diào)整配合比;
10、進庫水泥應(yīng)按生產(chǎn)廠家、品種和標號分別貯存、使用;
11、減水劑后摻法:即在砂、石、水泥、水拌合之后再摻減水劑。這種方法對抑制坍落度損失有明顯效果。主要是因為水泥遇水后,在有石膏的環(huán)境中水泥中的C3A,C4AF能迅速生成鈣礬石,C3A、C4AF在體系中明顯減少,這時再加入減水劑,被C3A、C4AF吸附消耗的減水劑量顯著減少;
12、摻緩凝劑法:緩凝劑對水泥緩凝的作用理論有吸附理論、生成絡(luò)鹽理論、沉淀理論和控制氫氧化物結(jié)晶生長理論。多數(shù)有機緩凝劑有表面活性,它們在固—液界面產(chǎn)生吸附,改變固體粒子表面性質(zhì),即親水性。由于吸附作用,它們的分子中羥基在水泥粒子表面阻礙水泥水化過程,使晶體相互接觸受到屏蔽,改變了結(jié)構(gòu)形成過程;
13、調(diào)整混凝土外加劑:使用高分子量的減水劑,并與適量的保水組分配合使用,在不增加用水量的同時增加了混凝土中的游離水的含量,可緩解坍落度損失。
絮凝劑洗過的砂不可怕,就怕洗過的砂里面殘留絮凝劑。至今為止,解決砂中含絮凝劑的唯一途徑只有增加減水劑(使用方提高摻量,外加劑公司增加母液成本)。