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《混凝土外加剂应用技术规范》中相关技术问题的讨论
2015-08-27 15:31:58   来源:   评论:0 点击:

由中国建筑科学研究院等单位负责编制和起草的《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119—2003[1],已由中华人民共和国建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布实施(发布及实施日期:2003—04—25发布;2003—09—01实施)。
由中国建筑科学研究院等单位负责编制和起草的《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119—2003[1],已由中华人民共和国建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布实施(发布及实施日期:2003—04—25发布;2003—09—01实施)。

  该规范是在原《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ119—98基础上进行修订的,同时也将原建设部部门标准升格为国家标准。这标志着我国对混凝土外加剂应用的重视和规范。

  但仔细研读该规范,发现其中存在许多值得商榷的技术问题。在此特将问题提出,并以此求教全国同行专家,期待释疑。本文不妥之处望请见谅。

  1 外加剂应用是一个混凝土材料科学技术问题

  1.1 外加剂应用的纲领性文件

  作为外加剂应用的国家规范,该规范应该是外加剂应用的指导性原则,是外加剂混凝土施工的指导性原则。是确保掺外加剂混凝土施工质量的技术标准规范。该规范就是要对我国已有标准的l4类外加剂的应用和其在混凝土施工的有关技术问题,做出相应规定。

  但该标准总则中却没有站在这一高度。而把“为选择和合理使用”各类外加剂,“使之掺入混凝土中能改善混凝土性能”。“达到预期效果”,作为宗旨和原则,使该规范丧失了其应有的高度和重要意义,脱离了最终要控制掺外加剂混凝土施工质量的根本目的。

  实际上该规范的核心目的是要使外加剂的应用更科学、合理、规范;是要从根本上规范外加剂使用随意、 混乱、不规范的现象,减小由外加荆应用不规范而造成的混凝土施工质量波动的状况,杜绝由于外加剂应用错误以至造成施工质量事故的现象。因此,规范总则中应 明确要确保掺外加剂混凝土工程的混凝土施工质量。

  1.2 试验科学一外加剂应用的基础

  混凝土外加剂技术虽然发展迅速、日趋成熟,但目前仍处于初期阶段。由于外加荆产品品种繁多、性能各异。更由于工程特性和工程环境各不相同,再加上不同地区、不同工程所采用的材料千差万别,外加剂应用还会经常出现各类技术事故。

  同时,外加剂的发展可以说日新月异,新产品不断涌现。混凝土施工中的工程技术人员常常不能对其所用外加剂的各种性能了如指掌。

  所以,外加剂的应用,绝不同于水泥、集料等其他材料,必须要经过外加剂自身性能的检验、水泥适应性 试验、砂浆试验、混凝土试验等,才能了解该外加剂的性能。而将外加剂应用于混凝土工程。必须合理选择外加剂的品种,确定掺量、掺加方法,并检测其对水泥混 凝土的效能、以及混凝土的技术性能的影响。

  因此,实际上,掺外加剂的混凝土要满足工程环境和工程特性的质量要求,必须要对该混凝土进行“外加 剂试验设计”。说穿了,外加剂应用,是一个混凝土材料科学技术问题。而脱离对水泥混凝土的“试验设计”的工程。则在很大程度上会为混凝土施工质量埋下隐 患。故在该规范的总则中。应明确应用各种外加剂时,要进行“外加剂试验设计”,明确外加荆应用的基础是试验。而不能仅仅靠厂家推荐、标准指导、历史经验 等,取代科学严谨的试验设计。

  2 科学性——规范的灵魂

  2.1 规范的规定必须合理

  该规范的第2章基本规定以及其后的每一章节的不同外加剂的有关“施工”中,都有对外加剂“入场、检 验和入库”的规定。如:基本规定章节中的规定为:“2.3.2外加剂运到工地(或混凝土搅拌站)应立即取代表性样品进行检验,进货与工程试配一致,方可入 库、使用”。这样的规定既不科学又不合理。

  在该规范中规定,对缓凝型减水剂要检测混凝土凝结时间;对早强剂要检测1d、3d强度,而且要考察 其对钢筋锈蚀性能的影响;尤其对混凝土防冻剂,要检测R-7+R+28天的抗压强度,对有抗冻性要求的掺防冻剂混凝土,还要进行-28d+28d养护后再 进行抗冻性、抗渗性试验。这就需要几个小时、几天或几十天。这期间外加剂不能入库,那么运到现场的外加剂怎么办呢?可见此规定缺乏基本的科学性,不仅不合 理,而且会为施工带来麻烦,根本不能指导工程实践。

  2.2 规范规定要“严禁”科学

  该规范第2章基本规定中2.1.2规定:“严禁使用对人体产生危害、对环境产生污染的外加剂”。而 且这句话使用了黑体印刷。但这条规定本身就不科学,不清楚。对人体产生危害,是什么意思?是施工人员呼吸接触,施工人员施工操作用手接触,还是施工人员误 食时产生危害?实际上工程技术人员都能清楚外加剂中经常使用的NaNO2、六价铬盐若误食,都会危害人的生命,可谓能对人体产生严重危害。以往的建筑工地 上,也确实常常发生NaNCh等中毒事件。从2.1.2规定的字面意义看,这类物质应不能做为外加剂使用。

  但实际上,如果杜绝了误食。施工技术人员能按规范操作,则在施工过程中对施工人员以及施工结束后使用人员。均不会造成人体危害。那么又为什么要禁止使用呢?

  而且在该规范的早强剂、防冻剂等章节中,又明确规定允许使用这类外加剂:6.1.1中明确规定混凝 土中可以使用亚硝酸盐作为早强剂;7.1.1中又明文规定混凝土工程中可采用“以亚硝酸盐、硝酸盐等无机盐为防冻组分的外加剂”。可见条文之间相互矛盾 (基本规定中的2.1.2与后面章节矛盾)。而6.2.2、7.2.3的相应规定应是必要的、合理的。

  2.3 工程应用规范要服务工程

  综观该规范,没有一条关于对误用或错用外加剂的技术规定。实际施工时,常常会因计量、控制、外加剂 波动、水泥质量波动等问题而出现比预期有明显差别缓凝、速凝、坍落度过快损失等现象。工程中实际很需要对这些问题在外加剂应用的国标中进行具体规定。建议 国标,对此类技术问题应给予规定或说明,以便于保证掺外加剂的混凝土的施工质量。

  3 严密性—— 规范的一个重要质量标准

  3.1 严密性是规范的质量标志

  该规范中许多规定很不严密,导致实际操作性降低,会让施工人员无所侍从。以防冻外加剂为例,规范中 7.3.2规定防冻外加剂进场后,“首先应检查是否有沉淀、结晶或结块。检验项目应包括密度(或细度),R-7+R+28抗压强度比,钢筋锈蚀试验。合格 后方可入库、使用”。其中,并未对钾钠离子含量、氯离子含量等要求测定。

  可是在7.2.1、7.2.2、7.2.3、7.2.4、7.2.5等章节又分别规定了防冻剂中的 各种化学物质的种类和其含量的限定。试想,外加剂使用单位若按该规范同一章中上述7.3.2条进行入场检验时。不进行上述规定的各类化学物质种类及含量检 验。那如何能达到上述条款(7.2.1、7.2.2、7.2.3、7.2.4、7.2.5等章节)限定目的呢? 这种问题几乎在该规范的每一章中都存在。可见。这样很不严密的规范规定,施工单位无法认真遵照执行。使得真正在施工中不能达到防止上述7.2.1~7、2.4条文所期望防止发生的质量事故的目的。

  该规范在9.3.5中还规定:“通过0.315mm筛孔的颗粒含量不宜小于15%,通过 0.160mm筛孔的颗粒含量不宜小于”作为2003年发布实施的规范,却还在使用GB/T14684—2001《建筑用砂》之前的旧标准中有关建筑用砂 粒径的规定。实际上,在早已实施的2001年新标准《建筑用砂》GB/T14684—2001[2]中,筛孔尺寸就已变成了相应的300um、及 150um。

  在4.3.2规定“对抗冻性要求高的混凝土,宜采用表4.3.2规定的含气量”,而表4.3.2中 是根据粗集料最大粒径划分的含气量。这里且不说这种含气量的划分是否合理,单从其只按含气量来考虑混凝土抗冻性,而且是“抗冻性要求高的混凝土”来讲,这 样的规定就会造成极大的误导,使工程技术人员误认为只要含气量达到某一个水平,就能配制出高抗冻性混凝土的错误认识。

  这种只考虑含气量而不考虑气孔结构特性的国家规范,又使得那些气孔结构优良而不需要很高的含气量的外加剂,反而可能被排斥在工程之外;也可能使得施工时为追求高含气量而导致混凝土强度遭受损失。

  同时这条规定还有可能造成模糊水灰比、水泥用量、掺合料、集料等因素对不同工程环境下混凝土抗冻性影响的不良后果。

  3.2 规范应避免随意性

  该规范编制过程中,存在许多随意性的编制现象。如在4.2.1条文中规定:“引气剂及引气减水剂, 可用于抗冻混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土”,这里泌水严重的混凝土是选用水泥、外加剂、外加剂掺量、配合比等等不合理 或混凝土原材料计量失控等造成的一种技术质量事故,而不是一个材料品种。规范中将泌水严重的混凝土和其他品种的混凝土一起并列,实在缺乏逻辑,是规范编制 者思维随意性带来的逻辑错误。

  在8.3掺膨胀剂混凝土(砂浆)的性能要求一节规定了收缩补偿混凝土的性能、填充用混凝土性能、灌 浆用膨胀砂浆性能。实际上科学的方法应该是:按工程特性设计收缩补偿混凝土、填充用混凝土、灌浆用膨胀砂浆等变形参数,并通过试验确定膨胀剂的掺量以及混 凝土及砂浆的实际变形特性。

  如该规范中提出上述技术问题,则应规定在进行上述种类混凝土及砂浆的配制、施工中要进行膨胀剂掺加 设计,则能很好的规范膨胀剂在施工中的应用。而该规范却舍近求远,并随意规定了膨胀砂浆、收缩补偿混凝土的技术性能,也有画蛇添足之嫌。试想,对有不同工 程变形要求的混凝土结构。只按规范中该条规定执行,能保证工程质量和结构可靠度要求么?可见在该规范中这样规定,也有欠科学和严谨。

  在该规范4.3.7中,规定了“含气量有设计要求的混凝土。施工中应每隔一定时间进行现场检验”。 这个规定具有积极的控制掺引气剂混凝土施工质量的意义。但又随意性的规定。每隔一定时间”,而没有提出明确的时间间隔。在具体施工中,则会使工地无法掌 握、执行。最终这条规定则可能起不到确保掺引气剂混凝土施工质量的目的。另外,该规范在混凝土含气量检验的相关规定中,规定了“应在搅拌机出料口取样,并 应考虑混凝土运输和振捣过程中含气量的损失”。这里又模糊了两个概念:一、仿佛运输一定会导致含气量损失;二、振捣对含气量的影响可以估计。关于施工现场 含气量测定,国标(普通混凝土拌合物性能试验方法标准)GB/T50080—2002[3]规定得简明扼要又科学严谨,宜参照执行。

  3.3 规范编制应避免离题

  该规范在8.2.1中,是要说明膨胀剂的使用范围,可是表8.2.1中给出的却是掺膨胀剂混凝土、砂浆材料的应用范围,实在有些张冠李戴。

  4 释疑性—— 规范的可操作性

  由于外加剂种类繁多,每个厂家的产品配方保密,在个别情况下也存在质量不稳定、不合格等实际现象。 导致在工程施工中常常出现各种和外加剂密切相关的混凝土质量技术问题。同时各组分的作用机理研究还并不十分清楚。外加剂性能还不能被施工技术人员完全掌 握。因而在外加剂工程应用中,至今仍存在许多令工程技术人员困惑的问题。广大施工技术人员希望规范能对其释疑。

  该标准中,对工程上极为关心的有些问题并未进行明确的规范和说明。比如:是否有必要在该规范的第2 章基本规定中,明确外加剂对水泥有适应性问题;是否有必要明确掺外加剂的混凝土会导致混凝土出现坍落度损失问题;是否有必要明确膨胀剂用水中养护的变形指 标为什么可说明空气中凝结硬化的混凝土的变形性问题;是否有必要说明掺防冻剂混凝土为什么要采取保温养护问题;此外,外加剂导致混凝土泌水、离析、干缩开 裂问题等,是否可在国家规范中给予必要的明确的说明。尤其对误掺外加剂而产生的缓凝、强度倒缩、冬季施工早期强度过低,掺减水剂、缓凝剂、泵送剂混凝土应 避免高抛等问题是否能提出有参考价值的技术指标和具体规定?以便使施工技术人员在应用外加剂进行混凝土施工时,能做到心中有数,确保掺外加剂混凝土的施工 技术质量。

  5 结语

  5.1 混凝土外加剂是施工应用中极易出现技术质量事故的一种特殊性材料。在目前我国外加剂种类繁多,外加剂配方保密、水泥品种及掺合料性能不一的前提下,亟需有一个高水平、科学合理、操作性强的国家规范,来指导、规范建筑施工中外加剂的应用。

  5.2 建议外加剂应用规范中,能够针对外加剂应用中的技术疑难问题,做出相应更为合理的明确规定,并多引用成熟的技术方案或技术资料,来服务工程,方便施工技术人员学习、参考和执行。

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