混凝土外加劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法探討

摘要：本文介紹了混凝土外加劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能的評價(jià)方法，提出了用減水功效和減水成本作為評價(jià)外加劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。用提出的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對目前市場上的減水劑進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。分析表明，木鈣是目前經(jīng)濟(jì)性最好的一種減水劑，聚羧酸系高效減水劑的減水成本雖然高于萘系高效減水劑，但考慮到其綜合性能和有效減水率，則其使用成本與萘系減水劑具有可比性。

關(guān)鍵詞：聚羧酸減水劑 有效減水率 減水功效 減水成本 經(jīng)濟(jì)性

一、 前言

　　隨著新型高性能減水劑的研究開發(fā)和在工程中的應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，施工單位如何科學(xué)合理地評價(jià)和選用各種不同的高效減水劑已經(jīng)成為一個(gè)非常值得研究的課題。在外加劑使用的早期階段，很多施工單位僅僅簡單地根據(jù)每噸外加劑的單位價(jià)格來選擇外加劑?，F(xiàn)在，一般使用單位根據(jù)外加劑的性能價(jià)格比來選擇使用外加劑，這是比較通用的材料選擇原則。對于商品混凝土攪拌站或者施工單位來講，全面地考慮原材料的性能和匹配效果，在保證混凝土質(zhì)量性能的前提下，用單方混凝土造價(jià)作為選擇外加劑和其它材料依據(jù)之一，是一種更加科學(xué)合理地選擇方法。但是綜合評價(jià)外加劑的性能和經(jīng)濟(jì)性需要科學(xué)合理的技術(shù)指標(biāo)，而僅僅根據(jù)混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)是不夠的，也是不適用的。因?yàn)榛炷镣饧觿﹪覙?biāo)準(zhǔn)僅僅是產(chǎn)品性能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，而不是產(chǎn)品性能的應(yīng)用指標(biāo)。此外，外加劑產(chǎn)品的應(yīng)用性能隨原材料的配比、使用環(huán)境和工程要求不同也會表現(xiàn)出很大的變化性，同一種材料在有些情況下使用是經(jīng)濟(jì)的，而在另外一些情況下不夠經(jīng)濟(jì)。特別是對最新開發(fā)出來的聚丙烯酸系高性能減水劑，在技術(shù)性能研究的同時(shí)，需要對其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行科學(xué)合理的評價(jià)和判斷，這樣才能更加科學(xué)合理地在工程中得到廣泛應(yīng)用，更好的為我國建設(shè)服務(wù)。

二、減水功效的概念

所謂減水功效是考慮到混凝土配合比情況和原材料匹配情況下的有效減水率。同一種外加劑對不同的混凝土和原材料匹配，其減水功效可能是不同的。另外減水功效還考慮到外加劑的摻量和價(jià)格，將這些因素綜合考慮后用減水功效表示，實(shí)際上是對外加劑綜合技術(shù)性能的判斷。

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此處的減水率η并不一定是標(biāo)準(zhǔn)條件下的減水率。嚴(yán)格地講，此處的η應(yīng)該是實(shí)際情況混凝土的減水率。對于商品混凝土而言，應(yīng)該是“有效減水率”[1]?；炷翜p水率的概念是同初始坍落度時(shí)，摻加與不摻外加劑的混凝土用水量之差除以基準(zhǔn)混凝土用水量百分?jǐn)?shù)表示，這個(gè)減水率可稱為初始減水率。由于生產(chǎn)和施工模式的不同，混凝土出攪拌機(jī)到澆注經(jīng)過的時(shí)間不同，混凝土從出機(jī)到澆注現(xiàn)場坍落度損失量不同，如果以現(xiàn)場澆注混凝土的坍落度作為混凝土減水率的測定依據(jù)，則坍落度損失越大，初始減水率損失越度，有效減水率越小。所以有效減水率即是在現(xiàn)場坍落度相同時(shí)，摻加與不摻外加劑的混凝土用水量之差除以基準(zhǔn)混凝土用水量百分?jǐn)?shù)表示。

　　三 、減水成本

與外加劑的減水功效相對應(yīng)的是減水成本的概念。減水成本可簡單地定義為減水功效的倒數(shù)。減水功效越高，減水成本越低。從物理量綱來看，減水成本即是單方混凝土摻加外加劑引起的成本增量指標(biāo)，其含義是單方混凝土中單位減水率的成本。

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采用減水成本的概念，可以排除簡單地依靠減水率和產(chǎn)品單價(jià)來選擇外加劑的模式。例如木鈣減水率不高，但其減水功效可以較高；聚羧酸類高效減水劑單價(jià)較高，但其減水成本卻不一定高。下面根據(jù)上述減水成本和減水功效的概念，對常用的減水劑進(jìn)行具體分析，為不同減水劑的應(yīng)用提供一些參考。

四 減水劑技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

以目前國內(nèi)常用的木鈣、萘系等和目前正在研究使用的聚羧酸系高效減水劑作為具體例子進(jìn)行討論。水泥用量按400kg/m3計(jì)算，外加劑的減水率和摻量及價(jià)格以普通價(jià)格考慮，則各種不同品種的減水劑的減水功效和減水成本計(jì)算如表1和圖1所示。一般情況下，木鈣的減水功效最高，而聚羧酸的減水成本與常用的減水劑并沒有很大差距。按照目前的市場價(jià)格，甚至比已經(jīng)接受的氨基磺酸鹽減水劑成本還低。當(dāng)然，如果按照有效減水率計(jì)算，聚羧酸系高效減水劑的優(yōu)勢還會明顯，如表2。此外，這里的計(jì)算并不是按照攪拌站實(shí)際的配合比和材料進(jìn)行的，對于具體情況完全可以按照實(shí)際配合比和外加劑情況進(jìn)行類似計(jì)算。

五、減水劑減水功效隨摻量的變化

同一種減水劑在不同摻量下，其減水功效是不同的。以PNS和PC高效減水劑為例，在固定混凝土的配合比的條件下，其減水功率隨摻量的變化如表3所示。水泥用量為C=307 kg/m3。兩種減水劑的減水功效都隨摻量增加而有所降低，但PC降低的幅度小于PNS。其它類型的減水劑也有類似的規(guī)律，具體數(shù)據(jù)與配合比有密切的關(guān)系。

六、實(shí)際施工中減水劑的成本

在實(shí)際混凝土施工中，混凝土外加劑的減水功效和減水成本是變化的。相同的混凝土外加劑，其實(shí)際減水功效隨水泥的品種不同可以相差很大，同樣，在相同的水泥和相同的減水劑時(shí)，不同的配合比時(shí)，減水率也有較大的差距。即使水泥、外加劑和混凝土配合比都固定不變，設(shè)定的目標(biāo)坍落度值不同，測定出外加劑的減水率也不相同。所以，實(shí)際工程中可根據(jù)實(shí)際的配合比，測定實(shí)際混凝土配合比和目標(biāo)坍落度條件下的有效減水率，然后根據(jù)混凝土配合比的減水率需求值，計(jì)算單方混凝土的成本。

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E－減水成本，元/m3×％，ηs－要求的減水率。

當(dāng)然，選擇外加劑除了經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)之外，還要綜合考慮混凝土的其它性能指標(biāo)，特別是力學(xué)性能和耐久性指標(biāo)要求。對減水劑而言，其對混凝土的收縮變形的影響應(yīng)作為一項(xiàng)重要指標(biāo)來考察。外加劑產(chǎn)品本身的環(huán)保性能和使用方便性等也是使用的重要內(nèi)容。

七、結(jié)語

根據(jù)上述初步討論和計(jì)算，可以達(dá)到下述啟發(fā)和結(jié)論。

減水功效和減水成本是外加劑技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的重要指標(biāo)。通過計(jì)算外加劑的減水功效和減水成本，可以科學(xué)經(jīng)濟(jì)地選擇需要的外加劑。

從外加劑的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)可見，木鈣減水劑是一種經(jīng)濟(jì)性能好的減水劑，在性能滿足要求的情況下應(yīng)優(yōu)先考慮使用。目前聚羧酸類高效減水劑的使用成本較萘系高效減水劑稍高，但隨原材料和使用環(huán)境的不同，在有些情況下差距不大。隨著其綜合性能的提高，相信在市場上具有較好的競爭優(yōu)勢。

外加劑的減水功效和使用成本不僅與外加劑的摻量和品種有關(guān)，與混凝土的配合比、水泥品種和使用條件都有密切的關(guān)系。所以在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)具體的材料和配合比情況，計(jì)算有效減水率和減水功效，根據(jù)目標(biāo)坍落度和需要的減水率選用外加劑和適宜的摻量。

參考文獻(xiàn)：

1 石人俊. 氨基磺酸鹽高效減水劑對混凝土坍落度和有效減水率的影響. 中國土木工程學(xué)會混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土分會外加劑專業(yè)委員會. 混凝土外加劑研究進(jìn)展. 南京.2002(10):154-160

2 Johann Plank, 當(dāng)今歐洲混凝土外加劑的研究進(jìn)展. 混凝土外加劑及其應(yīng)用技術(shù). 北京：中國機(jī)械出版社. 2004(8):13-27