一种减水剂性能综合评价方法与流程

1.本技术涉及混凝土原料检测领域，更具体地说，它涉及一种减水剂性能综合评价方法。


背景技术：

2.聚羧酸系减水剂是减水剂发展史上的第三代产品，具有掺量低、减水率高、与水泥的适应性好等优点，且生产过程环保、工艺简单，是目前减水剂领域的科研热点。
3.减水剂具有多种性能指标，包括密度、含固量、减水率、净浆流动度等，每个性能指标均有其独立的实验方法，并对最终得到的混凝土产生一定的影响。但是上述评价指标并不能够直接评价一种减水剂优劣以及其在某种混凝土中的适应程度。


技术实现要素：

4.为了提供一种可以直观、准确地评价减水剂的优劣，使减水剂的性能评价更加适用于实际生产的方法，便于操作人员在实际混凝土配置中选取合适的减水剂，本技术提供一种减水剂性能综合评价方法。
5.本技术中所提供的减水剂性能综合评价方法采用如下技术方案：一种减水剂性能综合评价方法，将减水剂配置成净浆后进行测定，通过掺量敏感性和温度敏感性参数，并按照参数转化为评估分值，随后加权合计，具体计算公式如下：s＝r1
×
a1+r2
×
a2其中，r1、r2为权重参数，a1为减水剂掺量敏感性的评估分值，a2为减水剂温度敏感性的评价分值；其中，所述掺量敏感性测定方法包括如下步骤：s1-1、确定减水剂的基准掺量；s1-2、在基准掺量的基础上，增大减水剂的用量，通过保水性和流动性两个维度，测定减水剂的最大掺量；s1-3、通过减水剂的最大掺量和减水剂的基准掺量之差进行衡量；温度敏感性的测定中，所测定的参数包括如下子参数中的至少一个：在固定温度及固定掺量下，将配置得到的净浆放置特定的时间，得到其流动性损失和泌水量变化相对量；在固定掺量下，该减水剂适用的温度范围。
6.在上述技术方案中，采用温度敏感性和掺量敏感性两个指标对减水剂的性能进行评价，其中，在掺量敏感性维度上通过流动性和保水性两个指标进行衡量，在温度敏感性维度上通过特定温度下的流动性损失、泌水量变化和温度适用范围进行衡量。通过上述指标加权求和得到的分值，可以直接用于对减水剂的性能进行评估，上述方法评估完成后，在实际运用中，减水剂发挥的效果与评估分值基本符合，较为直观准确。
7.同时，由于减水剂具有不同的使用工况，因此在上述技术方案中，通过掺量敏感性
和温度敏感性两个方面进行检测，也有助于确定减水剂所使用的最适工况。上述方案可以直观的评价减水剂的性能优劣，有助于实验人员和操作人员选取最适的减水剂，在实际混凝土运用中具有明显的价值。
8.可选的，在步骤s1-2中，流动性维度测定具体操作如下：测定水泥净浆的marsh时间和流动度，以减水剂掺入量-marsh时间和减水剂掺入量-流动度绘制曲线，其拐点处的减水剂掺入量，该点与基准掺量的差值为掺量宽度1；保水性维度通过离心分层法进行测定，具体操作如下：将配置得到的水泥净浆进行离心，使净浆泌水，以减水剂掺入量-泌水量绘制曲线，其拐点处的减水剂掺入量，该点与基准掺量的差值为掺量宽度2；以掺量宽度1及饱和掺量宽度2进行评估分值，并加权求和，分值与上述掺量宽度1和掺量宽度2均正相关，作为a1。
9.上述技术方案中选用marsh筒法和离心分层法，其中离心分层法可以较为简单地测定减水剂对混凝土保水性能的作用，通过泌水的量可以较为直观地量化减水剂的保水性能。
10.可选的，掺量宽度1的评分方法如下：score(掺量宽度1)＝掺量宽度1/参考值1掺量宽度2的评分方法如下：score(掺量宽度2)＝掺量宽度2/参考值2参考值1和参考值2均选取用于相互比较的减水剂中得到的掺量宽度的最大值。
11.采用上述方法，可以通过两组掺量宽度数值得到量化的掺量宽度评分，该在评分过程中选用最大掺量宽度作为参考值，并以比率的方式进行计算，例如，甲乙丙丁戊五种减水剂测定得到的掺量宽度分别为x1～x5，其中戊具有最大的掺量宽度x5，则甲乙丙丁戊的评分分别为x1/x5、x2/x5、x3/x5、x4/x5、1。由于最终结果为两种掺量宽度评分后的加权求和，因此得到的分值正比于掺量宽度的数值，对实际测定具有较好的拟合性能。
12.可选的，掺量宽度1和掺量宽度2的权重比为1∶1。
13.对于掺量宽度1和掺量宽度2，是采用不同方法对掺量敏感性进行测定，保水性维度和流动性维度之间以1∶1的权重进行判定后，比较符合实际的生产标准。
14.可选的，温度敏感性具体通过如下方法进行测定：流动度损失率：配置得到的净浆在特定温度下放置特定的时间，测定水泥净浆在不同温度下的流动度损失率，再对每个温度下的流动度损失率进行评分，分值与流动度损失率反相关；marsh时间适应温度范围：选取若干各温度点值，通过marsh筒法，测定不同温度下的marsh时间，统计marsh时间不大于某一特定值的温度点值的数量，再进行评分，分值与marsh时间不大于某一特定值的温度点值的数量的大小正相关；泌水量变化，通过离心分层法进行测定，具体操作方法如下：将水泥净浆在不同温度下放置特定的时间后，进行离心，使净浆泌水，测定其在该温度下放置前后泌水量变化的相对值，并对每个温度下的泌水量变化值进行评分，分值与该变化相对值负相关；对以上三组分值进行加权求和，得到结果记为a2。
15.通过流动度损失率、适用温度范围和泌水量变化率三个维度，对减水剂的温度敏
感性进行衡量。流动度损失率和泌水量变化率是减水剂在特定温度下能够继续发挥效果的关键，而适用温度范围则是为了模拟混凝土制备过程中在不同温度下的情况。通过调整各数值的权重，进而可以调整对于减水剂评级的侧重点，有助于使评估更加准确。
16.可选的，在每个温度下，流动度损失率按照如下方法转化为评分：score(流动度损失，温度)＝流动度基准分
×
流动度损失得分率流动度损失率在0～10％的，流动度损失得分率为100％；流动度损失率在10～20％的，流动度损失得分率为80％；流动度损失率在20～30％的，流动度损失得分率为60％；流动度损失率在30～40％的，流动度损失得分率为40％；流动度损失率在40～50％的，流动度损失得分率为20％；流动度损失率大于50％的，流动度损失得分率为0。
17.按照等级对流动度损失进行评分，由于流动度损失过大时，其得分不具有明确意义，且分值与流动度损失率负相关，因此这种计分方式更为合理，有助于更为准确地判定减水剂的品质。
18.可选的，marsh筒流动度适应温度范围按照如下方法转化为评分：score(marsh时间适应温度范围)＝marsh时间不大于某一特定值的温度点值数量/温度点值总数量。
19.温度范围的评分采用与最大测定结果进行比较的方式，使得温度范围可以更加准确地量化，有助于提高最终评估结果的准确性和适用性。
20.可选的，在每个温度下，泌水量变化按照如下方法转化为评分：score(泌水量变化，温度)＝∑保水性基准分
×
泌水量变化得分率泌水量变化率在0～10％的，泌水量变化得分率为100％；泌水量变化率在10～20％的，泌水量变化得分率为80％；泌水量变化率在20～30％的，泌水量变化得分率为60％；泌水量变化率在30～40％的，泌水量变化得分率为40％；泌水量变化率在40～50％的，泌水量变化得分率为20％；泌水量变化率大于50％的，泌水量变化得分率为0。
21.按照等级对泌水量变化进行评分，由于泌水量变化过大时，其得分不具有明确意义，且分值与泌水量变化率负相关，因此这种计分方式更为合理，有助于更为准确地判定减水剂的品质。
22.可选的，流动度损失率、marsh时间适应温度范围和泌水量变化率的评分权重比为1∶1∶2。
23.上述权重比例可以较好的将分值与减水剂的实际品质对应起来，进而获得更加准确且贴合实际的评估结果。
24.可选的，marsh时间适应温度范围的测定中，统计marsh时间不大于185s的温度点值数量。
25.上述技术方案中，选用了marsh时间达到185s作为温度范围的评价标准，当marsh时间超过185s时，自由下落浆体断断续续无法准确测量，此时记作聚羧酸系减水剂无法适应该温度。上述计量方法较为准确简单，且贴合实际。
26.可选的，r1∶r2＝3∶2。
27.掺量敏感性的重要性一般大于温度敏感性，采用3∶2的权重比，可以更好地贴合实际生产需要，使得评分可以更加准确地对减水剂的综合性能进行衡量。
28.可选的，在离心分层法中，离心转速为100
±
1rpm，离心时间为3min。
29.通过实验，申请人发现，转速过高或过低，离心时间过长或过短时，改变减水剂的掺量对泌水性能没有明显的影响，容易导致测定不准确，因此采用上述数值，可以使泌水性能在掺量或温度的影响下具有更大的变化数值，使得结果较为明显且有区分度。
30.可选的，基准掺量选取净浆的扩展度为180
±
5mm时的掺量。
31.选用扩展度为180
±
5mm时的减水剂掺量作为基准掺量，符合实际工业运用的要求，且对于大部分混凝土均适用，属于一个具有一定普适效果的基准掺量数值。
32.可选的，在温度敏感性的测定中，减水剂的掺量选用基准掺量。
33.在温度敏感性测定中，选用基准产量作为固定的掺量，有助于进一步提高温度测定过程的准确性。
34.综上所述，本技术至少包含如下一种有益效果：1、在本技术中，通过温度敏感性和掺量敏感性两个方面对减水剂的性能进行评价，并在每个温度均涉及保水性和流动性两个方面，最终得到某减水剂的特定分值，可以用于评价减水剂的综合性能，且评价结果符合客观标准，具有较好的实用性。
35.2、在本技术进一步设置中，通过marsh筒法判定流动性，通过离心分层法判定保水性，具有较好的准确度，实验方便，最终结果较为客观。
附图说明
36.图1是本技术实施例1和实施例2种的减水剂评价权重示意图；图2是本技术实施例1中流动度法和marsh筒法试验的掺量敏感性结果；图3是本技术实施例1中离心分层法实验掺量敏感性试验结果；图4是本技术实施例1中流动度法的温度敏感性实验结果；图5是本技术实施例1中marsh筒法实验的温度敏感性实验结果；图6是本技术实施例1中离心分层法实验的温度敏感性实验结果；图7是本技术实施例2中流动度法和marsh筒法试验的掺量敏感性结果；图8是本技术实施例2中离心分层法实验掺量敏感性试验结果；图9是本技术实施例2中流动度法的温度敏感性实验结果；图10是本技术实施例2中marsh筒法实验的温度敏感性实验结果；图11是本技术实施例2中离心分层法实验的温度敏感性实验结果.
具体实施方式
37.以下结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。
38.在以下实施例中，部分实验方法如下。
39.测定流动度：开始前，先进行准备工作，将玻璃板放置在水平位置，用湿布抹擦玻璃板、截锥圆模、marsh筒、搅拌器及搅拌锅，使其表面湿而不带水渍。将截锥圆模放在玻璃板中央，架设好marsh筒，将250ml的量筒放置于marsh筒下方，并用湿布覆盖待用。按照比例加入原料并加入搅拌锅内，立即搅拌(慢速120s，停15s，快速120s)。将拌好的净浆迅速注入
截锥圆模内，用刮刀刮平，将截锥圆模按垂直方向提起，同时开启秒表计时，任净浆在玻璃板上流动，至30s，用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为水泥净浆流动度。
40.测定marsh时间：在上述测定的基础上，将测完流动度的净浆倒回搅拌锅内，一边手动搅拌一边迅速全部倒入marsh筒内。打开阀门，让浆体自由流下并计时，当浆体注入量筒达到200ml时停止计时，此时间即为marsh时间。
41.离心分层法：试验开始前，先进行准备工作，将离心机放置在水平位置，接通电源开启机器，将转速调节至100
±
1rpm，关闭机器。用湿布抹擦离心试管内表面，使其湿而无水渍，放于试管架中备用。按照配比称取水泥、粉煤灰、矿粉、水和外加剂，倒入搅拌锅内，立即搅拌(慢速120s，停15s，快速120s)。将拌好的净浆倒入离心试管内，并且准确称取100g，精确至0.1g，共需称取4份，然后放入离心机中，开启机器旋转3min，旋转结束后，准确称取上层经离心作用后的泌水质量，记为m0，m0除以100g即得离心分层系数，以4组试验结果的算数平均值作为最终结果。当有一组数据超出算数平均值的10％时，应剔除该数据，以剩下3组数据的算数平均值作为最终结果；当有两组及以上的数据超出算数平均值的10％时，则该试验数据作废，应重新试验。
42.注意事项：1、采用倾倒的方式称取上层经离心作用后的泌水质量时，易将浆体部分也倾倒出来，建议由同一人操作，称取时不要看称读数，以免影响对倾倒终点的判断；2、为了减小倾倒法中人为因素对试验结果产生的误差，故而设置4组试验组。
43.实施例1，一种减水剂性能综合评价方法，对五种减水剂的性能进行评价，满分为100分，具体分数的权重如图1所示。
44.对于每项内容，具体的评分方法如下：掺量敏感性的流动性维度：测定水泥净浆的marsh时间和流动度，以减水剂掺入量-marsh时间和减水剂掺入量-流动度绘制曲线，其拐点处的减水剂掺入量，该点与基准掺量的差值为掺量宽度1，再按照如下公式对掺量宽度1进行评分：score(掺量宽度1)＝掺量宽度1/参考值1其中，参考值1为五种减水剂在本项测定中掺量宽度1的最大值。
45.掺量敏感性的保水性维度：将配置得到的水泥净浆进行离心分层实验，使净浆泌水，以减水剂掺入量-泌水量绘制曲线，其拐点处的减水剂掺入量，该点与基准掺量的差值为掺量宽度2，掺量宽度2按照如下公式进行评分：score(掺量宽度2)＝掺量宽度2/参考值2其中，参考值2为五种减水剂在本项测定中掺量宽度2的最大值。
46.温度敏感性的流动度损失率：在9℃、20℃、27℃、30℃、35℃下，将配置好的净浆放置一小时，测定其流动度损失率，再按照如下公式进行计算，并将五个温度的计算结果相加，得到评分：score(流动度损失，温度)＝流动度基准分
×
流动度损失得分率流动度损失率在0～10％的，流动度损失得分率为100％；流动度损失率在10～20％的，流动度损失得分率为80％；流动度损失率在20～30％的，流动度损失得分率为60％；流动度损失率在30～40％的，流动度损失得分率为40％；
流动度损失率在40～50％的，流动度损失得分率为20％；流动度损失率大于50％的，流动度损失得分率为0。
47.流动度损失的总分值通过如下方法计算：score(流动度损失)＝∑score(流动度损失，温度)其中，流动度基准分为0.2。
48.温度敏感性的泌水量变化率：在9℃、20℃、27℃、30℃、35℃下，将配置好的净浆放置一小时，再进行离心分层实验，测定净浆的泌水量变化率，再对每个温度按照如下公式进行计算，并求和：score(泌水量变化，温度)＝保水性基准分
×
泌水量变化得分率泌水量变化率在0～10％的，泌水量变化得分率为100％；泌水量变化率在10～20％的，泌水量变化得分率为80％；泌水量变化率在20～30％的，泌水量变化得分率为60％；泌水量变化率在30～40％的，泌水量变化得分率为40％；泌水量变化率在40～50％的，泌水量变化得分率为20％；泌水量变化率大于50％的，泌水量变化得分率为0。
49.泌水量变化的总分值通过如下方法计算：score(泌水量变化)＝∑score(泌水量变化，温度)其中，保水性基准分为0.2。
50.温度敏感性掺量宽度：在9℃、20℃、27℃、30℃、35℃下，通过marsh筒法，测定不同温度下的marsh时间，统计marsh时间不大于185s的温度点值数量，再进行评分，具体评分通过如下公式进行：score(marsh时间适应温度范围)＝marsh时间不大于某一特定值的温度点值数量/温度点值总数量。
51.其中，参考值3为五种减水剂在本项测定中温度范围的最大值。
52.在上述评分的基础上，按照下式进行计算，得到最终评分：s＝r1
×
a1+r2
×
a2其中，s为减水剂的评分，r1～r2为权重参数，a1为减水剂掺量敏感性的评估分值，a2为减水剂温度敏感性的评价分值。
53.其中，r1＝60，r2＝40a1＝score(掺量宽度1)
×
0.5+score(掺量宽度2)
×
0.5a2＝score(流动度损失)
×
0.25+score(marsh时间适应温度范围)
×
0.25+score(泌水量变化)
×
0.5五种减水剂的组分如表1所示。表1、五种减水剂的组分配比
54.上述减水剂由科之杰新材料集团浙江有限公司提供的不同功能的母液及小料复配而成。
55.其中，减水保坍组分为科之杰point-ms s08b。
56.缓释型保坍组分为科之杰point-ms s04a。
57.新型六碳母液组分为科之杰point-t s10a。
58.六碳母液组分为科之杰point-ms s1。
59.低敏六碳组分为科之杰point-sxs。
60.降粘组分为赢创901降粘剂。
61.保水组分为阴离子聚丙烯酰胺1200w。
62.消泡剂为km-91p有机硅消泡剂。
63.引气剂为科莱恩ae-80引气剂。
64.净浆的配比如表2所示。表2、净浆物料配比表
65.首先，对c30体系凝胶体系进行流动度相关的掺量敏感性实验，结果如图2所示。
66.通过图2可得，五种减水剂的掺量宽度1如下，1#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.32％；2#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.35％；3#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.15％；4#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.30％；5#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.50％。
67.随后，对c30体系凝胶进行泌水性能的掺量宽度实验，结果如图3所示。
68.通过图3可知，1#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.42％；2#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.55％；3#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.55％；4#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.50％；5#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.50％。
69.在不同温度下，对c30体系凝胶进行流动度实验，测i的那个其流动度损失情况，结果如图4所示。
70.在不同温度下，对c30体系凝胶进行marsh筒实验，测定其marsh时间，结果如图5所示。
71.在不同温度下，对c30体系凝胶进行离心分层实验，测定其泌水量变化，结果如图6所示。
72.c30体系的流动度、marsh时间和泌水量变化值温度敏感性汇总结果如表3所示。
表3、c30体系的流动度、marsh时间和泌水量变化值温度敏感性结果表3、c30体系的流动度、marsh时间和泌水量变化值温度敏感性结果
73.根据上述结果，对1#～5#减水剂在c30水泥净浆中的运用特性进行评分，结果如表4所示。表4、c30胶凝体系中各减水剂得分减水剂编号1#2#3#4#5#掺量敏感性得分42.1513945.357.3温度敏感性得分23.629.223.623.610总得分65.780.262.668.967.3
74.通过上表可知，2#减水剂在c30凝胶体系中具有最佳的性能。
75.实施例2，采用相同的实验方法，对上述五种减水剂在c50凝胶体系中的运用进行评估。
76.c50凝胶体系的物料配比如表5所示。表5、净浆物料配比表
77.对c50体系凝胶进行流动度相关的掺量敏感性实验，结果如图7所示。
78.由图可得，1#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.50％；2#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.65％；3#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.40％；4#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.40％；5#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.40％。
79.对c50体系凝胶进行泌水性能的掺量宽度实验，结果如图8所示。
80.由图可知，1#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.30％；2#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.45％；3#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.30％；4#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.20％；5#聚羧酸系减水剂的掺量宽度为0.70％。
81.在不同温度下，对c50体系凝胶进行流动度实验，测定其流动度损失情况，结果如图9所示。
82.在不同温度下，对c50体系凝胶进行marsh筒实验，测定其marsh时间，结果如图10所示。
83.在不同温度下，对c50体系凝胶进行离心分层实验，测定其泌水量变化，结果如图11所示。
84.c50体系的流动度、marsh时间和泌水量变化值温度敏感性汇总结果如表6所示。表6、c50体系的流动度、marsh时间和泌水量变化值温度敏感性结果
85.根据上述数据计算，对1#～5#减水剂在c50水泥净浆中的运用特性进行评分，结果如表7所示。表7、c50胶凝体系中各减水剂得分减水剂编号1#2#3#4#5#掺量敏感性得分3649.331.427.148.5温度敏感性得分13.6262817.210总得分49.675.359.444.358.5
86.通过上表可知，2#减水剂在c50凝胶体系中具有最佳的性能。
87.对实施例1和实施例2中的每种凝胶体系，配置成混凝土样本，并邀请五位十年以上经验的实际施工人员，在实际施工过程中使用各个样本，并对各个样本进行评分，并排序，施工人员的评分与本技术的评分次序具体如表8所示。表8、实施例1和实施例2中的评分结果与施工人员经验评分结果的对照
88.通过上表可知，采用上述评价方法，得到的评分与多年经验的施工人员基本一致，除部分分值比较接近的减水剂外，几乎所有施工人员均认定2号减水剂在c30体系和c50体系中具有最优的特性。上述内容验证了本技术中的评价方法，具有较好的准确性。
89.综上所述，上述方案可以系统地对减水剂的性能进行评估，最终得分具有较为明确的参考意义，可以直接用于对减水剂本身的性能进行评价。操作方便简单，可以同时对多组减水剂进行操作，使之相互比较，也可以建立评分表，确定减水剂的具体适用性。
90.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。