利用聚羧酸系高效减水剂粉末（CAS 25133-97-5）解决高层建筑工程中的混凝土坍落度损失和泵堵塞问题
菲律宾马尼拉大都会区一家负责32层住宅楼项目的建筑承包商遇到了一个反复出现的混凝土浇筑问题，这导致结构施工进度缓慢，项目成本增加。该承包商从当地一家混凝土搅拌站采购预拌混凝土，并通过一台垂直提升高度超过80米的单管泵将其输送到高层。从20层开始，混凝土到达泵出口时流动性不足，无法进行浇筑和振捣，现场施工人员需要在出料口加水以恢复其流动性，然后才能将混凝土浇筑到柱模和楼板模中。
挑战
在排放点加水虽然解决了混凝土的即时可施工性问题，但却造成了两个比最初坍落度损失更为严重的下游问题。首先，不受控制的加水导致浇筑混凝土的水灰比超过了结构规范规定的0.45的限值，现场测量显示，上层楼板混凝土的实际水灰比为0.52至0.58。从已完成的上层楼板中提取的芯样显示，其抗压强度平均为28至31兆帕，而规范要求的最低强度为35兆帕，这一不足需要对结构进行审查，并对多个柱构件进行灌浆加固。
其次，不同批次混凝土的施工性能不一致，导致上层输送点的泵间歇性堵塞。当混凝土坍落度低于100毫米时，如果泵操作员没有及时加水而是继续泵送，泵管内的混凝土堵塞会导致压力积聚并造成管道堵塞，需要部分拆卸泵管才能疏通，每次堵塞通常需要两到三个小时。该项目在六周内发生了七次泵堵塞事件，每次都导致半天停工，加剧了工期延误。
根本原因在于混凝土搅拌站使用的外加剂体系。该搅拌站使用萘基高效减水剂，用量为马尼拉大都会区标准用量，在搅拌站内可使混凝土达到160至180毫米的初始坍落度，但在运输和泵送过程中，混凝土的可加工性迅速下降。在马尼拉的交通状况下，从搅拌站到施工现场的运输时间为35至45分钟，泵送时间又增加了15至20分钟，混凝土才能到达上层卸料点。从搅拌到浇筑的总耗时始终为55至65分钟，远远超过了萘基外加剂在所用用量下30至40分钟的可加工性窗口。
解决方案
承包商的现场工程师在结构工程师审查后发现上层构件的抗压强度不足，于是联系了EastChem寻求技术支持。EastChem建议将混凝土搅拌站的掺合料系统从萘系高效减水剂更换为坍落度保持剂。聚羧酸系高效减水剂粉末CAS 25133-97-5 在配料厂溶解并作为液体添加剂进行计量。
用于高层混凝土施工的保坍级聚氯乙烯（PCE）粉末，通过对水泥颗粒持续的空间位阻作用，可在搅拌后60至90分钟内保持混凝土的可施工性，远超相同水灰比下萘的30至40分钟保坍期。按水泥重量的0.18%添加保坍级PCE后，混凝土在搅拌站的初始坍落度保持在180至200毫米，并在上层泵站输送的混凝土坍落度保持在150至170毫米，均在无需加水即可进行浇筑和振捣的可接受范围内。
EastChem 为搅拌站提供了外加剂更换的技术支持，包括针对特定水泥类型的剂量校准、与现有减水剂的兼容性验证，以及试拌结果，证实改用 PCE 粉末后，在水灰比为 0.42 且无需在出料点加水的情况下，仍能保持 35 MPa 的最低抗压强度规范。
结果
改用EastChem PCE粉末两周后，承包商报告称，在上层卸料点无需现场加水。混凝土在80米垂直提升高度下泵送施工时，其工作性能始终保持良好，无需额外加水即可浇筑。在新外加剂系统全面投入使用的第一周内，连续监测了20车次的卸料点坍落度，平均坍落度为155至175毫米。
添加剂更换后，泵堵塞事件完全停止。该项目在第一个月就通过消除因疏通堵塞而导致的停工，恢复了约四个工作日的生产时间，部分抵消了此前反复发生堵塞事件所造成的工期延误。
从外加剂更换后安装的上层构件中采集的芯样抗压强度平均为38至42兆帕，高于35兆帕的规范最低要求，且在配合比设计的可接受偏差范围内。结构工程师对更换日期后安装的所有构件进行了整改审查，无需进行额外的调查或整改工作。
混凝土搅拌站随后采用了坍落度保持等级PCE粉末作为他们在马尼拉大都会所有高层建筑混凝土供应合同中的标准外加剂，取代了导致该塔楼项目出现可加工性和强度问题的萘基体系。
顾客说了什么
我们之前每次浇筑高层混凝土时都会加水，还自欺欺人地认为这在允许范围内。但核心检测结果表明并非如此。EastChem公司立即指出是外加剂的问题，并在两周内就解决了这个问题。自从更换外加剂以来，我们没有再遇到堵塞或强度问题。
工地工程师，建筑承包商，菲律宾马尼拉大都会
常见问题解答
高层建筑工程中，混凝土泵送过程中坍落度损失的原因是什么？
高层建筑工程中混凝土泵送过程中坍落度损失是由多种因素共同造成的，包括搅拌站到施工现场的运输时间、泵送管路的摩擦以及上层卸料前的等待时间。萘系和三聚氰胺系高效减水剂在搅拌后30至45分钟内就会失去可加工性，这是因为水泥的重新团聚克服了静电斥力机制。PCE粉末坍落度保持等级通过持续的空间位阻保持 60 至 90 分钟的可施工性，足以覆盖大多数高层建筑项目的整个运输和泵送时间，而无需在排放点加水。
为什么现场加水以恢复混凝土的可加工性会导致抗压强度问题？
每立方米混凝土中每增加10升水，水灰比大约增加0.02至0.03，28天抗压强度降低3至6兆帕，具体数值取决于原始配合比设计。在高层建筑项目中，结构规范要求最低抗压强度为35兆帕，若无控制地增加水灰比，导致强度低于规范要求，则可能使混凝土的现场强度低于验收标准，需要进行结构审查，并可能产生高昂的补救措施。
在垂直泵送 80 米的情况下，保持混凝土可加工性的 PCE 粉末用量是多少？
对于垂直泵送高度为 60 至 100 米、输送时间为 35 至 50 分钟的混凝土，按水泥重量的 0.15% 至 0.25% 添加坍落度保持等级 PCE 粉末（CAS 25133-97-5），通常可使混凝土在卸料点的坍落度保持在 150 毫米以上。具体用量取决于水泥类型、环境温度和初始坍落度目标值。在混凝土搅拌站使用特定水泥和配合比进行试拌，可在全面投产前确认正确的用量。