論如何安全使用聚羧酸外加劑

■曾志芳 ■常熟市恒豐混凝土有限公司，江蘇 常熟 215500

聚羧酸減水劑是一種新型高效的外加劑，其摻量一般為膠材的0.5%左右，在混凝土的制備中，既能起到減水、增強(qiáng)、較好的坍落度保持的效果，而且對(duì)混凝土的干縮性影響小，生產(chǎn)過(guò)程中適用和排除廢液，具有良好的應(yīng)用前景。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2005年我國(guó)的聚羧酸系減水劑的使用量已經(jīng)超過(guò)了5萬(wàn)噸，2006年則增長(zhǎng)了200%，并且在其后幾年聚羧酸系減水劑的用量一直在增加。本論文將著重分析聚羧酸系減水劑存在的不足，針對(duì)性的提出安全使用措施，為提升其實(shí)際的應(yīng)用水平獻(xiàn)出綿薄之力。

1 聚羧酸系減水劑的研究

聚羧酸系減水劑被認(rèn)為是一種高效的減水劑，人們期望其應(yīng)用比傳統(tǒng)的萘系減水劑更安全、高效、方便、適應(yīng)能力更強(qiáng)，但在實(shí)際的工程應(yīng)用中存在著大大小小的問(wèn)題，有些問(wèn)題甚至是其他減水劑沒(méi)有碰到過(guò)的，如無(wú)法卸料、混凝土拌合料異常干澀、分離嚴(yán)重、泌水量驚人等，給聚羧酸系減水劑安全、高效的應(yīng)用帶來(lái)了很大的困擾。

1．1 減水效果對(duì)混凝土原材料和配合比的依賴(lài)性大

外加劑減水率是采用一定的配合比、基準(zhǔn)水泥、一定的攪拌工藝和控制混凝土坍落度時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)，聚羧酸系減水劑在較低的摻量時(shí)減水效果好，但與其他減水劑相比，聚羧酸系減水劑的試驗(yàn)條件對(duì)減水效果的影響很大。其一，混凝土中水泥量的用量對(duì)聚羧酸系減水劑的減水效果有明顯的影響；其二，聚羧酸系減水劑的減水率好取決于攪拌工藝，機(jī)械攪拌要高于手工拌合3%左右。

1．2 混凝土拌合物的性能對(duì)用水量敏感

混凝土拌合物的性能指標(biāo)有保水性、粘聚性和流動(dòng)性，但使用聚羧酸系減水劑并不能總是滿(mǎn)足各項(xiàng)指標(biāo)的要求，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，其性狀對(duì)用水量十分敏感，如有時(shí)候混凝土用水增加2kg/m3，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的泌水，這種拌合物的均勻性無(wú)法保證，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)起砂、麻面、孔洞等缺陷，并且會(huì)嚴(yán)重降低結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性。

1．3 減水效果對(duì)減水劑的摻量依賴(lài)大

以某混凝土的制備為例，膠凝材料的總量為480kg/m3，由水泥、礦渣和粉煤灰組成，當(dāng)聚羧酸系減水劑的摻量由0.78%增加到1.40%時(shí)，減水率由原來(lái)的17.5%提高到了32.1%，但是這種依賴(lài)性并不總是隨著減水劑的摻量的增加而增加的，經(jīng)常出現(xiàn)例外。因而在產(chǎn)品質(zhì)量報(bào)告上反映的只是基本的數(shù)據(jù)，其實(shí)際的應(yīng)用效果還要通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到，這就給聚羧酸系減水劑的應(yīng)用帶來(lái)了更多的工作量。

1．4 大流動(dòng)性混凝土容易分層離析

在制備大流動(dòng)性的混凝土?xí)r，即使聚羧酸系減水劑的摻量、用水量都控制的很好，混凝土拌合物也沒(méi)有出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，但卻經(jīng)常出現(xiàn)分層和離析的問(wèn)題，具體表現(xiàn)在粗集料容易下沉，而凈漿或砂漿位于集料的上方。分析其原因，主要是聚羧酸系減水劑的混凝土流動(dòng)性大，漿體的粘度明顯下降，容易出現(xiàn)分層離析的現(xiàn)象。

1．5 與其他減水劑的相溶性差

在以往制備混凝土?xí)r，隨意更換外加劑品種不會(huì)造成拌合物性狀突變的問(wèn)題，但采用聚羧酸系減水劑制備的混凝土?xí)r，如果與萘系等別的外加劑混用，則會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，如混凝土異常干澀、混凝土拌合物無(wú)法卸料、坍落度損失比摻加普通泵送劑的還快，還大。從溶液的互溶性分析，聚羧酸系減水劑只能與木質(zhì)素磺鹽酸減水劑進(jìn)行復(fù)配，與其他的減水劑的相溶性很差；從復(fù)合摻合后的疊加效果分析，聚羧酸系減水劑與其他減水劑摻合復(fù)配，出現(xiàn)不互溶的問(wèn)題，導(dǎo)致混凝土的流動(dòng)性差、坍落度損失嚴(yán)重，用水急劇增加等問(wèn)題，最終影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性。

1．6 缺少通過(guò)其他組分進(jìn)行改性的手段

聚羧酸系減水劑具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，就當(dāng)前的科研深度和工程經(jīng)驗(yàn)而言，并沒(méi)有足夠的手段來(lái)對(duì)其進(jìn)行改性，而且據(jù)以往使用的減水劑制定的理論和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，不能很好的應(yīng)用到聚羧酸系減水劑上面，需要進(jìn)行深入的研究和修正。

1．7 技術(shù)深度和穩(wěn)定性不足

我國(guó)聚羧酸系減水劑的生產(chǎn)企業(yè)并不多，算的上精細(xì)化工企業(yè)的更是少之又少，聚羧酸系減水劑產(chǎn)品的主要原材料主要是從德國(guó)、韓國(guó)進(jìn)口，只能實(shí)現(xiàn)部分的國(guó)產(chǎn)化，技術(shù)深度和產(chǎn)品性能穩(wěn)定性明顯不足。

2 安全使用聚羧酸外加劑

2．1 提升技術(shù)水平

我國(guó)聚羧酸系減水劑產(chǎn)品只有少數(shù)是自主研發(fā)的，生產(chǎn)企業(yè)本身的技術(shù)力量有限，對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品技術(shù)理解的層次不深，很難適應(yīng)原材料、工藝的各種變動(dòng)，也就難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。因而，要提升聚羧酸系減水劑產(chǎn)品安全性和穩(wěn)定性，必須從提升技術(shù)水平著手，積極與高校和科研院所合作，了解聚羧酸系減水劑產(chǎn)品的工藝、原材料性能和各種影響因素，通過(guò)聯(lián)合或自主研發(fā)，提升技術(shù)儲(chǔ)備。

2．2 避免與其他品種減水劑混用

由于聚羧酸系減水劑分子結(jié)構(gòu)的特殊性，和其他減水劑難以互溶，疊加的效果差，甚至?xí)档突炷恋馁|(zhì)量，限于當(dāng)前的研究深度和工程經(jīng)驗(yàn)，并沒(méi)有足夠的手段來(lái)對(duì)聚羧酸系減水劑進(jìn)行改性，因而在制備混凝土?xí)r，聚羧酸系減水劑中不能摻入其他減水劑。此外，混凝土運(yùn)輸設(shè)備、攪拌設(shè)備、泵送設(shè)備最好進(jìn)行區(qū)別，用于摻聚羧酸系減水劑的混凝土和摻入其他減水劑混凝土的設(shè)備要區(qū)分開(kāi)來(lái)用，當(dāng)共用這些設(shè)備時(shí)，需要徹底的清洗。

2．3 結(jié)合實(shí)際的工程試驗(yàn)

聚羧酸系減水劑的使用中常會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，在某項(xiàng)混凝土工程中聚羧酸系減水劑性能出眾，并不一定適用于其他的混凝土工程，有的甚至?xí)霈F(xiàn)相反的效果。因而在應(yīng)用聚羧酸系減水劑產(chǎn)品時(shí)，要從實(shí)際的工程出發(fā)，相信試驗(yàn)結(jié)果而不是產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。

2．4 避免與鐵制材料的接觸

由于聚羧酸系減水劑與鐵制材料接觸時(shí)，會(huì)導(dǎo)致聚羧酸系減水劑性能的突變，因而在產(chǎn)品的運(yùn)輸、存放時(shí)，杜絕與鐵制材料接觸，一般采用玻璃、塑料材質(zhì)為宜。

2．5 嚴(yán)格計(jì)量拌合水和減水劑

在制備混凝土?xí)r，要嚴(yán)格按照試驗(yàn)室確定的最佳用水量和聚羧酸系減水劑摻量進(jìn)行配比，不能隨意增加會(huì)減少，以免出現(xiàn)泌水、離析、板結(jié)、含氣量增加、干澀等各種問(wèn)題，導(dǎo)致混凝土泵送和澆筑施工的困難。

2．6 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

雖然聚羧酸系減水劑對(duì)混凝土干縮性的影響小，但并不意味著沒(méi)有影響，因而要注意混凝土澆筑后的初期和后期的養(yǎng)護(hù)，澆筑搗振密實(shí)后的抹面、薄膜覆蓋和噴霧等操作并不可少。

3 結(jié)束語(yǔ)

聚羧酸系減水劑制備的混凝土常應(yīng)用于大型或重要的工程中，發(fā)揮著積極的作用，但實(shí)際應(yīng)用中存在的各種問(wèn)題，會(huì)影響其使用效果，因而對(duì)其存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，提出應(yīng)對(duì)措施，可以有效提升聚羧酸系減水劑安全使用的水平。

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