關(guān)于聚羧酸系減水劑的性能論述

王賀

摘 要：作為現(xiàn)代建筑施工中的一種重要混凝土外加劑，聚羧酸系減水劑的應(yīng)用對(duì)于保證混凝土的良好應(yīng)用具有重要作用。首先介紹了減水劑性能測(cè)試方法，然后具體探討了聚羧酸系減水劑的性能，以期為相關(guān)技術(shù)人員與研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：聚羧酸系減水劑；混凝土；性能測(cè)試；均質(zhì)性實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TU528.042+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.035

聚羧酸系減水劑是利用引發(fā)劑對(duì)不飽和單體進(jìn)行共聚，將帶活性基團(tuán)的側(cè)鏈與聚合物主鏈接連，使其具備抗收縮、減少坍落度和控制水泥硬化凝結(jié)的功能。此類減水劑總體上可分成丙烯酸、甲基丙烯酸脂聚合物和烯烴、順丁烯二酸酐聚合物等。聚羧酸系減水劑作為高強(qiáng)混凝土中的一種關(guān)鍵組分，其性能與混凝土整體性能息息相關(guān)。因此，加強(qiáng)有關(guān)聚羧酸系減水劑的性能研究對(duì)于改善混凝土的質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 減水劑性能測(cè)試方法

1.1 不飽和單體含量測(cè)試

一般情況下，可依據(jù)測(cè)定體系反應(yīng)前后的不飽和雙鍵含量來(lái)測(cè)定單體轉(zhuǎn)化率，不飽和側(cè)鍵則可利用溴化法測(cè)試。具體反應(yīng)原理為：將過(guò)量KBr添加至KBrO3溶液中，在溶液酸化過(guò)程中，BrO3對(duì)Br進(jìn)行氧化形成游離溴。使用過(guò)量的KBrO3溶液與待測(cè)減水劑反應(yīng)，在酸性溶液中與KI作用，形成I2，然后使用NaS2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定析出的碘，由此測(cè)定樣品中的不飽和雙鍵含量。

1.2 混凝土拌和物的坍落度測(cè)試

混凝土拌和物坍落度的測(cè)試過(guò)程按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展，將均勻飽和的混凝土試樣平分成三份，分別裝入坍落度筒內(nèi)，各層使用振搗棒插搗25次左右，隨后將坍落度筒平直地提起，并測(cè)量筒高于坍落后的混凝土試體間的高度差，測(cè)定值便為次混凝土拌和物的坍落度值。

1.3 固體顆粒表面吸附量測(cè)試

將經(jīng)過(guò)精確測(cè)量的水泥試樣放入燒杯內(nèi)，摻加一定濃度的減水劑溶液，采用4︰1的液固質(zhì)量比，充分?jǐn)嚢? min，然后等待一定時(shí)間，以確保其完成吸附平衡，隨后提取上層清液，使用TGL-16C臺(tái)式離心機(jī)分離10 min，最后稀釋分離后的液相，使其滿足比爾定律的濃度范圍。使用UV紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定液相濃度。依據(jù)吸附前后的濃度差可測(cè)得減水劑在水泥顆粒表面的吸附量。

1.4 體系酸值與酯化率的測(cè)定

將少量蒸餾水添加至1 g試樣中稀釋，然后使用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定三四滴指示劑溶液，直至體系開(kāi)始變綠后停止，最后計(jì)算損耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積。使用以下公式計(jì)算體系酸值：

K=40×N×V/G. （1）

式（1）中：K表示酸值，mgNAOH/g；N表示氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，mol/L；V表示損耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL；G表示試樣質(zhì)量，g。

酯化率=（1-反應(yīng)后體系酸值/反應(yīng)前體系酸值）×100%.

2 聚羧酸系減水劑性能測(cè)試

2.1 減水率

為檢測(cè)和對(duì)比不同種類聚羧酸系高效減水劑的減水率，可使用試樣水泥凈漿流動(dòng)度接近的摻量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，摻量采用0.5%.依照《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》（GB/T 8007—2000）中的試驗(yàn)方法測(cè)定混凝土砂漿減水率，測(cè)定采用標(biāo)準(zhǔn)砂。如果根據(jù)此種方法對(duì)M-聚羧酸系減水劑、A-M-聚羧酸系減水劑與市售減水劑比較，在同一摻量條件下，M-聚羧酸系減水率減水性能要高于A-M-聚羧酸系減水劑，摻量為0.5%時(shí)，減水率可提升至35%.

2.2 水泥凈漿流動(dòng)度

為檢測(cè)和對(duì)比不同種類聚羧酸系高效減水劑對(duì)水泥的分散性能，實(shí)驗(yàn)可測(cè)定不同減水劑在不同摻量條件下對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響。實(shí)驗(yàn)依照《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》（GB/T 8007—2000）來(lái)測(cè)定，水灰比采用0.29. 比較M-聚羧酸系減水劑、A-M-聚羧酸系減水劑與市售減水劑在不同摻量條件下對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響。由試驗(yàn)結(jié)果可知，在摻量較低條件下，水泥的凈漿流動(dòng)度為中度，經(jīng)時(shí)流動(dòng)度損失較大；在增大摻量時(shí)，流動(dòng)度也會(huì)增加，在摻量至0.45%～0.5%時(shí)，流動(dòng)度逐漸保持穩(wěn)定，經(jīng)時(shí)流動(dòng)度損失會(huì)呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，且三種減水劑流動(dòng)度大小趨于一致。這表明，減水劑在較大摻量條件下，對(duì)水泥的分散性能較為一致；在同種摻量條件下，聚羧酸系減水劑性能與市售減水劑性能接近；在M-聚羧酸系減水劑摻量達(dá)到0.35%時(shí)，經(jīng)時(shí)流動(dòng)度要高于初始流動(dòng)度，對(duì)水泥的分散性較大。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在外加劑摻量達(dá)到某設(shè)定值時(shí)，泌水問(wèn)題會(huì)逐漸加重。

2.3 抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度

實(shí)驗(yàn)課采用不同種類聚羧酸系進(jìn)行水泥試驗(yàn)，減水劑摻量采用0.35，檢測(cè)其放置在水泥養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)1 d、3d、7d、28 d后的抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度值。對(duì)比M-聚羧酸系減水劑、A-M-聚羧酸系減水劑與市售減水劑的抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度，由結(jié)果可知，在同一水灰比與減水劑摻量環(huán)境下，當(dāng)增大水泥養(yǎng)護(hù)周期時(shí)，水泥砂漿的抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度會(huì)逐漸增加，表明幾種減水劑在養(yǎng)護(hù)后期強(qiáng)度較大。摻加M-聚羧酸系減水劑的水泥試件砂漿強(qiáng)度相對(duì)較低，要小于其他兩種減水劑。而摻加A-M-聚羧酸系減水劑的水泥試件強(qiáng)度要高于市售減水劑和M-聚羧酸系減水劑。依據(jù)水泥抗折與抗壓性能標(biāo)準(zhǔn)，A-M-聚羧酸系減水劑性能要好于M-聚羧酸系減水劑和市售減水劑。

2.4 均質(zhì)性實(shí)驗(yàn)

減水劑內(nèi)的堿含量會(huì)直接影響混凝土的性能。當(dāng)堿含量較高時(shí)，堿可能會(huì)與混凝土骨料內(nèi)的活性成分進(jìn)行骨料反應(yīng)，形成一種硅酸凝膠。此類硅酸凝膠的吸水性能較強(qiáng)，且會(huì)膨脹，以增加骨料周?chē)嗬瓚?yīng)力而使其斷裂，進(jìn)而改變混凝土的力學(xué)性能。如何有效控制堿含量，防止出現(xiàn)骨料反應(yīng)已成為當(dāng)前混凝土研究的重要課題。在國(guó)內(nèi)相關(guān)工程中，就將混凝土配置的堿含量調(diào)制在3 kg/ms以下。依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)M-聚羧酸系減水劑、A-M-聚羧酸系減水劑進(jìn)行均質(zhì)性測(cè)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其含堿量均在0.4%以下，且無(wú)氯離子與甲醛對(duì)改善混凝土性能具有良好的作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

聚羧酸系減水劑的性能直接關(guān)系著混凝土的使用質(zhì)量和安全穩(wěn)定性，因此，相關(guān)技術(shù)與研究人員應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)聚羧酸系減水劑的性能研究，總結(jié)聚羧酸系減水劑測(cè)定方法和性能改善手段，以逐步提升聚羧酸系減水劑的應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)

[1]孫浩.聚羧酸系減水劑的合成研究及應(yīng)用[D].無(wú)錫：江南大學(xué)，2011.

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[3]高瑞軍.聚羧酸系減水劑的合成及其結(jié)構(gòu)與性能相關(guān)性研究[D].西安：陜西科技大學(xué)，2012.

〔編輯：王霞〕

Discussion on the Performance of Poly Carboxylic Acid series Water Reducer

Wang He

Abstract： As a kind of important concrete admixture， the application of poly carboxylic acid series water reducer is very important for ensuring the good application of the concrete. In this paper， we first introduce the method to test the performance of the water reducer， and then discuss the performance of the poly carboxylic acid series water reducer， in order to provide a reference for the relevant technical personnel and researchers.

Key words： poly carboxylic acid series water reducer； concrete； performance testing； homogeneity test

文章編號(hào)：2095-6835（2015）19-0036-02