混凝土外加劑中的聚羧酸系減水劑檢測(cè)分析

祁海全

摘 要：聚羧酸系減水劑作為高性能混凝土的重要組成部分，越來(lái)越多地受到工程技術(shù)人員的重視，其由含有羧基的不飽和單體與其他單體共聚而成，使混凝土在減水、保坍、增強(qiáng)、收縮及環(huán)保等方面具有優(yōu)良性能的系列減水劑。為了充分發(fā)揮其作用，本文概述了混凝土外加劑中的減水劑，闡述了混凝土外加劑中的減水劑作用，對(duì)混凝土外加劑中的聚羧酸系減水劑檢測(cè)進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：混凝土外加劑；減水劑；作用；聚羧酸系減水劑檢測(cè)

1 混凝土外加劑中的減水劑概述

減水劑是一種在維持混凝土坍落度不變的條件下，能減少拌合用水量的混凝土外加劑。大多屬于陰離子表面活性劑，有木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后對(duì)水泥顆粒有分散作用，能改善其工作性，減少單位用水量，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性；或減少單位水泥用量，節(jié)約水泥。

2 混凝土外加劑中的減水劑作用分析

混凝土外加劑中的減水劑作用主要表現(xiàn)為：（1）分散作用。水泥加水拌合后，由于水泥顆粒分子引力的作用，使水泥漿形成絮凝結(jié)構(gòu)，從而影響了混凝土拌合物的流動(dòng)性。當(dāng)加入減水劑后，由于減水劑分子能定向吸附于水泥顆粒表面，形成靜電排斥作用，促使水泥顆粒相互分散，絮凝結(jié)構(gòu)破壞，釋放出被包裹部分水，參與流動(dòng)，從而有效地增加混凝土拌合物的流動(dòng)性。（2）空間位阻作用。減水劑結(jié)構(gòu)中具有親水性的聚醚側(cè)鏈，伸展于水溶液中，從而在所吸附的水泥顆粒表面形成有一定厚度的親水性立體吸附層。當(dāng)水泥顆?？拷鼤r(shí)，吸附層開(kāi)始重疊，使得混凝土的坍落度保持良好。（3）接枝共聚支鏈的緩釋作用。新型的減水劑如聚羧酸減水劑在制備的過(guò)程中，在減水劑的分子上接枝上一些支鏈，該支鏈不僅可提供空間位阻效應(yīng)，而且，在水泥水化的高堿度環(huán)境中，該支鏈還可慢慢被切斷，從而釋放出具有分散作用的多羧酸，這樣就可提高水泥粒子的分散效果，并控制坍落度損失。

3 混凝土外加劑中的聚羧酸系減水劑檢測(cè)分析

通過(guò)對(duì)比聚羧酸系高性能減水劑現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑》與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《聚羧酸系高性能減水劑》的異同，對(duì)混凝土外加劑中的聚羧酸系減水劑檢測(cè)進(jìn)行了分析。

3.1 聚羧酸系減水劑的相關(guān)技術(shù)參數(shù)檢測(cè)分析

由于聚羧酸系減水劑的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)規(guī)范是由不同的單位負(fù)責(zé)起草的，對(duì)質(zhì)量要求的側(cè)重點(diǎn)不同，這對(duì)聚羧酸系減水劑的應(yīng)用和發(fā)展有不利的影響。目前聚羧酸系高性能減水劑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括：《混凝土外加劑》、《聚羧酸系高性能減水劑》、《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》、《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》等。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)參數(shù)設(shè)置上基本類似，《聚羧酸系高性能減水劑》中明確了對(duì)甲醛含量的要求?！痘炷镣饧觿分幸?guī)定基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的單位水泥用量為360kg/m3，砂率為43%～47%，用水量為坍落度控制在（210±10）mm時(shí)的最小用水量?！毒埕人嵯蹈咝阅軠p水劑》中規(guī)定，進(jìn)行混凝土拌合物1h坍落度保留值測(cè)定時(shí)，受檢混凝土的單位水泥用量為390kg/m3，砂率為44%，用水量為坍落度控制在（210±10）mm時(shí)的最小用水量；進(jìn)行其他性能測(cè)定時(shí)，基準(zhǔn)混凝土和受檢混凝土的單位水泥用量為330kg/m3，砂率為38%～40%，用水量為坍落度控制在（80±10）mm時(shí)的最小用水量。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在單位水泥用量、砂率和用水量上均存在一定的差異，在某些適應(yīng)性較差的聚羧酸減水劑的檢測(cè)過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)采用《混凝土外加劑》檢測(cè)時(shí)合格，但采用《聚羧酸系高性能減水劑》檢測(cè)時(shí)某些參數(shù)不合格的現(xiàn)象。目前實(shí)現(xiàn)混凝土高性能化的主要手段是摻加高效外加劑和活性礦物摻合料，其中礦物摻合料已成為高性能混凝土必不可少的重要組分，它對(duì)于改善混凝土的性能起著關(guān)鍵性的作用，單純使用水泥作為膠凝材料的混凝土已越來(lái)越少，故檢測(cè)過(guò)程中的配合比應(yīng)與實(shí)際使用過(guò)程中的配合比相一致，應(yīng)采用工程實(shí)際使用的原材料對(duì)減水劑性能進(jìn)行檢測(cè)，以確保實(shí)際工程質(zhì)量。

3.2 聚羧酸系減水劑檢測(cè)中的基準(zhǔn)水泥分析

基準(zhǔn)水泥是檢驗(yàn)混凝土外加劑性能的專用水泥。《混凝土外加劑》附錄A中規(guī)定了基準(zhǔn)水泥的技術(shù)條件，現(xiàn)在基準(zhǔn)水泥已批量生產(chǎn)和銷售。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定采用基準(zhǔn)水泥進(jìn)行檢測(cè)，不同批次的基準(zhǔn)水泥由于化學(xué)組成和礦物組成的差異，導(dǎo)致基準(zhǔn)水泥自身的需水量有一定差異，這對(duì)加水量特別敏感的聚羧酸系減水劑的檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)不利影響。因此，提高基準(zhǔn)水泥的穩(wěn)定性是外加劑檢測(cè)中必須要解決的問(wèn)題，使外加劑檢測(cè)能更真實(shí)準(zhǔn)確地反映外加劑產(chǎn)品的性能，從而更好地指導(dǎo)外加劑產(chǎn)品的工程應(yīng)用。目前在工程實(shí)際應(yīng)用中，很多外加劑廠家會(huì)根據(jù)工程實(shí)際所用的水泥，對(duì)外加劑的配方進(jìn)行改進(jìn)，以改善水泥與外加劑的相容性。此時(shí)，如果仍采用基準(zhǔn)水泥進(jìn)行檢測(cè)，所得結(jié)果可能會(huì)大相徑庭。針對(duì)這些現(xiàn)象，要求現(xiàn)場(chǎng)抽檢試驗(yàn)采用工地實(shí)際所用水泥進(jìn)行檢測(cè)。

3.3 聚羧酸系減水劑檢測(cè)中的砂石骨料分析

按《混凝土外加劑》的規(guī)定，砂應(yīng)符合《建設(shè)用砂》中Ⅱ區(qū)要求的中砂，但細(xì)度模數(shù)為2.6～2.9，含泥量<1%；石子為符合《建設(shè)用碎石、卵石》要求的公稱粒徑為5～20mm的碎石或卵石，采用二級(jí)配，滿足連續(xù)級(jí)配要求，針片狀物質(zhì)含量<10%，空隙率<47%，含泥量<0.5%，如有爭(zhēng)議，以碎石檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)。按《聚羧酸系高性能減水劑》的規(guī)定，砂應(yīng)符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》要求的細(xì)度模數(shù)為2.5～2.8的中砂；石子應(yīng)符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》要求的二級(jí)配碎石，粒徑為5～20mm。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)聚羧酸系減水劑檢測(cè)中所用的砂石骨料的要求基本一致。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)碎石的要求易于滿足，而含泥量符合要求的Ⅱ區(qū)中砂則難以滿足。

3.4 聚羧酸系減水劑檢測(cè)中的攪拌時(shí)間分析

《混凝土外加劑》中規(guī)定：“外加劑為粉狀時(shí)，將水泥、砂、石、外加劑一次投入攪拌機(jī)，干拌均勻，再加入拌合水，一起攪拌2min。外加劑為液體時(shí)，將水泥、砂、石一次投入攪拌機(jī)，干拌均勻，再加入摻有外加劑的拌合水一起攪拌2min”。《聚羧酸系高性能減水劑》中規(guī)定：“先將砂、石、水泥加入攪拌機(jī)干拌10s，之后加入聚羧酸系高性能減水劑及拌合水，繼續(xù)攪拌120s”。按此規(guī)定的時(shí)間，一些聚羧酸系高性能減水劑的作用效果相當(dāng)明顯，混凝土流動(dòng)性很好，當(dāng)再繼續(xù)攪拌時(shí)，混凝土流動(dòng)性就會(huì)逐漸變差，并趨于穩(wěn)定。這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明，在混凝土攪拌初期，一些聚羧酸系高性能減水劑會(huì)很快產(chǎn)生作用，但這種作用并不穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，其作用效果才逐漸穩(wěn)定。對(duì)于另一些聚羧酸系高性能減水劑，其作用效果可能在2min之后才能顯現(xiàn)。如果攪拌時(shí)間控制不好，將會(huì)對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成不利影響。在檢測(cè)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，摻加聚羧酸系高性能減水劑的混凝土對(duì)于用水量或外加劑摻量變化的敏感性大于摻加傳統(tǒng)的減水劑。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，混凝土外加劑中的聚羧酸系減水劑在現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中被列為高性能減水劑，但 是現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由于對(duì)聚羧酸系減水劑質(zhì)量要求的側(cè)重點(diǎn)不同，因而制定的檢測(cè)方法和要求也有較大的差異。因此在檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)不同的需求執(zhí)行不同的檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)，從而保證工程質(zhì)量。

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