聚羧酸系高性能減水劑的性能及應(yīng)用研究

邊淑芳

(唐山冀東水泥外加劑有限責(zé)任公司，河北 唐山 064000)

1 基本概述

聚羧酸系高性能減水劑作為目前國(guó)際上技術(shù)含量最高，綜合性能最優(yōu)秀的減水劑，已經(jīng)在水利、電力、建筑、橋梁、鐵路、公路、軍工等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。聚羧酸系高性能減水劑最早是由日本在上世紀(jì)八十年代中期開發(fā)并應(yīng)用的，是高分子化工合成產(chǎn)品，主要是利用引發(fā)劑作用將不飽和單體進(jìn)行共聚，并將帶活性基團(tuán)的側(cè)鏈接枝到聚合物主鏈上而獲得。其本身具有減水、增塑、不影響混凝土凝結(jié)硬化和控制坍落度損失的作用，并能與不同水泥都有較好的相容性。

甲基丙烯酸、甲基丙烯甲酯、聚乙二醇烯丙磺酸鹽和馬來酸是合成聚羧酸系減水劑的主要材料。

2 性能分析

聚羧酸系減水劑是繼木鈣減水劑和萘系減水劑之后的第三代高性能產(chǎn)品，相較于前兩代產(chǎn)品，其性能方面的優(yōu)勢(shì)更為突出。第一，在減水率方面，聚羧酸系減水劑的減水率在25%以上，最高可達(dá)40%；第二，較強(qiáng)的保坍性，可保證2小時(shí)之內(nèi)坍落度基本無損失，并極大降低經(jīng)時(shí)損失；第三，在強(qiáng)度方面，相較傳統(tǒng)減水劑具有更高的強(qiáng)度增長(zhǎng)率；第四，良好的勻質(zhì)性使其在與不同混凝土搭配時(shí)都有相當(dāng)好的流動(dòng)性，易澆注，易密實(shí)；第五，較低的收縮率，氯離子含量低，堿含量低，有效提升混凝土體積穩(wěn)定性，最大限度的減少混凝土開裂所產(chǎn)生的危害；第六，廣泛的適應(yīng)性，對(duì)各種水泥和各種摻合料制混凝土都具有較強(qiáng)的保塑性和分散性；第七，具有較高可控性，減水劑的減水率和保塑性等可以通過對(duì)聚合物分子量、側(cè)鏈長(zhǎng)短、疏密度以及基團(tuán)種類的調(diào)整進(jìn)行控制；最后，綠色環(huán)保，不含有任何甲醛等其他有害物質(zhì)和成分，無毒、無腐蝕。

3 在實(shí)際中的應(yīng)用研究

3.1 適應(yīng)性分析

在實(shí)際施工中，聚羧酸系高性能減水劑與各種水泥都能適應(yīng)，但粉煤灰聚羧酸系減水劑對(duì)于粉煤灰的適應(yīng)則較為困難，這就需要在施工中盡可能的把礦粉磨細(xì)。通常情況下，減水劑對(duì)一級(jí)灰的適應(yīng)性相對(duì)較好，但是對(duì)二、三級(jí)灰，減水劑適應(yīng)性則相對(duì)較差。這種情況下即使加大減水劑使用量，效果也不明顯。而如果這種水泥或粉煤灰對(duì)外加劑適應(yīng)效果不好，那么更換其他的添加劑，也不會(huì)起到理想效果。因此，在這種時(shí)候就需要我們通過更換凝膠材料來達(dá)到預(yù)期目的。

3.2 引氣性分析

由于聚羧酸系減水劑在實(shí)際施工中一般都會(huì)在混凝土表面留下一些活性成分，使表面張力降低，因此，這就要求減水劑具有較好的引氣性，從而使這些活性成分可以將氣泡帶入混凝土，以滿足混凝土對(duì)含氣量的需求，同時(shí)也不會(huì)影響其強(qiáng)度。此外，不同分子結(jié)構(gòu)的聚羧酸系減水劑對(duì)引氣劑的使用選擇不同，對(duì)攪拌方式也有不同要求。這就要求我們?cè)谑┕r(shí)要更加細(xì)致，尤其要注意在具體施工時(shí)所采用的攪拌方式和攪拌時(shí)間要與我們做攪拌試驗(yàn)時(shí)一致，從而使混凝土的含氣量可以達(dá)到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，以保證混凝土具有足夠的強(qiáng)度。但這并不代表聚羧酸減水劑含有降低表面張力的物質(zhì)是壞事，相反，它可以使聚羧酸減水劑的混凝土收縮值小于其他減水劑，為混凝土帶來更好的性能。

3.3 降低砂子含泥量

砂子中的含泥量也是影響聚羧酸系減水劑減水率的一大因素。較高的含泥量會(huì)使減水率明顯下降，因此，在具體施工時(shí)，我們要盡可能的降低含泥量，或者可以適當(dāng)?shù)募尤胍恍┹料禍p水劑來解決這個(gè)問題。

3.4 摻量分析

雖然聚羧酸系減水劑的性能十分優(yōu)越，摻量相較傳統(tǒng)減水劑也較低，但在具體使用中對(duì)其摻量的把握仍是一個(gè)需要重視的問題。這是因?yàn)橐环矫鏈p水劑的減水率會(huì)因水膠比例而呈現(xiàn)出不同的敏感度。當(dāng)水膠比例較小時(shí)，減水率會(huì)隨著摻量的增加而升高，但當(dāng)水膠比例較大時(shí)，減水率并不會(huì)因摻量的增加而有明顯變化。這是由于聚羧酸系減水劑在水膠比例較大時(shí)，水泥分散體系中較高的水分子含量導(dǎo)致水分子之間的間隔作用已經(jīng)足夠強(qiáng)，這使得聚羧酸系減水劑對(duì)水分子的的空間位阻效果大大降低。另一方面，聚羧酸系減水劑的減水率變化趨勢(shì)同樣會(huì)因膠凝材料的使用量而產(chǎn)生較大差異，這也是需要我們?cè)诰唧w施工時(shí)引起注意的。

3.5 減少?gòu)?fù)配使用

盡管我國(guó)的外加劑復(fù)配技術(shù)經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐和探索，已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先地位，但是我們必須清楚認(rèn)識(shí)到聚羧酸系減水劑通常情況下更適合單獨(dú)使用。這是因?yàn)槲覀冊(cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)聚羧酸系減水劑會(huì)與其他任何減水劑相互影響，從而降低聚羧酸系減水劑的效果。此外，由于聚羧酸系減水劑自身的結(jié)構(gòu)較為獨(dú)特，使其與其他添加劑的相容性較差，因此傳統(tǒng)的復(fù)配方法無法起到效果，應(yīng)盡量降低與其他添加劑的復(fù)配使用。

3.6 進(jìn)行合理貯存

通過對(duì)聚羧酸系減水劑的生產(chǎn)狀況和市場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)目前市面上的聚羧酸系減水劑產(chǎn)品的酸堿值都比較低，一般在6-7，這就使得我們?cè)趯?duì)其的保存上要注意避免長(zhǎng)期貯存在金屬容器中，盡量選擇玻璃或塑料材質(zhì)的容器對(duì)其進(jìn)行貯存。

4 結(jié)語

綜上所述，聚羧酸系減水劑在性能方面較傳統(tǒng)減水劑的優(yōu)勢(shì)十分明顯，要想更好的將其在施工過程中進(jìn)行應(yīng)用，需要我們對(duì)減水劑的一系列影響因素進(jìn)行全面地分析和把控，充分發(fā)揮聚羧酸系減水劑在建筑施工中的作用，進(jìn)而提高整體施工質(zhì)量。