聚羧酸系高效減水劑在商品混凝土中的應用

    摘要：探討聚羧酸系高效減水劑的作用機理，分析其在商品混凝土中應用的技術(shù)特點，工程實踐表明；聚羧酸系高效減水劑具有減水率高、坍落度損失小、水泥適應性好等優(yōu)點，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。
    關(guān)鍵詞：聚羧酸系高效減水劑；商品混凝土；應用；

    1.引言

    隨著材料科學與混凝土技術(shù)的發(fā)展，混凝土外加劑在建筑工程中得到了廣泛的應用，其品種愈來愈多，性能愈來愈優(yōu)，技術(shù)經(jīng)濟效益愈加顯著，為改善混凝土的技術(shù)性質(zhì)起到了至關(guān)重要的作用。建筑工程技術(shù)人員把外加劑看作是混凝土的第五組份材料，倍受青睞，特別是高效減水劑己成為當今高性能混凝土中不可缺少的重要組份。近年來，尤以聚合物類外加劑因其優(yōu)良性能受到工程界專家及科研學者的高度關(guān)注，出現(xiàn)大量的專題研究報告和科技文獻。在這方面，我們應用聚羧酸系高效減水劑生產(chǎn)商品混凝土，在混凝土工程取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟效益。

    2.聚羧酸系高效減水劑的作用機理

    聚羧酸系高效減水劑為茶色油狀水溶液，具有梳形分子結(jié)構(gòu)，較傳統(tǒng)減水劑僅依靠靜電斥力打破水泥漿絮凝狀態(tài)而達到減水的作用不同，其超分散性能強。這主要是由于聚羧酸系高效減水劑帶有羚基（—COOH）、磺酸（—SO3H）等活性親水基團及聚氧化乙烯鏈基等不飽和單體，其分子結(jié)構(gòu)設計由單一靜電斥力效應結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向靜電斥力效應與空間位阻效應共同作用結(jié)構(gòu)，形成立體分散系統(tǒng)。梳形聚合物在水泥顆粒表面是齒形吸附狀態(tài)，其主鏈上的羧基（—COOH）、磷酸基（—SO3H）等活性官能團提供靜電斥力，梳形聚合物側(cè)鏈觸向水泥粒子的各個部位，起著立體位阻的重要作用，決定分散系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保持水泥漿體流動度。由于主鏈長，極性基團多，靜電斥力強：空間分于結(jié)構(gòu)龐大，側(cè)鏈多且也較長空間位阻大，從而對水泥材于具有良好的減水、分散、穩(wěn)定作用。

    3. 聚羧酸系高效減水劑在商品混凝土工程中的應用

    近年來，商品混凝土順應可持續(xù)發(fā)展的時代潮流，發(fā)揮節(jié)約資源、混凝土質(zhì)量可靠、加快施工進度、無環(huán)境污染等自身優(yōu)勢，得到了普遍推廣。在當代混凝土朝高工作性、高強度、高耐久性—高性能混凝土方面發(fā)展的新形勢下，商品混凝土為滿足高性能混凝土及混凝土施工技術(shù)的要求，大多摻有礦物混合材料，需要減水率大、保塑功能強、膠凝材料適應性好的高性能減水劑。二年多來，南昌市建筑工程集團有限公司混凝土公司應用聚羧酸系高性能減水劑，配制%*,—%-, 的各種技術(shù)要求商品混凝土，提供給各大型混凝土工程，下表為聚羧酸系高效減水劑在南昌紅谷灘廣播電視中心大樓及南昌財富廣場地下室等混凝土工程中應用的部分實例。

    工程實踐表明：聚羧酸系高效減水劑對商品混凝土性能的影響具有如下幾方面的主要技術(shù)特性：

    3.1 聚羧酸系高效減水劑摻量低，減水率高；

    從表中技術(shù)參數(shù)可以看到，聚數(shù)酸系高效減水劑摻量占膠凝材料的（0.80-1.25）%，因減水劑含固量為20%，折固量僅為（016-025）%。因其對水泥粒子的超分散性能，減水率大大超過普通減水劑，經(jīng)檢測減水率可達（20-35）%，與粉煤灰配合使用，使得水膠比較低，適應配制中、高強度的高性能混凝土。

    3.2 混凝土流動性大，坍損??；

    由于聚羧酸系高效減水劑良好的分散穩(wěn)定性，聚羧酸系高效減水劑所配制的大流動性混凝土（ 坍落度≥180mm）經(jīng)時損失小，一小時基本無坍落度損失，二小時經(jīng)時損失小于15%，彌補了常用萘系高效減水劑配制的混凝土坍落度損失大、易泌水等方面的缺陷，與粉煤灰配合使用，減水劑的小摻量即可獲得優(yōu)異的流動性，適應生產(chǎn)商品混凝土的工藝要求，特別對于泵送混凝土不易發(fā)生堵管現(xiàn)象。

    3.3 與膠凝材料的適應性良好；

    工程實踐中，我們采用不同廠家生產(chǎn)的水泥配制泵送混凝土，同時摻有大量的粉煤灰，聚羧酸系高效減水劑摻入后，與不同水泥的相容性較好，無明顯泌水離析、阻礙混凝土強度增長的現(xiàn)象產(chǎn)生，并因其高減水率，適應與粉煤灰配合使用，減小了粉煤灰混凝土的收縮，又使混凝土可泵性得到明顯改善，而且提高了混凝土的耐久性。以2# 和3#、4#和6# 兩組混凝土為例，混凝土設計強度等級相同時，水泥用量增加，減水劑用量隨著少量增加，水膠比下降，混凝土強度提高；不同設計強度等級的混凝土，減水劑用量隨著膠凝材料用量增加而少量增加，水膠比下降，混凝土的強度隨之提高，但混凝士和易性總體保持穩(wěn)定，坍落度可達（180-240）mm。

    3.4 適應澆筑防水抗?jié)B混凝土，對施工環(huán)境溫度要求低；

    我們使用聚羧酸系高效減水劑配制泵送商品混凝土，由于混凝土流動性大，易于澆筑密實，加之聚合物對水化產(chǎn)物的聚合活性，生成具有膠凝狀態(tài)的水化物填充空隙，混凝土密實度、強度大幅度提高，聚合物的填充作用和聚合物膜的密封作用使混凝土抗?jié)B抗裂的性能得到改善：并且粉煤灰摻量大，混凝土水化熱小，減水劑的保塑功能明顯，適宜大體積混凝土及夏季施工，對于冬季施工，因為水膠比較低，聚合物形成的空間柔性網(wǎng)絡，提高了混凝土拌合物的粘聚力，使得混凝土早期抗凍性能增強，在室外溫度B7C時，不加早強劑仍能正常施工。

    3.5 應注意養(yǎng)護

    應用聚羧酸系高效減水劑配制的商品混凝土，雖然水膠比小，但一般摻有大量的礦物混合材料，對于大體積混凝土或嚴寒酷熱施工，需注意早期養(yǎng)護，冬季覆蓋薄膜可取得良好效果。

    4 結(jié)論

    綜上所述，聚羧酸系高效減水劑具有優(yōu)良的綜合性能，膠凝材料相容性好，減水率大，增強效果明顯：并且無毒、無污染，適用大摻量粉煤灰配制的商品混凝土，能夠改善混凝土耐久性。

    目前，商品混凝土面臨城市建設環(huán)境優(yōu)化的良好發(fā)展機遇，高性能外加劑的研究與開發(fā)無疑能夠推動商品混凝土的進一步廣泛應用，聚羧酸系高效減水劑在商品混凝土中的市場前景看好。

    參考文獻
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