聚羧酸系高效減水劑在商品混凝土中的應(yīng)用

    摘要：探討聚羧酸系高效減水劑的作用機(jī)理，分析其在商品混凝土中應(yīng)用的技術(shù)特點(diǎn)，工程實(shí)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(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
    關(guān)鍵詞：聚羧酸系高效減水劑；商品混凝土；應(yīng)用；

    1.引言

    隨著材料科學(xué)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(yīng)用，其品種愈來(lái)愈多，性能愈來(lái)愈優(yōu)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(dāng)今高性能混凝土中不可缺少的重要組份。近年來(lái)，尤以聚合物類(lèi)外加劑因其優(yōu)良性能受到工程界專(zhuān)家及科研學(xué)者的高度關(guān)注，出現(xiàn)大量的專(zhuān)題研究報(bào)告和科技文獻(xiàn)。在這方面，我們應(yīng)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(jì)效益。

    2.聚羧酸系高效減水劑的作用機(jī)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(dá)到減水的作用不同，其超分散性能強(qiáng)。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(tuán)及聚氧化乙烯鏈基等不飽和單體，其分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由單一靜電斥力效應(yīng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向靜電斥力效應(yīng)與空間位阻效應(yīng)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(tuán)提供靜電斥力，梳形聚合物側(cè)鏈觸向水泥粒子的各個(gè)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(dòng)度。由于主鏈長(zhǎng)，極性基團(tuán)多，靜電斥力強(qiáng)：空間分于結(jié)構(gòu)龐大，側(cè)鏈多且也較長(zhǎng)空間位阻大，從而對(duì)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(yīng)用

    近年來(lái)，商品混凝土順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代潮流，發(fā)揮節(jié)約資源、混凝土質(zhì)量可靠、加快施工進(jìn)度、無(wú)環(huán)境污染等自身優(yōu)勢(shì)，得到了普遍推廣。在當(dāng)代混凝土朝高工作性、高強(qiáng)度、高耐久性—高性能混凝土方面發(fā)展的新形勢(shì)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(qiáng)、膠凝材料適應(yīng)性好的高性能減水劑。二年多來(lái)，南昌市建筑工程集團(tuán)有限公司混凝土公司應(yīng)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(cái)富廣場(chǎng)地下室等混凝土工程中應(yīng)用的部分實(shí)例。

    工程實(shí)踐表明：聚羧酸系高效減水劑對(duì)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?jī)H為（016-025）%。因其對(duì)水泥粒子的超分散性能，減水率大大超過(guò)普通減水劑，經(jīng)檢測(cè)減水率可達(dá)（20-35）%，與粉煤灰配合使用，使得水膠比較低，適應(yīng)配制中、高強(qiáng)度的高性能混凝土。

    3.2 混凝土流動(dòng)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(dòng)性混凝土（ 坍落度≥180mm）經(jīng)時(shí)損失小，一小時(shí)基本無(wú)坍落度損失，二小時(shí)經(jīng)時(shí)損失小于15%，彌補(bǔ)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(dòng)性，適應(yīng)生產(chǎn)商品混凝土的工藝要求，特別對(duì)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(yīng)性良好；

    工程實(shí)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(shí)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(wú)明顯泌水離析、阻礙混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的現(xiàn)象產(chǎn)生，并因其高減水率，適應(yīng)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(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)相同時(shí)，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(qiáng)度提高；不同設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)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(qiáng)度隨之提高，但混凝士和易性總體保持穩(wěn)定，坍落度可達(dá)（180-240）mm。

    3.4 適應(yīng)澆筑防水抗?jié)B混凝土，對(duì)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(dòng)性大，易于澆筑密實(shí)，加之聚合物對(duì)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(shí)度、強(qiáng)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(duì)于冬季施工，因?yàn)樗z比較低，聚合物形成的空間柔性網(wǎng)絡(luò)，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(qiáng)，在室外溫度B7C時(shí)，不加早強(qiáng)劑仍能正常施工。

    3.5 應(yīng)注意養(yǎng)護(hù)

    應(yīng)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(duì)于大體積混凝土或嚴(yán)寒酷熱施工，需注意早期養(yǎng)護(hù)，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(qiáng)效果明顯：并且無(wú)毒、無(wú)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(shè)環(huán)境優(yōu)化的良好發(fā)展機(jī)遇，高性能外加劑的研究與開(kāi)發(fā)無(wú)疑能夠推動(dòng)商品混凝土的進(jìn)一步廣泛應(yīng)用，聚羧酸系高效減水劑在商品混凝土中的市場(chǎng)前景看好。

    參考文獻(xiàn)
    1 陳桂林，陶曉林，王剛，聚羧酸LEX—9 高性能減水劑性能分析及應(yīng)用〔J〕，混凝土，2002，（10）：57-62
    2 李崇智，李永德，陳榮軍，馮乃謙，馮乃謙，聚羧酸系高性能減水劑的合成與性能〔J〕，2002，（8）：55-57
    3 冉千平，游有鯤，丁蓓，低引氣聚羧酸類(lèi)高效減水劑的制備及其性能研究〔J〕，新型建筑材料，2003，（6）：33-35