淺談聚羧酸減水劑應(yīng)用中的若干問題及其改善方法

陳志國

摘要：聚羧酸減水劑作為最新一代混凝土外加劑，以其優(yōu)越的性能和無污染生產(chǎn)，近年來在我國發(fā)展很快，總結(jié)了近年來聚羧酸減水劑在預(yù)拌混凝土實(shí)用中存在的膠凝材料適應(yīng)性、敏感性、與其他材料相容性等常見問題，并提出相應(yīng)的改善措施。

關(guān)鍵詞： 聚羧酸減水劑；預(yù)拌混凝土；適應(yīng)性；方法

聚羧酸減水劑作為新一代混凝土外加劑，具有摻量低、減水率高、保塌性好等突出優(yōu)點(diǎn)，賦予了混凝土優(yōu)良的施工性和耐久性，其在工程中應(yīng)用日益增加并得到廣泛認(rèn)可。由于聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)、作用原理、實(shí)際應(yīng)用都和前兩代減水劑有很大區(qū)別，所以應(yīng)用過程中出現(xiàn)了若干問題：（1）高溫條件下塌落度損失大；（2）與其他材料相容性差；（3）對砂石集料含泥量敏感性強(qiáng)；（4）粘度大，在低水膠比混凝土中更明顯，不利于施工；（5）對摻量和用水量敏感性強(qiáng)，易造成混凝土離析、泌水、體系穩(wěn)定性差等問題；（6）聚羧酸系減水劑與其他組分復(fù)配時(shí)有較強(qiáng)的選擇性。

1 聚羧酸減水劑應(yīng)用技術(shù)問題

1.1 聚羧酸減水劑對膠凝材料的適應(yīng)問題

我國水泥礦物組分較為復(fù)雜，加之摻合料的大量應(yīng)用尤其粉煤灰性能的不穩(wěn)定性、聚羧酸減水劑對水泥及摻合料仍存在適應(yīng)性問題，這種問題大多反映在：聚羧酸系減水劑對不同水泥的飽和點(diǎn)有差別、減水率降低、混凝土塌落度損失加大，混凝土缺漿出現(xiàn)“豆腐渣”現(xiàn)象，泌水、沉降離析、難泵送的問題，對摻量敏感出現(xiàn)混凝土打不開或過度釋放的問題。究其原因比較復(fù)雜，水泥的新鮮程度、細(xì)度，水泥里摻合料的種類和摻量，幾種礦物組分尤其鋁酸三鈣的比例，石膏的種類和摻量，粉煤灰含碳量和需水量等性能都會影響減水劑對膠凝材料的適應(yīng)性。

就目前聚羧酸減水劑適應(yīng)性而言，解決的辦法有以下幾種：（1）在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，通過調(diào)整砂率、粗骨料的大小比例、增加混凝土體系漿體量、增加粉煤灰用量；（2）母液采用醚脂類復(fù)合和適當(dāng)增加摻量，一般建議醚類和脂類5：5效果較好，摻量以0.2%的幅度增加，單次增加太多摻量容易導(dǎo)致過摻不利于準(zhǔn)確把握問題的實(shí)質(zhì)，太少又效果不明顯；（3）適當(dāng)添加或改變其中組分，使用SJ、德固賽DY、穩(wěn)泡劑AR、K12等引氣劑，增加保塌劑比例，使用葡萄糖酸鈉、白糖、磷酸鹽、ATMP、檸檬酸、改性淀粉等復(fù)合緩凝劑，使用可溶性纖維素、黃原膠、糊精、改性可溶增稠劑，或者給混凝土補(bǔ)“硫”或“堿”大多可以改善；（4）改變聚合物成分，在合成過程中調(diào)整某些組分來調(diào)整其適應(yīng)性。

在目前條件下，混凝土減水劑出現(xiàn)問題大多采用前三種方法比較簡單有效，隨著對聚羧酸減水劑研究的深入，第四種方法將逐步成為現(xiàn)實(shí)。

1.2 聚羧酸減水劑對含泥量敏感性問題

混凝土原材料砂石中含泥量對混凝土的性能會造成不可逆的影響，會降低聚羧酸系減水劑的性能，根本原因是聚羧酸減水劑被黏土大量吸附后用于分散水泥顆粒的部分減少，分散性變差，當(dāng)砂子的含泥量較高時(shí)，會出現(xiàn)聚羧酸減水劑的減水率明顯降低，混凝土塌落度損失增加、流動性下降、混凝土容易開裂、強(qiáng)度下降耐久性變差等問題，針對目前含泥量的問題，常規(guī)解決方法有幾種：（1）增加摻量或增加緩釋型保塌劑的比例，但要控制量防止混凝土出現(xiàn)泛黃、泌水、離析、抓底和混凝土緩凝時(shí)間太長的問題；（2）調(diào)整砂率或是增加引氣劑量，在保證較好和易性和強(qiáng)度的前提下，通過降低砂率或增加引氣量以達(dá)到增加混凝土體系自由水量和漿體量的目的，以此來調(diào)整混凝土的性能；（3）適當(dāng)添加或改變其中組分來解決，實(shí)驗(yàn)證明減水劑中添加適量焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、六偏磷酸納、硫酸鈉可以一定程度降低含泥量對混凝土的影響。當(dāng)然上述幾種方法不能解決所有含泥量的問題，加之含泥量對混凝土耐久性影響還需進(jìn)一步研究，所以根本的辦法還是降低原材料的含泥量。

1.3 聚羧酸減水劑與其他組分復(fù)配問題

選用合適的材料與聚羧酸系減水劑進(jìn)行科學(xué)合理的復(fù)配是目前國內(nèi)改善減水劑性能的主要措施，這種復(fù)配往往能取得疊加效應(yīng)。但是聚羧酸系減水劑與某些組分復(fù)配具有較強(qiáng)的選擇性，不宜與奈系減水劑、氨基磺酸鹽類減水劑、密氨系減水劑復(fù)合；與脂肪族磺酸鹽減水劑在某一比例范圍內(nèi)復(fù)合具有相互疊加效應(yīng)，建議脂肪族磺酸鹽減水劑比例不超過7%效果較好；與不同粘度的纖維素復(fù)合使用會有含水絮狀物和沉淀出現(xiàn)，影響減水劑的保水效果和實(shí)際生產(chǎn)；與緩凝劑復(fù)合有時(shí)也會有異味絮狀物和變色情況出現(xiàn)；與其他的無機(jī)鹽類外加劑相容性也一般，如早強(qiáng)劑、防凍劑等，溶解性能差，很難復(fù)配，在攪拌過程中會形成油狀物漂浮在表面。鑒于此，建議使用聚羧酸系減水劑與其他組分復(fù)配使用時(shí)，務(wù)必通過試驗(yàn)確認(rèn)復(fù)配的效果和對混凝土的實(shí)際影響，再判斷聚羧酸減水劑是否能與其他組分復(fù)合。再者必須重視母液對減水劑性能的決定性作用，既要發(fā)揮各種助劑的協(xié)同作用，更要提高母液的多功能性，開發(fā)出采用不同原料，生產(chǎn)具有不同組分，性能差異，形成系列化的多功能產(chǎn)品，通過不同功能的母液復(fù)配達(dá)到良好效果。

1.4 聚羧酸減水劑的摻量和用水量敏感問題

由于聚羧酸減水劑對原材料的變化較為敏感、加之目前減水劑較高減水率、低膠凝材料和低用水量配合比的使用等因素，表現(xiàn)為混凝土對減水劑的飽和點(diǎn)和用水量特別“挑剔”， 一旦超量時(shí)，混凝土?xí)霈F(xiàn)離析、泌水、跑漿、板結(jié)及含氣量過大等不良現(xiàn)象，反之，混凝土?xí)霈F(xiàn)干澀、和易性差、塌落度損失大等問題，所以針對此問題建議：（1）應(yīng)重新以變化后的原材料進(jìn)行試配試驗(yàn)以調(diào)整摻量達(dá)到最佳效果；（2）在使用過程中必須嚴(yán)格控制聚羧酸減水劑的摻量和混凝土的用水量；（3）針對原材料在做減水劑的混凝土試驗(yàn)時(shí)，盡量將減水劑調(diào)整為“遲鈍”型，以達(dá)到對原材料和用水量不敏感的目的。

2 結(jié)語

聚羧酸系減水劑作為新一代混凝土用減水劑具有突出的優(yōu)勢，但在使用過程中有也暴露出很多問題，目前為止這個(gè)問題一直是從業(yè)工作者備受關(guān)注和研究的課題，筆者期望混凝土原材料在盡可能的范圍內(nèi)波動以達(dá)到相對穩(wěn)定的目的，同時(shí)建議在遇到類似問題時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析、系統(tǒng)試驗(yàn)，聚羧酸系減水劑使用的問題還是可以得到解決的。

參考文獻(xiàn)：

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