聚羧酸系高性能減水劑的性能及應用研究

邊淑芳

(唐山冀東水泥外加劑有限責任公司，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際上技術含量最高，綜合性能最優秀的減水劑，已經在水利、電力、建筑、橋梁、鐵路、公路、軍工等各個領域得到了廣泛的應用。聚羧酸系高性能減水劑最早是由日本在上世紀八十年代中期開發并應用的，是高分子化工合成產品，主要是利用引發劑作用將不飽和單體進行共聚，并將帶活性基團的側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品，相較于前兩代產品，其性能方面的優勢更為突出。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40%；第二，較強的保坍性，可保證2小時之內坍落度基本無損失，并極大降低經時損失；第三，在強度方面，相較傳統減水劑具有更高的強度增長率；第四，良好的勻質性使其在與不同混凝土搭配時都有相當好的流動性，易澆注，易密實；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定性，最大限度的減少混凝土開裂所產生的危害；第六，廣泛的適應性，對各種水泥和各種摻合料制混凝土都具有較強的保塑性和分散性；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聚合物分子量、側鏈長短、疏密度以及基團種類的調整進行控制；最后，綠色環保，不含有任何甲醛等其他有害物質和成分，無毒、無腐蝕。

3 在實際中的應用研究

3.1 適應性分析

在實際施工中，聚羧酸系高性能減水劑與各種水泥都能適應，但粉煤灰聚羧酸系減水劑對于粉煤灰的適應則較為困難，這就需要在施工中盡可能的把礦粉磨細。通常情況下，減水劑對一級灰的適應性相對較好，但是對二、三級灰，減水劑適應性則相對較差。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外加劑適應效果不好，那么更換其他的添加劑，也不會起到理想效果。因此，在這種時候就需要我們通過更換凝膠材料來達到預期目的。

3.2 引氣性分析

由于聚羧酸系減水劑在實際施工中一般都會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，以滿足混凝土對含氣量的需求，同時也不會影響其強度。此外，不同分子結構的聚羧酸系減水劑對引氣劑的使用選擇不同，對攪拌方式也有不同要求。這就要求我們在施工時要更加細致，尤其要注意在具體施工時所采用的攪拌方式和攪拌時間要與我們做攪拌試驗時一致，從而使混凝土的含氣量可以達到目標標準，以保證混凝土具有足夠的強度。但這并不代表聚羧酸減水劑含有降低表面張力的物質是壞事，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。較高的含泥量會使減水率明顯下降，因此，在具體施工時，我們要盡可能的降低含泥量，或者可以適當的加入一些萘系減水劑來解決這個問題。

3.4 摻量分析

雖然聚羧酸系減水劑的性能十分優越，摻量相較傳統減水劑也較低，但在具體使用中對其摻量的把握仍是一個需要重視的問題。這是因為一方面減水劑的減水率會因水膠比例而呈現出不同的敏感度。當水膠比例較小時，減水率會隨著摻量的增加而升高，但當水膠比例較大時，減水率并不會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，水泥分散體系中較高的水分子含量導致水分子之間的間隔作用已經足夠強，這使得聚羧酸系減水劑對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同樣會因膠凝材料的使用量而產生較大差異，這也是需要我們在具體施工時引起注意的。

3.5 減少復配使用

盡管我國的外加劑復配技術經過長期的實踐和探索，已經處于國際領先地位，但是我們必須清楚認識到聚羧酸系減水劑通常情況下更適合單獨使用。這是因為我們在長期的實踐經驗中發現聚羧酸系減水劑會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構較為獨特，使其與其他添加劑的相容性較差，因此傳統的復配方法無法起到效果，應盡量降低與其他添加劑的復配使用。

3.6 進行合理貯存

通過對聚羧酸系減水劑的生產狀況和市場情況進行調查，我們發現目前市面上的聚羧酸系減水劑產品的酸堿值都比較低，一般在6-7，這就使得我們在對其的保存上要注意避免長期貯存在金屬容器中，盡量選擇玻璃或塑料材質的容器對其進行貯存。

4 結語

綜上所述，聚羧酸系減水劑在性能方面較傳統減水劑的優勢十分明顯，要想更好的將其在施工過程中進行應用，需要我們對減水劑的一系列影響因素進行全面地分析和把控，充分發揮聚羧酸系減水劑在建筑施工中的作用，進而提高整體施工質量。