淺談聚羧酸系多功能復合型減水劑的 組成、運用及復配質量控制

田成

（甘肅建投商品混凝土有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

近年來隨著商品混凝土行業的不斷發展，商品混凝土的運輸時間長、坍落度損失快，導致可泵性差等問題日益嚴重，商品混凝土對減水劑性能的要求逐步提升。聚羧酸系多功能復合型減水劑的減水率高、保坍性好、流變性優異等特點，可顯著提高商品混凝土的工作性能，解決商品混凝土在運輸、澆筑過程中坍落度損失快、凝結時間短、流變性能較差等問題。本文就聚羧酸系多功能復合型減水劑的成分組成、運用及復配時的質量控制展開討論。

1 研究背景

目前隨著商品混凝土行業的不斷發展，對商品混凝土外加劑的要求也越來越高。因當前大部分商品混凝土都需要泵送，而需要泵送的混凝土要流動性好、坍落度大，所以減水率要求也越高，就須采用減水率高的減水劑或者復合減水劑，以此降低水灰比，提高混凝土強度，在滿足強度的條件下還可以節約水泥用量，降低混凝土綜合成本。對商品混凝土攪拌站而言，涉及運輸過程，在運輸過程中會因運輸距離遠、天氣氣溫高等不利因素導致混凝土坍落度的損失，而混凝土坍落度的經時損失又須滿足商品混凝土與泵送混凝土的要求，應控制在 1～2 小時不超過 20% 左右。通過采用聚羧酸系保坍劑搭配糖類緩凝劑的方案，可有效降低混凝土的坍落度損失，大大提高商品混凝土的可泵性。

到澆筑現場的混凝土對坍落度、和易性都有嚴格的要求，需做到不泌水、不離析、保水性好，保證混凝土的泵送能夠順利進行，不堵管、易施工。因此聚羧酸系多功能復合型減水劑復配時須加入一定量的引氣組分，使混凝土更加便于泵送澆筑和施工。對于有需要延長凝結時間的混凝土，不但要長時間保證其工作性能，還能減少初期水化熱，從而降低混凝土產生收縮和裂縫的幾率。

針對不同施工情況、泵送特點，不同混凝土聚羧酸系多功能復合型減水劑通常通過多種外加劑復合來滿足混凝土的性能要求。其復配時的比重應根據工程施工要求、大氣溫度、以及混凝土的強度等級和澆筑方式等各方面的條件來確定。

2 聚羧酸系多功能復合型減水劑復配工藝

聚羧酸系多功能復合型減水劑就是根據不同的施工季節、施工環境、施工要求、混凝土強度隨時調整的一種多功能復合型外加劑。

其復配工藝如圖 1。

圖1 聚羧酸系多功能復合型減水劑工藝流程圖

3 第三代醚類聚羧酸系多功能復合型減水劑組成

3.1 聚羧酸系高效減水劑

第三代聚羧酸系高效減水劑屬于醚類聚合物減水劑，其減水率高，更加適合配制低水灰比的高性能混凝土。

3.2 聚羧酸系保坍劑

第三代聚羧酸系保坍劑亦屬于醚類聚合物外加劑，且具有一定的減水率，聚羧酸系保坍劑的摻入可有效的降低混凝土運輸、澆筑過程中的坍落度損失，從而提高混凝土的可泵性。

3.3 緩凝劑

目前配合聚羧酸系減水劑使用最多的緩凝劑是糖類緩凝劑，主要是葡萄糖酸鈉，其緩凝效果好，產量范圍一般為水泥的 0.03%～0.07%，（根據氣溫可隨時調整）。

3.4 引氣劑

引氣劑所產生的微小氣泡可以在混凝土中起到滾珠效應，用以改善混凝土的流變性，從而降低泵送阻力。在聚羧酸系多功能復合型減水劑復配時加入適量的引氣劑，不僅可以有效減少混凝土的泌水和離析現象，對混凝土的耐久性也有一定的提高。

4 聚羧酸系多功能復合型減水劑的優良性能

4.1 對混凝土和易性的提升

聚羧酸系多功能復合型減水劑的主要成分依然是減水劑，能有效改善混凝土的和易性，尤其在降低水泥用量上，在不增加水泥用量的前提下可大幅度提高混凝土的流變性，使混凝土滿足泵送澆筑的要求。根據實際混凝土要求，制定適宜的摻量使用。使用前一定要做與水泥的適應性試驗，以確保混凝土的泵送性能。混凝土的水灰比減小和易性降低，其流動性就會減小。但是水灰比增大，混凝土的強度及耐久性就會降低，故而可以通過摻加聚羧酸系高效減水劑來解決混凝土既要水灰比小又要和易性好的矛盾。在坍落度相等時，摻加聚羧酸系高效減水劑可大幅度降低混凝土的單方用水量，明顯提高混凝土的流變性，故此聚羧酸系高效減水劑是聚羧酸系多功能復合型減水劑的重要組成部分。

4.2 對混凝土黏聚性的提高

目前混凝土的黏聚性一般通過肉眼觀察。黏聚性差的混凝土在坍落度試驗時容易離散，試驗結束后中間位置存在骨料堆積，周邊出現明顯的泌漿現象；黏聚性好的混凝土砂漿會裹著粗骨料流動。優良的聚羧酸系多功能復合型減水劑可明顯提高混凝土的黏聚性。砂率的大小也是影響混凝土黏聚性的重要因素，砂率越大黏聚性越好，砂率越小黏聚性越差。

4.3 引氣劑對混凝土含氣量的影響

混凝土中摻入均勻的無害微小氣泡，對混凝土的流動性具有很大的積極作用，可有效降低泵送阻力。而且還可以降低混凝土的離析和泌水現象，且對混凝土的耐久性也有良好的作用。但含氣量過高會導致混凝土強度大幅度下降，所以聚羧酸系多功能復合型減水劑的含氣量都在 2.5%～4%，不大于 5.5%，且要求氣泡分布均勻。

4.4 對混凝土坍落度損失的改善

坍落度的損失就是在混凝土拌和完畢后測量記錄混凝土的坍損度值和擴展度值，然后放置一段時間后，再測混凝土的坍損度值和擴展度值，看混凝土放置后和放置前的坍損度損失值和擴展度損失值，損失值越小則混凝土的流變性越好，泵送性越好。運輸距離遠、氣溫較高環境下的混凝土對聚羧酸系多功能復合型減水劑的保坍性能要求就越高。坍損度值和擴展度值的損失與水泥的品種、比表面積也有著很大的關系，水泥比表面積越大，坍損度值和擴展度值的損失也越大，水泥的礦物摻合料的摻量越高，坍損度值和擴展度值的損失越小。

4.5 對混凝土凝結時間的控制

聚羧酸系多功能復合型減水劑因摻入了延長凝結時間的緩凝組分，故而對混凝土的初凝和終凝時間有著一定的延遲作用。在大體積混凝土澆筑時，聚羧酸系多功能復合型減水劑的加入可有效延緩混凝土的早期水化熱，從而有效地減少因混凝土內外溫差大而產生的裂縫。聚羧酸系多功能復合型減水劑復配時一定要注意根據季節、氣溫隨時調整其中的緩凝組分的摻量，夏季高溫季節可增加聚羧酸系多功能復合型減水劑的緩凝組分，冬季施工時，應降低或不摻加緩凝組分，且應根據項目施工方要求，加入適量的早強劑、防凍劑來提高混凝土的早期強度，防止凍害。

5 聚羧酸系多功能復合型減水劑的生產質量控制

多功能復合型減水劑的生產質量控制要從復合原料的質量以及生產計量兩個方面著手，主要是復配原料質量合格、各組分生產時的計量精準，其中任何一個組分的質量不合格或者計量不精準，都會影響最終產品的質量和性能。在復配原料質量合格、生產計量精準的情況下，就要求在聚羧酸系多功能復合型減水劑的復配方案上面嚴格把控，從而提高其穩定性。具體從以下三方面進行控制：

5.1 均質性控制

聚羧酸系多功能復合型減水劑在復配的過程中，容易出現因放置時間長而產生沉淀、分層、變質等現象，從而降低其工作性能，這就要求復配技術人員在復配時一方面充分了解各組分之間的性質差異及其相容性，避免因各組分之間的不相容而影響其工作性能；另一方面就是現配現用，控制聚羧酸系多功能復合型減水劑成品的放置時間。

5.2 減水率的控制

聚羧酸系多功能復合型減水劑最主要的成分就是減水劑，所以減水率是質量控制最重要的環節，主要是看它的減水率是多少，目前聚羧酸系高效減水劑的減水率一般都超過 25%。

5.3 混凝土的性能控制

混凝土的性能控制主要是進行坍落度保留值、含氣量、泌水率、抗壓強度等試驗，水泥或混凝土的初凝和終凝時間在某種程度上可反映出聚羧酸系多功能復合型減水劑中緩凝組分的大致摻量，可通過水泥或混凝土的初凝和終凝時間來調整緩凝組分的摻量。耐久性雖然不作為聚羧酸系多功能復合型減水劑的控制指標，但當聚羧酸系多功能復合型減水劑用于抗凍融要求的混凝土時應根據規范 JC 473—92《混凝土泵送劑》對混凝土泵送劑的要求來檢驗聚羧酸系多功能復合型減水劑的相應指標。

6 結論

（1）聚羧酸系多功能復合型減水劑在混凝土中的應用，有效地改善了商品混凝土的流變性能、減小了混凝土坍損度值和擴展度值的損失以及控制調整了商品混凝土的初凝和終凝時間，很大程度上提高了商品混凝土的工作性能，進一步滿足現代商品混凝土的施工工藝需求。

（2）復配生產設備自動化程度對提高產品穩定性，有著顯著的幫助。自動計量、自動復配、自動生產，全自動化的生產不僅可避免因人為操作產生的誤差，還可以顯著提高復配成品的穩定性。

除上述控制指標外，還應對復配原料的含固量、pH 值等混凝土外加劑的基本參數進行檢測。