消泡劑在高性能聚羧酸減水劑中的應(yīng)用研究

王香港 沈 焱 周建軍（蘇州市興邦化學(xué)建材有限公司，江蘇 蘇州215155）

混凝土行業(yè)的快速發(fā)展，對混凝土中所使用的外加劑有了更高的要求，特別是減水劑的性能。聚羧酸高性能減水劑最新一代減水劑，其高減水率、良好的分散性能和保塑性，使其能快速擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，逐漸取代萘系、蜜胺等高效減水劑。但是，聚羧酸減水劑由于分子結(jié)構(gòu)的特性，使得在混凝土拌合時(shí)引入較多氣泡，大小不均勻，影響混凝土的質(zhì)量。必須通過添加消泡劑改善混凝土的和易性能來滿足生產(chǎn)需求[1]。

1 消泡劑

一般來說，泡沫是氣體在液體中的粗分散體，屬于氣-液非均相體。體積密度接近氣體而不接近液體的氣-液分散體。

消泡劑從作用理論上來說分為抑泡和破泡。抑泡是抑制液體中泡沫的產(chǎn)生，而破泡指的是破壞已經(jīng)形成的氣泡，相對來講，抑制泡沫的產(chǎn)生比破壞泡沫的 產(chǎn)生更有意義，也更為持久[2]。

消泡劑的種類有很多，有機(jī)硅氧烷、聚醚、改性聚醚、含胺、亞胺和酰胺等。與聚羧酸減水劑復(fù)配要求，消泡劑與減水劑的相容性好、對減水劑減水率的影響小、混凝土的和易性等。

2 試驗(yàn)

2.1 消泡劑的選擇

本次試驗(yàn)選擇常用的有機(jī)硅和改性聚醚兩種消泡劑進(jìn)行對比。其型號分別為KD-01和EY-18。有機(jī)硅消泡劑外觀無色透明，較粘稠，在水中分散均勻性較差；改性聚醚為白色乳狀液體，本身帶有一定的載體，分散均勻性較好[3]。

2.2 試驗(yàn)用原材料

水泥：海螺PO 42.5，海螺PⅡ52.5

砂：河砂，細(xì)度模數(shù)2.7，含泥量0.4%；

碎石：5～25mm連續(xù)級配，含泥量0.3%，壓碎值8.7%；

水：自來水

減水劑：蘇州市興邦化學(xué)建材有限公司聚羧酸高性能減水劑。

2.3 試驗(yàn)檢測儀器、設(shè)備

HJW-60型混凝土臥式攪拌機(jī)，無錫市錫威儀器機(jī)械廠；

LC-615A型日本三洋混凝土含氣量測定儀，上海勞瑞儀器設(shè)備有限公司；

NJ-160A水泥凈漿攪拌機(jī)，無錫市錫威儀器機(jī)械廠。

2.4 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法

GBT50080-2002《普通混凝土拌合物試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》；

GB8076-1997《混凝土外加劑》；

GB8076-2008《混凝土外加劑》。

3 結(jié)果與討論

3.1 基本性能檢測對比

3.1.1 消泡劑與減水劑的相容性

采用20%的減水劑進(jìn)行相容性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 消泡劑相容性對比表

從表1可以看出，KD-01與聚羧酸的相溶性較差，停止攪拌后，靜置約12小時(shí)，有油狀物質(zhì)漂浮。EY-18稍好，混合后有微小顆粒存在，應(yīng)該是消泡劑中所使用的載體。從相溶效果上來講，EY-18較好。

3.1.2 水泥凈漿對比

采用300g水泥，87g水，添加減水劑，對比凈漿流動度。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 不同消泡劑凈漿流動度對比

從表2和圖1，可以知道，消泡劑能夠改善水泥凈漿的表觀，表面氣泡減少，流動度值減小，說明消泡劑的添加影響減水劑的分散性能，隨摻量的增加，減水率隨之降低。要進(jìn)一步確定該結(jié)論，還需通過混凝土試驗(yàn)確定。

圖1 消泡劑對水泥凈漿流動度的影響

3.1.3 消泡劑對混凝土性能的影響

消泡劑可以降低混凝土中的含氣量，改善混凝土的和易性、提高強(qiáng)度，使預(yù)制品外觀無明顯氣孔，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

兩種消泡劑不是同一種類，相溶性能和消泡效果也有所區(qū)別，價(jià)格也存在較大的差異。從表3、圖2和圖3來看，兩種消泡劑隨摻量的增加都會降低減水劑的減水率，降低趨勢也很接近；消泡效果卻有所不同，KD-01消泡效果比較好，0.05%的摻量含氣量就可以降低至1.9%，而EY-18以0.2%摻量僅能降至2.1%，說明有機(jī)硅消泡效果比改性聚醚型消泡效果明顯。另外，從各齡期強(qiáng)度來判斷，都有不同程度的增長。

圖2 消泡劑摻量對減水率的影響

圖3 消泡劑種類、摻量的變化趨勢

表3 消泡劑對混凝土性能的影響

3.2 消泡劑在預(yù)制混凝土中應(yīng)用

目前，許多水泥預(yù)制品廠在使用聚羧酸減水劑，但其產(chǎn)品總是不盡如人意，其中最主要的一個就是外觀質(zhì)量問題，有氣孔、蜂窩、麻面[4]。其解決辦法就是降低減水劑的含氣量，提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量。

表4對比出兩種消泡劑在預(yù)制混凝土中的使用效果，從試驗(yàn)結(jié)果來看，EY-18能達(dá)到較好的試驗(yàn)結(jié)果，含氣量低于2.0%，強(qiáng)度較KD-01高，外觀光滑，氣孔少。

表4 消泡劑在預(yù)制混凝土中的應(yīng)用

4 結(jié)論

1）通過試驗(yàn)對比、分析，有機(jī)硅型消泡劑與聚羧酸減水劑的相溶效果較差，不能形成比較穩(wěn)定的產(chǎn)品，而改性聚醚效果較好；

2）消泡劑對聚羧酸的減水率有一定的影響，隨摻量的增加會降低減水率，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)泌水、扒底，使混凝土和易性變差；

3）預(yù)制混凝土使用EY-18，混凝土和易性較好，蒸養(yǎng)強(qiáng)度和后期增長都比KD-01高。

[1]賀奎,等.消泡劑在聚羧酸鹽減水劑復(fù)配中的應(yīng)用研究.紀(jì)念中國混凝土外加劑協(xié)會成立20周年論文集.2006,35-39.

[2]龐強(qiáng)特. 混凝土制品工藝[M]. 武漢工業(yè)大學(xué)出版社,1988,12-18.

[3]白浩,等.高效乳液消泡劑的研制[J].應(yīng)用化工,2008,37(8):967-969.

[4]張雄.建筑功能外加劑[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2003,126-129