SPS-8P聚羧酸減水劑在C60預拌混凝土中的應用

王鳳麗，宋長清，吳菊珍

（蘇州市澄湖混凝土有限公司，江蘇 蘇州 215000）

SPS-8P聚羧酸減水劑在C60預拌混凝土中的應用

王鳳麗，宋長清，吳菊珍

（蘇州市澄湖混凝土有限公司，江蘇 蘇州 215000）

采用由甲基烯基聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚直接與不飽和丙烯酸及含有酰胺基、磺酸基團的活性單體合成的醚類聚羧酸減水劑為母料，加以緩凝劑、引氣劑、消泡劑、增稠劑等物理復配而成的 SPS-8P 聚羧酸減水劑（緩凝型）具有高減水、保坍、低收縮、耐久性好等系列特點，已成功用于 C60 預拌混凝土工程中，可以生產“勻質性混凝土”。

醚類聚羧酸減水劑；勻質性混凝土；適宜摻量；保坍

0 前言

聚羧酸高效減水劑是配制高強高性能混凝土的重要組成材料。1981 年日本觸媒化學公司首先研制成聚羧酸高效減水劑并于 1986 年把產品投入市場。我國上海市建筑科學研究院于 2003 年首先研制以聚乙二醇單甲醚（MPEG）與甲基丙烯酸為主原料先聚合成一個大單體，通過與丙烯酸共聚，制得聚羧酸系減水劑已成功用于上海磁懸浮高精度軌道梁、上海東海大橋。進入 21 世紀，這多年來，聚羧酸減水劑在品種、質量方面都迅速發展，用于高速鐵路、高速公路、杭州灣跨海大橋及上海中心高泵程高層建筑工程等重點工程中。

聚羧酸減水劑是一種分子結構有羧基的接枝共聚物，它是一種表面活性劑，表面張力大約 30～40mN/m，其分子是梳形結構，主鏈上帶極性較強的多個活性基團，側鏈帶有親水活性基團，主要通過不飽和單體在引發劑作用下共聚而成，或者采用氧化—還原反應，鏈轉移劑控制分子量，一步法水中自由基聚合而成。它的超強分散能力是由強靜電斥力和空間位阻效應疊加而成。具有低摻量、高減水率、高增強效果和高保塑性、高耐久性、低收縮優異的抗凍性等特點。

目前聚羧酸減水劑的原材料已能國產化，產品成本已比較合理，最近已在預拌混凝土行業中規模應用，逐步取代以往的產品。以前配制 C60 高強混凝土均采用改性 β-萘磺酸甲醛縮合物減水劑或者采用脂肪族減水劑或是二者合用。由于聚羧酸減水劑的綜合能力大大超越以前的兩種，所以通過物理復配改性的 SPS-8P 聚羧酸減水劑通過 C60 高強混凝土試配論證，事實證明適用于配制 C60 預拌混凝土，可以保證生產勻質混凝土，在現場無需再次調配，保證商品混凝土的生產、運輸、泵送澆筑，加快運輸車輛的周轉，提高了硬化混凝土的各種性能。

蘇州市澄湖混凝土有限公司將 SPS-8P 聚羧酸減水劑已成功用于江蘇蘇州浩遠弘天大廈 C60 墻柱混凝土（約 1 萬立方米混凝土）和清華紫光大廈 C60 墻柱混凝土（約 1 萬立方米混凝土），取得了良好的經濟效益和社會效益。

1 SPS-8P 聚羧酸減水劑的組成

SPS-8P 聚羧酸減水劑是由醚類聚羧酸減水劑母液，加以緩凝劑、引氣劑、消泡劑、增稠劑等復配而成的粘稠液體。它具有減水、保坍、低收縮、低氯、低堿，對鋼筋無銹蝕作用等綜合性能。

醚類聚羧酸減水劑是采用甲基烯基聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚與丙烯酸及含有酰胺基、磺酸基的活性單體，采用氧化還原體系（雙氧水、抗壞血酸）一步法溫水中自由相基聚合，獲得梳狀結構的減水劑。該產品在較長鏈及側鏈上有活性基團如醚鏈、羧酸基團，聚氧乙烯烷基醚及酰胺基團、磺酸基團等，它被水泥吸附后，不僅有強大的空間位阻效應，還有大量強極性羧基基團吸附在水泥顆粒上，使水泥顆粒帶上負電荷，使水泥顆粒之間產生靜電排斥作用。

根據氣溫的高低和運輸距離的長短，添加適量的緩凝劑（如葡萄糖酸鈉、有機磷酸鹽）、引氣劑（如烷基硫酸鹽和烷基聚乙二醇醚硫酸鹽）和消泡劑、增稠劑等，使改性復合產品具有對水泥的相容性，配制的水泥混凝土具有良好的和易性、粘聚性、可泵性。

2 SPS-8P聚羧酸減水劑的性能

SPS-8P 聚羧酸減水劑（緩凝型）委托上海市建筑科學研究院檢測站按照 GB 8076－2008《混凝土外加劑》進行檢測其檢驗結果見表 1。

表 1 SPS-8P 摻入混凝土中性能

由上面檢測結果可以看出：SPS-8P 聚羧酸減水劑按照GB 8076—2008《混凝土外加劑》檢測，產品合格，具有高減水、低收縮和良好的抗凍融循環性能。

3 以 SPS-8P 聚羧酸減水劑配制 C60 預拌泵送混凝土

3.1 原材料

（1）水泥

選用湖州煤山南方水泥公司的 P·O52.5 普通硅酸鹽水泥，其性能見表 2。

表 2 P·O52.5 水泥性能

（2） 石子

浙江湖州，粒徑為 5～25mm 連續級配碎石，性能見表3。

表 3 石子性能

（3）中砂

贛江產中砂，其性能見表 4。

表 4 砂性能

（4）礦粉

采用張家港永鋼礦粉 S95 級，其性能檢驗結果見表 5。

表 5 礦粉性能

（5）粉煤灰

Ⅰ級灰，蘇州華望新型建材有限公司產，其性能見表6。

表 6 Ⅰ級粉煤灰的性能 %

（6）外加劑

SPS-8P 聚羧酸減水劑，上海申立建材有限公司產，其性能見表 7。

表 7 外加劑性能

3.2 C60 商品泵送混凝土的配合比設計與試配

按照 JGJ55－2011 《普通混凝土配合比設計規程》，7.3高強混凝土的設計要求，采用三個不同的配合比進行混凝土強度試驗，三個配合比的水膠比差值為 0.02。C60 混凝土配合比見表 8。

表 8 C60 混凝土配合比

新拌混凝土的性能和抗壓強度，見表 9。

表 9 混凝土工作性能及抗壓強度

3.3 C60 施工配合比

選定試驗序號 2 為施工配合比，通過六組試塊驗證，28d 平均抗壓強度為 70.9MPa，彈性模量為 42.5GPa；混凝土總堿量為 2.2kg/m3；氯離子含量為 0.027%；電通量為530C，特征性能數據符合工程設計要求（總堿量要求小于3kg/m3混凝土；電通量小于 1000C）。

4 SPS-8P聚羧減水劑在C60預拌混凝土中應用

工程實例：江蘇蘇州浩遠弘天大廈工程

該工程是現澆混凝土框架、剪力墻工程，地下室三層面積3萬平方米，地上 33 層面積 10 平方米；總高 148 米，由主樓和裙樓組成，屬星級商務酒店。主樓從地下室負三層至地上十七層的墻柱強度等級設計全部為 C60，混凝土總用量為 1萬立方米。

該工程第一次澆注地下室負三層墻柱時，C60 混凝方量1350m3，要求在 12～14h 內澆注完畢。根據要求和現場情況，布三臺泵車同時澆注，配備 35 輛攪拌運輸車。在生產過程中，試驗室嚴格控制原材料質量，并加強混凝土出廠坍落度的控制，對現場進行跟蹤，派員觀察現場混凝的流動性及和易性，并按照每 200 立方米的取樣頻率進行混凝土出廠檢驗。C60 混凝攪拌時間不少于 60s。在生產攪拌時，對原材料進行電腦監控，保證骨料稱量誤差在 2% 以內，減水劑和水、粉狀稱量誤差在 1% 以內。

該工程整個地下室 C60 混凝土 4350m3，出廠檢驗制作標準試塊 25 組；mfcu大于67.8MPa ；fcu,min大于 62.5MPa，該結果符合 GB/T 50107—2010《混凝土強度檢驗評定標準》規定，滿足工程設計的強度要求。

在澆注過程中，混凝土和易性好、可泵性好，保證了先進的泵送施工工藝。

5 結論

（1）采用 P·O52.5 普通硅酸鹽水泥、摻加 S95 磨細礦渣粉、I 級粉煤灰、中砂、5～25mm 連續級的碎石再摻加SPS-8P 聚羧酸減水劑（緩凝型），可以配制生產 C60 商品泵送混凝土，其坍落度損失小、混凝土和易性好，減少了用水量，節約了水泥用量。在保證混凝土強度的同時，降低了混凝土的粘稠度，改善了高強度等級混凝土的工作性，保證了混凝土的勻質性。

（2）生產 C60 強度等級混凝土時，要嚴格控制用水量，控制擴展度 500～600mm 之間，保證混凝土有較大的流動性。如果擴展度太大的話，混凝土容易出現板結，扒地現象，不宜施工。

（3）生產過程中，萬一遇到材料有變化或含水量變化較大時，特別要嚴格控制用水量及外加劑的適宜摻量，以調整混凝土的坍落度及流動性，確保混凝土必須有良好工作性。

（4）必須注意 SPS-8P 聚羧酸減水劑不能與萘系減水劑混合使用，一旦發生會影響混凝土減水率和保坍性及強度。

（5）聚羧酸減水劑應儲存在聚乙烯塑料桶中，避免日光直曬，摻入混凝土中應適當延長混凝土的攪拌時間，視生產實際設備情況而定。

（6）聚羧酸減水劑具有環保、節能、降耗，對人體健康無危害的產品，相信隨著在工程中實際應用，將逐步取代萘系和脂肪族減水劑。

[1] 高性能預制構件中用聚羧酸系混凝土高效減水劑合成方法，ZL201210312338.1．

[2] 麻秀星，等．徐放型聚羧酸系減水劑合成研究[J]，材料導報，2010，24(10)：55-58．

[3] Prof.DR.Jonann Plank.An Overview of current PCE Superplasticizer Technology .聚羧酸系高性能減水劑制備、性能與應用技術新進展[M]，北京工業大學出版社，2013(5)：3-15.

［通訊地址］江蘇省蘇州市相城區蘇州澄湖混凝土有限公司（215000）

Application of SPS-8P polycarboxylate superplasticizer in C60 ready-mixed concrete

Wang Fengli, Song Changqing, Wu Juzhen
(Suzhou Cheng Hu Concrete Co., Ltd.,Suzhou Jiangsu 215000)

By using methyl allyl polyoxyethylene polyoxypropylene ether directly with unsaturated acrylic acid and containing amide groups, sulfonic acid groups active monomer synthesis of ether type polycarboxylic acid superplasticizer as masterbatches, be retarder, air entraining agent, defoaming agent, thickener and other physical compounded SPS-8P polycarboxylate superplasticizer agent (retarder) , which has high water reducing, water, low shrinkage, good durability , etc. It has been successfully used in C60 ready mixed concrete engineering.

ether polycarboxylate superplasticizer; homogeneity of concrete; appropriate content; slump

王鳳麗（1971－），大學本科，工程師，主要從事商品混凝土和外加劑應用研究和質量管理。