淺談聚羧酸外加劑在大體積混凝土中的影響

陳志剛

(文登德泓混凝土工程有限公司)

淺談聚羧酸外加劑在大體積混凝土中的影響

陳志剛

(文登德泓混凝土工程有限公司)

從技術角度而言，聚羧酸外加劑的分子結構相比較而言具有更加強力的可設計性，用于混凝土當中可以改善其性能，從本質上改變工程的質量。聚羧酸外加劑對大體積混凝土的影響是復雜多樣的，可以有效的降低水膠在混凝土當中漿體的粘稠度，有效的解決混凝土開裂的現象，是目前國內外建設大型工程項目的核心技術手段之一，對該項技術的深入研究可以促進相應技術的深入化發展。

聚羧酸外加劑 混凝土 粘稠度

前言：混凝土作為一種有效的建筑材料是目前世界上被應用在大型工程中最為有效的材料之一，具有明顯的不可代替性，是現代城市建設的基礎。在上世紀早期發明鹽水泥后混凝土就開始使用，并在歷史的長河中經歷了四個發展階段，隨著科學技術的深入化發展，高效減水劑的應用正式揭開了現代混凝土時代。但其本身因復雜的化學變化過程中容易引發開裂以及其他負面反應，不利于堅實的建筑建構，因此，本文通過對聚羧酸外加劑對大體積混凝土的作用與影響來分析現代混凝土技術的發展方向。

一、現代混凝土技術概述

現代混凝劑是現代城市建設的基礎，它是建立在工業化生產的預拌混凝土為代表，其施工的主要方式以泵送為主。現代混凝土技術更加注重如何在制作與施工中保證混凝土的耐久性，并在未來技術的發展過程中不斷追尋其可持續發展[1]。

從特征學的角度來分析，現代混凝土技術其組織成分更加復雜，現代混凝土的內部結構主要是以工業固體的廢棄物為主要來源而形成的礦物摻和料，其本質是一種凝膠材料，具有非常明顯的多樣化特征。現代混凝土的組成結構部分超越了傳統單一性的材料而演變為以磨細礦渣粉以及粉煤灰等摻合料為主，在此基礎之上，超細石粉、沸石粉等具有功能性的摻和料也在現代混凝土中得到了深入化的應用[2]。最重要的是，現代混凝土的另一主要特征則以高性能的減水劑為主，該項技術的使用促使混凝土中的水膠明顯降低，顯著的提高了混凝土的強度。但是現代混凝土中的組織元素復雜化導致其流動度出現了明顯的降低趨向，這就阻礙了混凝土流動性的保持。現代混凝土相比較其他建筑材料，其對施工的要求更為嚴格。現代建筑的超高層以及超大體積化的發展要求混凝土的泵送性能更加優越，為了可以實現更加科學化的施工，應該加強混凝土的密實性，且長距離的運輸環境對混凝土的流動性要求也越來越高。現代混凝土的膠凝材料用量隨著現代建筑物的高層化其用量越來越多，這就導致水泥越來越細，促使其更容易引發收縮開裂的問題，而伴隨著現代人類行為與活動的擴大化，在惡劣的環境中進行施工成為了現代混凝土工程項目的主要形式，這無疑增加了混凝土的開裂風險，且嚴重的制約了混凝土的耐久性的真實性發揮。

二、聚羧酸外加劑在大體積混凝土中的影響

聚羧酸外加劑其內部具有非常靈活的分子結構，這就決定了其具有非常明顯的可設計性特點，其可以擴大混凝土的功能性與穩定性，滿足現代工程項目對建筑質量的基本需求。其影響可以分為以下幾個方面進行研究：

第一，常規性的聚羧酸外加劑是專門針對水泥的固有特性進行了非常細致化的分子結構設計，這樣就保證水泥的顆粒表面具有原有所不具備的吸附力，但是如果是針對于礦物摻和料，那么所表現出來的吸附作用就會表現的相當平緩。值得注意的是，如果在低品位的砂石集料當中殘留了粘土以及聚羧酸外分子那么聚醚側鏈就會表現出比較強勁的氫鍵吸附作用。多種因素的限制嚴重阻礙了現代混凝土的流動性，干擾了其應用效果的利用。

第二，在比較復雜的施工環境中保證混凝土的流動性是現代建筑施工的基礎，也是工程的核心所在，如果進行長距離的運輸就要求混凝土的流動性應該保持在5小時之內，而比較嚴格的核電工程則對其具有更加嚴格的要求，即混凝土在90分鐘之間其坍落度應該嚴格的控制在一定范圍之內。如果其中采用了復配緩凝組成的方法，就會增加混凝土的泌水以及干燥收縮作用，從而降低其在早期所表現出的應用強度，并不能合理的滿足工程的基本需要求。借助專業性的研究發現，聚羧酸外加劑對于混凝土具有非常明顯的分散保持性，并與漿體絨業當中所殘留的聚羧酸外加劑的濃度是呈現出非常明顯的正向相關關系[3]。如果聚羧酸分子中主鏈的吸附基因減少，那么吸附在水泥表面的分子側鏈就會加長，這樣其提供的空間位阻做過就會愈發明顯，而保證了混凝土的分散保持性。

第三，現代混凝土中的水膠比例相對較低，這是因其粘度以及漿體的粘度之間都有非常緊密的關系。借助相應的技術來提高其中的主鏈電荷密度從而最大程度的提升聚合物初始靜電吸附驅動力。在現代混凝土當中摻入分散降粘型聚羧酸外加劑可以有效的提高其流動性，并在最大程度上降低其塑性粘度，這樣就提高了水泥材料的初始性分散速度，并從本質上降低了漿體的粘度。

第四，根據LapLace方程對其內質結構的分析，如果水泥的表面張力降低，那么其毛細孔當中的彎曲液體表面之下的附加壓力也會明顯降低，因此，在消耗相同水分條件下，應該盡可能的降低水泥的宏觀應力，這樣才能最大程度的減少其收縮效應。采用傳統的小分子減縮劑其存在成本高，可能會降低混凝土的后期強度等負面效應，因此，應該采用裁剪技術將其中具有縮減功能的烷基聚醚接枝到聚羧酸外加劑分子的主鏈當中，從而制作出具有減縮作用的配劑可以更好的實現促進混凝土當中減縮與減水分散功能的相互統一。

結論：綜上所述，聚羧酸外加劑相比較傳統或其他類化學制劑具有更加特殊的分子結構，其可以通過分子進行構筑作用，來從本質上提高其本身所具有的分散作用，同時可以發揮出其應有其它多項功能，如降粘、減縮等作用，因此，該項技術具有極高的利用價值，并被廣泛的應用在高鐵、核電以及大型橋梁工程項目當中，從技術角度上解決了現代混凝土組成復雜性的問題，明顯的提高了混凝土的流動性保持，并控制了混凝土易開裂的現象，促進了工業綠化技術的發展與改進，提高了大型工程建設項目的完整性。

[1]李宗津，孫偉，潘金龍．現代混凝土的研究進展[J]．中國材料進展，2013,28（11）：101-102．

[2]孫偉．現代混凝土材料的研究和進展[J]．商品混凝土，2012,12（14）：105-106．

[3]劉加平，余寅輝，冉千平，等．梳妝聚羧酸系減水劑在水泥礦物上的吸附特性[J]．建筑材料學報，2012,15（25）：589-600．

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1007-6344（2015）04-0339-01

陳志剛（1980-），男，高級工程師，主要從事建筑材料的應用及研究