關于聚羧酸系減水劑的性能論述

王賀

摘 要：作為現代建筑施工中的一種重要混凝土外加劑，聚羧酸系減水劑的應用對于保證混凝土的良好應用具有重要作用。首先介紹了減水劑性能測試方法，然后具體探討了聚羧酸系減水劑的性能，以期為相關技術人員與研究人員提供參考。

關鍵詞：聚羧酸系減水劑；混凝土；性能測試；均質性實驗

中圖分類號：TU528.042+.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.035

聚羧酸系減水劑是利用引發劑對不飽和單體進行共聚，將帶活性基團的側鏈與聚合物主鏈接連，使其具備抗收縮、減少坍落度和控制水泥硬化凝結的功能。此類減水劑總體上可分成丙烯酸、甲基丙烯酸脂聚合物和烯烴、順丁烯二酸酐聚合物等。聚羧酸系減水劑作為高強混凝土中的一種關鍵組分，其性能與混凝土整體性能息息相關。因此，加強有關聚羧酸系減水劑的性能研究對于改善混凝土的質量具有重要的現實意義。

1 減水劑性能測試方法

1.1 不飽和單體含量測試

一般情況下，可依據測定體系反應前后的不飽和雙鍵含量來測定單體轉化率，不飽和側鍵則可利用溴化法測試。具體反應原理為：將過量KBr添加至KBrO3溶液中，在溶液酸化過程中，BrO3對Br進行氧化形成游離溴。使用過量的KBrO3溶液與待測減水劑反應，在酸性溶液中與KI作用，形成I2，然后使用NaS2O3標準溶液滴定析出的碘，由此測定樣品中的不飽和雙鍵含量。

1.2 混凝土拌和物的坍落度測試

混凝土拌和物坍落度的測試過程按照相關標準開展，將均勻飽和的混凝土試樣平分成三份，分別裝入坍落度筒內，各層使用振搗棒插搗25次左右，隨后將坍落度筒平直地提起，并測量筒高于坍落后的混凝土試體間的高度差，測定值便為次混凝土拌和物的坍落度值。

1.3 固體顆粒表面吸附量測試

將經過精確測量的水泥試樣放入燒杯內，摻加一定濃度的減水劑溶液，采用4︰1的液固質量比，充分攪拌3 min，然后等待一定時間，以確保其完成吸附平衡，隨后提取上層清液，使用TGL-16C臺式離心機分離10 min，最后稀釋分離后的液相，使其滿足比爾定律的濃度范圍。使用UV紫外可見分光光度計測定液相濃度。依據吸附前后的濃度差可測得減水劑在水泥顆粒表面的吸附量。

1.4 體系酸值與酯化率的測定

將少量蒸餾水添加至1 g試樣中稀釋，然后使用氫氧化鈉標準溶液滴定三四滴指示劑溶液，直至體系開始變綠后停止，最后計算損耗的氫氧化鈉標準溶液體積。使用以下公式計算體系酸值：

K=40×N×V/G. （1）

式（1）中：K表示酸值，mgNAOH/g；N表示氫氧化鈉標準溶液，mol/L；V表示損耗的氫氧化鈉標準溶液體積，mL；G表示試樣質量，g。

酯化率=（1-反應后體系酸值/反應前體系酸值）×100%.

2 聚羧酸系減水劑性能測試

2.1 減水率

為檢測和對比不同種類聚羧酸系高效減水劑的減水率，可使用試樣水泥凈漿流動度接近的摻量進行實驗，摻量采用0.5%.依照《混凝土外加劑勻質性試驗方法》（GB/T 8007—2000）中的試驗方法測定混凝土砂漿減水率，測定采用標準砂。如果根據此種方法對M-聚羧酸系減水劑、A-M-聚羧酸系減水劑與市售減水劑比較，在同一摻量條件下，M-聚羧酸系減水率減水性能要高于A-M-聚羧酸系減水劑，摻量為0.5%時，減水率可提升至35%.

2.2 水泥凈漿流動度

為檢測和對比不同種類聚羧酸系高效減水劑對水泥的分散性能，實驗可測定不同減水劑在不同摻量條件下對水泥凈漿流動度的影響。實驗依照《混凝土外加劑勻質性試驗方法》（GB/T 8007—2000）來測定，水灰比采用0.29. 比較M-聚羧酸系減水劑、A-M-聚羧酸系減水劑與市售減水劑在不同摻量條件下對水泥凈漿流動度的影響。由試驗結果可知，在摻量較低條件下，水泥的凈漿流動度為中度，經時流動度損失較大；在增大摻量時，流動度也會增加，在摻量至0.45%～0.5%時，流動度逐漸保持穩定，經時流動度損失會呈現逐漸減小的趨勢，且三種減水劑流動度大小趨于一致。這表明，減水劑在較大摻量條件下，對水泥的分散性能較為一致；在同種摻量條件下，聚羧酸系減水劑性能與市售減水劑性能接近；在M-聚羧酸系減水劑摻量達到0.35%時，經時流動度要高于初始流動度，對水泥的分散性較大。同時，在實驗中發現，在外加劑摻量達到某設定值時，泌水問題會逐漸加重。

2.3 抗壓強度與抗折強度

實驗課采用不同種類聚羧酸系進行水泥試驗，減水劑摻量采用0.35，檢測其放置在水泥養護箱內1 d、3d、7d、28 d后的抗折強度與抗壓強度值。對比M-聚羧酸系減水劑、A-M-聚羧酸系減水劑與市售減水劑的抗壓強度與抗折強度，由結果可知，在同一水灰比與減水劑摻量環境下，當增大水泥養護周期時，水泥砂漿的抗折強度與抗壓強度會逐漸增加，表明幾種減水劑在養護后期強度較大。摻加M-聚羧酸系減水劑的水泥試件砂漿強度相對較低，要小于其他兩種減水劑。而摻加A-M-聚羧酸系減水劑的水泥試件強度要高于市售減水劑和M-聚羧酸系減水劑。依據水泥抗折與抗壓性能標準，A-M-聚羧酸系減水劑性能要好于M-聚羧酸系減水劑和市售減水劑。

2.4 均質性實驗

減水劑內的堿含量會直接影響混凝土的性能。當堿含量較高時，堿可能會與混凝土骨料內的活性成分進行骨料反應，形成一種硅酸凝膠。此類硅酸凝膠的吸水性能較強，且會膨脹，以增加骨料周圍水泥拉應力而使其斷裂，進而改變混凝土的力學性能。如何有效控制堿含量，防止出現骨料反應已成為當前混凝土研究的重要課題。在國內相關工程中，就將混凝土配置的堿含量調制在3 kg/ms以下。依據相關標準，對M-聚羧酸系減水劑、A-M-聚羧酸系減水劑進行均質性測驗發現，其含堿量均在0.4%以下，且無氯離子與甲醛對改善混凝土性能具有良好的作用。

3 結束語

聚羧酸系減水劑的性能直接關系著混凝土的使用質量和安全穩定性，因此，相關技術與研究人員應加強有關聚羧酸系減水劑的性能研究，總結聚羧酸系減水劑測定方法和性能改善手段，以逐步提升聚羧酸系減水劑的應用水平。

參考文獻

[1]孫浩.聚羧酸系減水劑的合成研究及應用[D].無錫：江南大學，2011.

[2]潘偉.聚羧酸系減水劑的合成及性能研究[D].武漢：武漢理工大學，2012.

[3]高瑞軍.聚羧酸系減水劑的合成及其結構與性能相關性研究[D].西安：陜西科技大學，2012.

〔編輯：王霞〕

Discussion on the Performance of Poly Carboxylic Acid series Water Reducer

Wang He

Abstract： As a kind of important concrete admixture， the application of poly carboxylic acid series water reducer is very important for ensuring the good application of the concrete. In this paper， we first introduce the method to test the performance of the water reducer， and then discuss the performance of the poly carboxylic acid series water reducer， in order to provide a reference for the relevant technical personnel and researchers.

Key words： poly carboxylic acid series water reducer； concrete； performance testing； homogeneity test

文章編號：2095-6835（2015）19-0036-02