混凝土原材料對聚羧酸減水劑應用性能的影響

許燦敏

汕頭市創業混凝土有限公司

混凝土原材料對聚羧酸減水劑應用性能的影響

許燦敏

汕頭市創業混凝土有限公司

隨著中國高速發展的經濟和高端技術的應用，很多高難度高工藝的建筑工程迅速發展起來了,建筑技術與日俱進。而混凝土是建筑中的重要材料，為了讓混凝土達到最大的功效，最大的提高它的性能，這就需要使用一些外加劑了。外加劑的樣式和功效是多種多樣的。在眾多使用于混凝土的外加劑中，特別是在性能要求高的高標號混凝土生產中，聚羧酸的使用率近幾年逐漸增加起來。由于聚羧酸減水劑有很多優點，比如：摻量低、減水率好、甲醛含量低等等。而在日常生產的實際應用中，用于生產混凝土的各種原材料對聚羧酸減水劑應用性能的影響是非常大的。本文主要敘述混凝土各種原材料對聚羧酸減水劑應用性能的影響。

混凝土原材料；聚羧酸減水劑；應用性能。

引言：

在混凝土的生產過程中，外加劑的作用是不可或缺的，并且已經變成了混凝土必不可少的一個構成部分[1]。聚羧酸減水劑是一個非常有效的減水劑，對混凝土的生產具有很大的作用。要想研究和發展聚羧酸減水劑，并且讓它的具有性能出現在大家面前，我們必須全面的、科學的掌握混凝土原材料對聚羧酸減水劑應用性能的影響，了解混凝土原材料對聚羧酸減水劑影響的范圍和規律，以便制造出能更好地適應于混凝土生產需要的聚羧酸減水劑。

一、作用機理

聚羧酸減水劑是不常見的，它是一種略帶淺米白色的半透明液體，它是由羧酸類聚合物組成，聚羧酸減水劑的分析結構為梳形，由于聚羧酸減水劑中硫酸基、羥基、烯基鏈節和海油羧基等活性基團單體的存在，使聚羧酸減水劑在混凝土的制備中發揮了重要的作用。其作用機理主要包括兩個方面，一個是分散機理，另一個是保持分散的機理。分散機理指的是利用減水劑吸附水泥顆粒和聚羧酸分子結構的空間位阻效應的同時作用下，形成了超過一般減水劑的高級分散立體結構體系[2]。水泥顆粒表面上吸附了很多梳形聚合物，這些梳形聚合物呈齒形，利用主鏈上的硫酸基、磺羧基、羥基、羧基等基團提供了靜電斥力作用，在分子間，梳形聚合物側鏈也在不斷地往外部延伸，更好的觸及到各個水泥粒子，進一步提升聚羧酸減水劑的靜電斥力。同時，聚羧酸對水泥砂漿流速進行控制，將分散體系的流動性和穩定性牢牢掌控住，進而充分發揮了立體空間位阻效應。由于聚羧酸減水劑具有相當龐大的結構，擁有較長的主鏈和較多的側鏈，所以存在很多的極性基團，使得靜電斥力和空間位阻效應強度得到了進一步的提高和保證。同樣地，另一個保持分散機理也是因為自身的硫酸基、羥基等各類活性基團單體的存在，而由于混凝土能夠提供堿性環境，從而使這些活性基團單體能夠在堿性環境中發生水解，進而不斷地將減水成分釋放出來，持久發揮聚羧酸間減水劑的分散作用。使用了聚羧酸減水劑的混凝土，由于這兩種作用機理的共同作用，使生產出來的混凝土，特別是高強度混凝土能夠一直保持較好的流動性和穩定性，從而能夠使混凝土的長距離運輸和較長時間的施工要求得到滿足。

二、混凝土原材料對聚羧酸減水劑的應用性能影響

1.水泥

混凝土中通常使用到的普通減水劑有木質素磺酸鹽、奈系減水劑等，聚羧酸減水劑和這些普通的減水劑相比有著明顯的性能差異，在低摻量下聚羧酸減水劑能夠保持較高的減水率，并且具有較強的保持坍塌能力，對環境的危害也非常低。然而，和普通的減水劑一樣，聚羧酸減水劑有一個較為嚴重的缺陷，沒有良好的適應性[3]。比如，在某種水泥中應用聚羧酸減水劑時，很可能會導致減水劑的減水效果較差，嚴重降低水泥砂漿的可流動性，導致混凝土的的工作性較低，并且強度的增長變得異常緩慢。這些問題的產生除了由于減水劑自身分子結構性質的影響之外，還有可能是受到水泥的成分和特性影響而導致的。

2.細集料

細集料在混凝土中也是作為重要的原材料之一，在混凝土中，天然砂和機制砂是經常會使用到的細集料，是生產混凝土必備的原材料之一，細集料在混凝土中的作用不言而喻，而在混凝土中使用了聚羧酸減水劑之后，混凝土的性能和質量就會受到減水劑和細集料的適應性影響[4]。有關試驗研究表明，在混凝土中加入聚羧酸減水劑會使細集料極大的影響減水劑的減水作用，因此會對混凝土的塌落度以及混凝土強度造成一定的影響。同樣的，石粉也會對聚羧酸減水劑和混凝土的適應性產生影響，如果將大量石粉加入到混凝土中，不但影響混凝土的流動性，同時還會導致混凝土無法流動開，影響聚羧酸減水劑適應性的不僅僅是細集料的使用量，其他的一些特性也會影響聚羧酸減水劑適應性，比如砂的細度模數也會影響混凝土的流動性，當砂的細度模數過小時，會導致混凝土處于較干的狀態。還有一些因素諸如砂率、海砂中的硫酸鹽、氯離子等都會影響聚羧酸的實用性和適應性。

3.粗骨料

除了水泥和細集料之外，混凝土中的粗骨料也會影響減水劑的適應性，尤其是石中泥砂等產生的影響更顯著[5]。分析原因，主要是由于細泥土吸附聚羧酸減水劑的能力更強，從而使其減水效果大打折扣。當砂、石中的含泥量不同時，對聚羧酸減水劑的減稅效果也會有不同的影響，當超過3%的含泥量時，減水劑就無法較好地發揮出減水劑效果，將聚羧酸的摻量進行增加也無法使混凝土的流動性滿足要求。不僅僅是含泥量的問題，石子的針、片狀含量以及級配等都會影響聚羧酸減水劑，當石子的級配是相同的情況下，增加石子針、片狀的含量會使混凝土的流動速度降低，嚴重時會導致泌水、離析等現象發生。在混凝土的實際生產中，由于骨料吸水率存在著較大的差異，當某種細骨料有著較高的吸水率，而粗骨料的吸水率卻比較低的情況下，如果僅僅將減水劑的含氣量或者摻量進行改變，那么很難改變減水效果，只能通過調整混凝土配合比才能夠實現[6]。因此，在進行混凝土制備過程中，要對原材料中的各項材料進行充分的試配，從而設計出最合理的方案。

4.其他物質

當前，在混凝土的實際制備過程中，會增加多種諸如高爐礦渣、粉煤灰這樣的摻和物，由于這些摻和物的加入，聚羧酸減水劑的適應性也會受到不同程度的影響，實驗表明，如果將混凝土中的高爐礦渣含量控制在30%以內，將粉煤灰含量控制在20%以內，會明顯增加各類聚羧酸減水劑的適應性，這對改善混凝土的流動性與和易性具有重要作用。

在混凝土中聚羧酸減水劑的適應性受到砂石原材料含泥量的影響比較嚴重，尤其是膨潤土造成的影響更加明顯，如果混凝土中的有超過1%的膨潤土，在對混凝土中應用聚羧酸系減水劑時，會使混凝土不具備流動性。同樣效果的還有伊利土和高嶺土，雖然沒有膨潤土的影響效果顯著，但是在混凝土中有超過5%摻量高嶺土或者有超過7%的伊利土時，也會對聚羧酸減水劑的減水效果造成嚴重影響。

三、結語

從1990年聚羧酸減水劑在正式應用于建筑工程建設中以來，近些年，隨著高性能混凝土的不斷應用，人們開始不斷加強對聚羧酸減水劑應用性能的研究。在加入聚羧酸減水劑混凝土的試驗、生產過程中，要仔細篩選混凝土原材料，通過多次試配對原材料的質量和含量進行嚴格控制，將最佳的混凝土配合比配制出來，使工程的施工質量得到有效保證。

[1]汪宗奎, 秦豐豹, 張艷梅.聚羧酸減水劑使用過程中導致混凝土性能波動較大的原因分析[J].商品混凝土, 2016(12)：12-13.

[2]李琴.聚羧酸外加劑在混凝土工程應用中應注意問題[J].大科技,2016(12)：34-35.

[3]李亞杰.不同粘土對聚羧酸系減水劑應用性能的影響[J].工業,2016(8)：00017-00018.

[4]同昆朋, 朱洪波.聚羧酸減水劑先加消泡劑后加引氣劑的復配工藝對混凝土外觀的影響[J].新型建筑材料, 2017, 44(6)：97-99.

[5]賴廣興, 方云輝, 張偉松,等.黏土對摻聚羧酸減水劑膠砂和混凝土性能的影響[J].新型建筑材料, 2016, 43(11)：23-26.

[6]謝立國, 楊永民, 陳理達,等.不同拌合環境溫度下聚羧酸減水劑固含量變化對混凝土性能的影響[J].廣東水利水電, 2016(10)：32-35.