聚羧酸減水劑與其他外加劑復合使用效應研究

邵偉

摘要：聚羧酸系高性能減水劑的發展是當今外加劑研究的發展方向。聚羧酸系減水劑與其他外加劑的復合使用是較常用在混凝土工程當中的組合。本文通過對聚羧酸減水劑與其他減水劑的復合，聚羧酸減水劑與緩凝劑的復合效應的試驗，研究其對混凝土性能產生的影響。

關鍵詞：聚羧酸系；外加劑；復合效應

現代混凝土的高性能相當大的程度需要高性能的外加劑來提升。高性能的外加劑是當代混凝土不可或缺的組成部分。高性能外加劑對于不同品種的水泥適應性以及產生的實際效果差別巨大，依靠單一品種外加劑很難完全達到工程所需要的性能效果。因此，實際使用中往往會通過兩種或多種外加劑的復合使用來達到目的。本文通過對聚羧酸減水劑與其他減水劑的復合，聚羧酸減水劑與緩凝劑的復合效應的試驗，研究其對混凝土性能產生的影響。

1 試驗設計

項目試驗設計為對聚羧酸系與萘系，氨基磺酸鹽，脂肪族等高效減水劑的復合效應觀察試驗水泥凈漿膠砂流動度與經時損失的影響。聚羧酸系減水劑與三聚磷酸鈉、糖鈣、硼砂，葡萄糖酸鈉復合效應相關影響研究。試驗水泥采用海螺牌和天寶山P.O42.5水泥，燒失量2.63%，SO3含量2.62%，MgO含量2.45。標準砂，試驗用水采用飲用自來水。聚羧酸高性能減水劑，萘系減水劑，氨基磺酸鹽系與脂肪族減水劑均采用自調制含固量30%液體。

水泥凈漿流動度試驗一句GB/T8077《混凝土外加劑勻質性實驗方法》標準，凝結時間試驗依據GB/T1346《水泥標準稠度用水量，凝結時間，安定性實驗方法》，氯離子滲透試驗依據《混凝土抗氯離子滲透標準試驗方法》，塌落度實驗依據《普通混凝土拌合物性能試驗方法》，混凝土抗壓試驗依據《普通混凝土力學性能試驗方法》。

2 試驗結果

在研究聚羧酸減水劑與其他品種減水劑復合效用時，通過聚羧酸與萘系各自單獨使用并在摻量不同情況下和兩者復合使用同樣比例摻量下，實驗結果顯示單獨分別使用聚羧酸和萘系情況下，對兩種水泥的凈漿流動度及經時損失表明聚羧酸效果更好，其中海螺水泥對于萘系效果不佳，流動度不能達到要求。通過聚羧酸與氨基磺酸鹽各自單獨使用并在摻量不同情況下和兩者復合使用同樣比例摻量下，實驗結果表明聚羧酸單獨使用對水泥流動度有更好效果，而對于天寶水泥兩者復合使用時初始流動度效果較差，且不如兩者各自單獨使用，說明適應性不好。通過聚羧酸與脂肪族各自單獨使用并在摻量不同情況下和兩者復合使用同樣比例摻量下，實驗結果表明依舊是聚羧酸的單獨使用效果較脂肪族為好，且單獨使用脂肪族對于二品種水泥稍顯不適應，初始流動度不佳。

在對聚羧酸減水劑與緩凝劑的復合效應研究中，通過聚羧酸與三聚磷酸鈉，硼砂等無機緩凝劑的復合效應試驗研究。試驗結果表明，幾種無機緩凝劑中三聚磷酸鈉與聚羧酸的復合后凈漿流動度及經時損失都較好，相對與單獨使用聚羧酸而言，復合使用更有利于拌合物性能的提高。而聚羧酸與硼砂的復合效果不理想，主要體現在經時損失較大。在通過聚羧酸與葡萄糖酸鈉，糖鈣等有機緩凝劑的復合試驗中，結果顯示聚羧酸與葡萄糖酸鈉的復合對凈漿流動度及經時損失都效果良好，而與糖鈣的復合反而不如單獨使用聚羧酸減水劑，甚至在摻量增加時會起到負面作用。

在凝結時間及水泥水化歷程影響試驗中，聚羧酸與三聚磷酸鈉及葡萄糖酸鈉的復合效應易產生協同作用，對凝結時間緩凝效果及水化物理作用效果均良好，而與糖鈣等結合后難以產生協同作用，對拌合物試驗正面效果不明顯或起到負面作用。

在坍落度試驗，抗壓強度試驗及氯離子滲透試驗中，聚羧酸高效減水劑與葡萄糖酸鈉的聚合使用對混凝土早期強度的提高作用最明顯，3天抗強度提高約40%，其余對混凝土強度也有提高作用，提升能力依次為葡萄糖酸鈉，三聚磷酸鈉，糖鈣。在坍落度試驗中，通過與空白實驗對比，單獨使用聚羧酸減水劑對混凝土拌合物和易性提升明顯，與幾種緩凝劑復合后混凝土拌合物和易性略有提升，但效果并不十分明顯。在氯離子滲透試驗中，由于聚羧酸減水劑的分散作用，幾種減水劑與其復合結果中葡萄糖酸鈉更加穩定，能夠有效減緩水化作用，改善缺陷數量，顯著提高抗滲性能從而提高氯離子滲透性。

3 實驗小結

通過幾組試驗表明，聚羧酸減水劑與其他減水劑復合使用時，試驗結果與不同水泥使用產生結果區別較大，水泥品種及各自特性對于復合后效果影響較大。同時，聚羧酸與萘系、氨基磺酸鹽系復合效果差，膠凝體網架結構不和，導致初始凈漿流動度與經時保持值較低，沒有產生協同效應導致效果不佳。聚羧酸與脂肪族復合效果較好，雖然幾項試驗結果并不最好，但由于脂肪族減水劑價格便宜，因而在大規模使用中容易產生帶來較好的經濟效益。

聚羧酸與緩凝劑復合使用時，產生效果依然與水泥品種及相關特性關聯密切。如與三聚磷酸鈉、糖鈣、蔗糖等復合時，反而造成促凝效果，而與硼砂，葡萄糖酸鈉復合時卻能顯著延長標稠凝結時間；且研究表明，與葡萄糖酸鈉與三聚磷酸鈉復合可明顯減低或推遲水化溫峰出現時間。

當前國內基礎設施建設如火如荼，高性能混凝土需求及用處越來越廣泛，聚羧酸系高性能減水劑性能優異，與其他品種外加劑摻加復合使用效果也十分明顯，而當前之所以聚羧酸沒有廣泛推廣，一方面由于長時間以來的市場使用慣性，另一方面也是主要是價格較大帶來的成本控制問題。需求才會帶來變化，工程強制要求更是重要的推動力。目前各項工程主要驗收標準俱是強度要求為主，故而聚羧酸在耐久性等方面的性能特長并沒有得到主要關注。

隨著社會發展，技術的進步，對高性能混凝土及耐久性的更高要求和關注，聚羧酸及其相關的復合效應研究必將的到更多重視。

參考文獻：

[1]公路工程水泥混凝土外加劑與摻合料應用技術指南.交通運輸部科學研究院.

[2]混凝土外加劑勻質性實驗方法.中華人民共和國國家標準.

[3]混凝土外加劑應用技術規范.

項目：南京交通職業技術學院科研基金項目JQ1403