混凝土原材料對聚羧酸減水劑應用性能的影響探討

吳團華

（安徽中鐵工程材料科技有限公司 安徽合肥 230022）

混凝土是建筑工程施工中不可或缺的一種原材料。在制備混凝土的過程中，為了能夠提高混凝土的性能，在加入水、石子、砂和水泥后還需額外添加減水劑。然后進行充分的攪拌，便能極大的提高混凝土的流動性和強度等性能。而在日常工作中較為常見的高效減水劑主要為聚羧酸減水劑。這種減水劑由于具備高減水率、高保坍性能、經濟型好等優勢，所以得以廣泛運用。

1 聚羧酸減水劑的作用機理分析

聚羧酸減水劑主要由羧酸類接枝聚合物構成，呈淺褐色，是一種透明狀的液體。其主要的作用機理包括保持分散機理和分散機理兩種。聚羧酸減水劑目前在建筑工程領域得以廣泛應用是因為聚羧酸減水劑相比于普通的減水劑而言具有十分穩定的化學性質；是透明的液體，便于運輸。如此一來節省了大量的運輸成本，同時還減少了資源的浪費。就目前而言使用最多的聚羧酸減水劑主要是以丙烯酸為主鏈，但是發揮作用的是羥基和羧基分子，這兩種分子可以和混凝土中的水分子進行結合，進而促使混凝土中的絮凝結構遭到破壞，以至于混凝土的微觀結構發生了變化，這樣一來讓混凝土凝結硬化速度變快。聚羧酸減水劑中的有關化學分子會與水泥粒子進行結合，這樣會加快混凝土的流動性，進而得到想要的理想狀態，也能進一步的凸顯出混凝土的特性。然而在實際使用聚羧酸減水劑的過程中，這種減水劑在混凝土的使用過程中對外界的溫度范圍要求較高。無論是施工溫度過高還是過低都會對聚羧酸減水劑的特性造成影響，以至于無法達到理想效果。

2 不同摻量的減水率

本文通過選取十種減水劑（PCE-1～PCE-10）進行分析，具體的減水率如圖1 所示。

圖1 不同摻量減水劑下的減水率

當聚羧酸減水劑的摻量在0.15%時，PCE-1 和PCE-2、PCE-4，PCE-6、PCE-7 的減水率均高于20%，表現出了較高的減水率；一旦聚羧酸減水劑的摻量越高，即達到了0.2%時，這幾種減水率也會越高（25%～30%）；當聚羧酸減水劑的摻量在不高于0.3%，不低于0.25%時，PCE-2、PCE-4，PCE-6、PCE-7 和PCE8，這幾種減水劑的減水率均達到了（30%～35%）。

3 混凝土原材料對聚羧酸減水劑的影響分析

3.1 水泥對聚羧酸減水劑的影響

普通的木質素磺酸鹽系減水劑、萘系減水劑和聚羧酸系減水劑相比有著本質上的區別。聚羧酸系減水劑具有環保無危害、保坍能力強和減水率高等優勢，所以被得以廣泛應用。但這種減水劑也存在著一定的缺陷性，即適應性不良的問題，但這也是普通減水劑的共性缺陷。譬如在應用某種水泥時可能會有水泥漿流動性差和減水效果差等特征，而造成這種現象產生的主要原因是由于物質本身的分子結構性質造成的，除此之外還和水泥的成分以及表面特性等有關。

3.2 細集料對聚羧酸減水劑的影響

機制砂和天然砂是混凝土中較為常用的細集料，是制備混凝土的原材料之一。而天然砂分為河砂、山砂和海砂三種類型。但需要注意的是在制備混凝土的過程中切勿大量使用聚羧酸系減水劑，一旦過量必然會和細集料發生反應，不但會對混凝土的坍落度造成影響，而且還會對混凝土的強度產生不利影響。除此之外，影響混凝土和聚羧酸系減水劑適應性的另外一個重要因素是砂中的石粉含量。如若在制備混凝土的過程中使用了高石粉含量的砂，極有可能會對混凝土的流動性產生一系列的影響。另外細集料的其他特性也會對混凝土和聚羧酸系減水劑適應性產生影響，譬如砂子的粗細程度。一般來說，若砂的細度小于標準值時會造成混凝土出現流動性快速損失的情況，與此同時砂率以及海砂中殘留的硫酸鹽和氯離子等均會對聚羧酸系減水劑的適應性產生一定程度的影響。

除了上述幾點影響因素外，砂石中泥的含量也會對聚羧酸系減水劑的適應性以及使用性能產生影響。其主要是由于泥土具有較強的吸附力，而這種強大的吸附力會影響到減水劑的減水率。對于不同的物質的含泥量也會不同。一般來說，砂石中的泥土的含量會對聚羧酸減水劑的作用較大，當砂石中的含泥量超過了3%時，其減水劑的作用性能會顯著的得到下降，即便是加入適量的摻量也不會促使混凝土的流動性增強。

3.3 粗骨料對聚羧酸減水劑的影響

影響聚羧酸減水劑的另外一個重要因素是粗骨料。而這種表現主要是體現在石子的級配及針片狀含量上。即便為級配相同的石子，若石子的針片狀含量有所上升，那么混凝土的流動速度必然會有所放緩，而擴展度下降有可能會導致泌水或者離析。除此之外，不同粗細程度的粗集料吸水率也會不同。一般來說，細骨料的吸水性要高于粗骨料，即便是對減水劑的含氣量或者摻量作出改變也無法達到預期目的，只有調整混凝土的配合比才能得以改變。所以在實際的施工過程中務必要結合原材料的實際情況來不斷調整石級配以及砂的含泥量，并尋求最佳的解決方案。

4 結束語

綜上所述，在制備高性能混凝土的過程中外加劑發揮出了至關重要的作用，因而為制備混凝土過程中不可或缺的原材料。當前聚羧酸減水劑由于具備諸多優勢所以被得以廣泛應用，而為了能夠更好的推動這種減水劑的進一步發展，必須要對混凝土的原材料對聚羧酸減水劑作用機理和影響進行深入研究，同時還要重點掌握其規律，便于后期可以制備出高性能的聚羧酸減水劑。