高適應性聚羧酸減水劑在機制砂混凝土中的應用

梅海峰 李曉寧 李婷 陳家繼

（1中國建筑材料科學研究總院有限公司，北京 100024；2中建材中巖科技有限公司，北京 100024）

0 前言

近年來，全國河湖海采砂專項整治行動越來越嚴格，限采限挖政策推廣范圍越來越大，促進了人工砂行業的飛速發展。但人工砂是巖石經除土開采、機械破碎、篩分而成，一般表面粗糙、尖銳多棱角，細度模數大，級配不良，堆積孔隙率高，使得混凝土需水量高、和易性差、易離析泌水等問題日漸突出。而天然砂地域分布廣泛，巖性及含泥量的差別導致普通聚羧酸減水劑敏感性高、摻量高，影響混凝土性能穩定性。因此，高適應性聚羧酸系減水劑成為研究熱點。

眾多研究發現，影響聚羧酸系高性能減水劑適應性的主要因素包括：大單體種類、主鏈聚合度、支鏈官能團等。胡權等[1]采用普通單體與馬來酸酐及反式丁烯二酸雙官能團取代單官能團制備一種高適應性PCE，具有更低的溫度敏感性和更高的水泥適應性；李曉燕等[2]采用（2+2）單體結合聚酯單體與丙烯酸實驗室制備了一種高適應性PCE，經驗證知具有高減水率、高適應性及高坍落度保持性；萬甜明等[3]采用普通單體引入不飽和酯基基團和酰胺磺酸基團單體，常溫制備了一種高適應性緩釋保坍型PCE，與其他同類減水劑相比具有更好的初始分散性能和緩釋保坍性能；張明等[4]采用支鏈型功能單體與普通大單體自由基聚合制備一種高適應性聚羧酸PCE，酯類單體的制備條件苛刻，對生產設備要求較高。綜上研究，高適應性聚羧酸減水劑采取工藝復雜的酯類單體或較多種類的共聚單體，工藝復雜，成本高昂，工業化轉化有難度。

中巖科技采用新型乙烯醚類六碳單體[5]，與丙烯酸及自制功能性小單體共聚，采取低溫生產工藝，制備了一種高適應性聚羧酸系高性能減水劑（ZY-C6），在砂石料品質差、水泥品種波動大及對混凝土有較高要求的工程上實現了良好的應用效果。

1 ZY-C6的水泥適應性

選取桃江南方水泥、棗莊中聯水泥、海螺水泥、山水水泥4種水泥，采用GB/T 50119-2013附錄A的方法，測定初始、30min、60min、90min和120min砂漿微坍落度，對比市售減水母液PC-1與ZY-C6的水泥適應性。砂漿配合比見表1，砂漿微坍落度結果見表2。

由表2對比可知，對于需水量較大、流動性損失較快的棗莊中聯水泥，ZY-C6比市售減水母液PC-1表現出更優的適應性；對于其他三種水泥，ZY-C6的初始減水率和后期保坍性能均優于PC-1。這說明ZY-C6對水泥適應性較好。

圖1 機制砂

表1 砂漿實驗配比

表2 不同水泥的砂漿流動度結果

2 ZY-C6在河砂機制砂混用混凝土的應用

水泥為鉆牌P.O42.5；粉煤灰為II級；礦粉為S95級；砂采用機制砂與河砂復配，細度模數3.2（圖2），含泥量高；石為5-25mm碎石（圖2），粒型差，針片狀含量高。

圖2 砂石狀況

混凝土配合比見表3。采用PC-1和ZY-C6與中巖科技緩釋母液SR-3復合，提高保坍性能。外加劑配比見表4。

表3 混凝土配合比

表4 外加劑配合比

圖3為兩種減水母液摻入混凝土時的出機狀態。由圖3可知，1#混凝土和易性比2#差，出現堆石現象，且1#混凝土靜置20-30min后出現泌水現象，而2#混凝土無此現象，說明針對此種河砂和機制砂混配的混凝土，ZY-C6具有較好的適應性。

圖3 出機混凝土狀態圖

3 ZY-C6在高含泥機制砂混凝土中的應用

水泥為坪塘南方水泥；粉煤灰為II級；礦粉為S95級；機制砂級配較好，但含泥量較高，約7%；石為5-25mm碎卵石，級配不連續，摻雜大粒徑石塊和卵石。混凝土配合比見表5，砂石情況較差（圖4），遂采用復配中巖科技抗泥劑ZY-KN和中巖科技調粘劑ZY-TN與PC-1和ZY-C6復配，外加劑配比見表6。

表5 混凝土配合比

表6 外加劑配比

圖4 砂石料狀態

由圖5可知，在相同外加劑摻量下，采用1#外加劑配制的混凝土出機包裹性較差、露石明顯，人工鏟拌沉且硬，采用2#外加劑配制的混凝土初始流動度大、包裹性好，混凝土輕且軟，具有優異的和易性，說明ZY-C6在高含泥機制砂、大粒徑碎卵石的較差地材情況下，仍具有優異的適應性。

圖5 出機混凝土狀態圖

4 結論

通過不同廠家水泥的適應性驗證得出，中巖科技高適應聚羧酸減水劑ZY-C6具有更廣泛的水泥適應性，在河砂與機制砂混配混凝土、高含泥機制砂混凝土中應用時，包裹性好，減水分散，保坍性能優異，與市售減水劑相比具有更好的適應性。