抗泥型聚羧酸高性能減水劑的制備探究

陳健聰 李劍鋒

摘要：本文主要從實驗的角度分析了抗泥型聚羧酸高性能減水劑的制備過程，該減水劑能發揮優異的抗泥性能，而且此減水劑對砂石料泥含量也不是十分敏感，其優勢在于適應性強，能適應水泥、混凝土摻合料等多種環境條件（砂石料泥含量變化造成的摻量、塌損劇烈變化），以此來有效地控制羧酸減水劑性能的浮動與變化，試驗研究表明抗泥型聚羧酸高性能減水劑能發揮更理想的功能，有著更高的混凝土分散性，能提升混凝土強度，整體性能更為優異（能更好的防止含泥量變化對混凝土性能的影響，能更好的阻止泥粉對水泥水化晶體形成造成的影響）。

關鍵詞：抗泥型聚羧酸減水劑;制備試驗;混凝土

0?前言

為了提高混凝土質量，必須選擇優質的原料。然而，當前很多的砂石材料內含泥量較高，這無疑將影響到混凝土的生產加工，傳統的聚羧酸高性能減水劑能對砂石內的含泥量浮動情況產生較為敏感的反應，也就是減水劑分子可能受到泥土的吸附作用，從而使得減水效果急劇下降。基于聚羧酸減水劑分子結構較為靈活，容易改造、設計、優化等特點，可以從分子結構設計的角度出發，利用抗泥性能官能團，同時，借助引發劑來重新生成抗泥效果優的聚羧酸減水劑母液，也要配合抗泥犧牲劑，從而優化提升其抗泥性能，發揮其在混凝土性能調配方面的諸多優勢功能，能有效地控制因為砂石內含泥量太多造成的混凝土流動性差、坍落度損失快等問題。經過試驗結果證實，這一試驗方法不僅能減少成本投入，還能達到理想的經濟效益與社會效益。

1?試驗

原材料

第一，合成用原料

本試驗所需的合成用原料為：甲基烯丙基聚氧乙烯醚，雙氧水、丙烯酸、抗壞血酸，去離子水。

第二，性能測試材料

水泥，型號為：中材享達P.II 42.5R水泥，臺山國華電廠二級粉煤灰，人工破碎獲得的粗骨料，5-25mm連續級配石子，細骨料，要控制其含泥量在2%，細度模數為2.7的北江砂，自篩土：來自于工地現場取樣的黃泥，經曬干處理，取得0.075mm的細粉顆粒。同時，還要準備好標準砂、緩凝劑、引氣劑、犧牲劑、普通聚羧酸減水劑，調配制得的聚羧酸減水劑。

第三，儀器與設備

合成儀器設備，電子天平、電子臺秤、水泥凈漿攪拌機、水泥膠砂攪拌機、強制式混凝土攪拌機，恒溫恒濕養護設備，壓力試驗機。

1.2 抗泥型聚羧酸減水劑母液的合成

按照特定比例的聚醚單體添加至四口燒瓶內，此燒瓶內配設了攪拌器、溫度計、滴加設備，同時，向燒瓶內添加去離子水，均勻攪拌，確保聚醚單體與水體徹底地融合在一起，而且發生溶解，再向內部添加雙氧水，同步滴入A料，B料，它們分別為：AA與封端酰胺磷酸酯和水調配形成的溶液，前者需要滴入3小時，后者則需要滴加三個半小時，整個過程都維持均勻、勻速地滴加，整個過程的合成溫度可設計成：20-30攝氏度，這兩個類型的料添加以后，則要持續保溫一小時則完成了聚合的過程，在此基礎上自然地降低母液的溫度，然后再進行補水處理，而且要調節溶液的酸堿值，使其處于5-6范圍內，最終獲得固體含量在40%的抗泥型聚羧酸減水劑母液。

1.3外加劑的復配

外加劑選擇普通減水劑母液，同時，也要選擇抗泥型羧酸母液，同時添加同等比例的緩凝劑、引氣劑，同時，也要將犧牲劑三聚磷酸鈉按照特定比例添加至HQ-KN內，加工制備成：普通聚羧酸減水劑，抗泥型聚羧酸減水劑，其復配比例統計如下表1所示：

1.4 性能測試法

第一，水泥凈漿流動度：根據混凝土外加劑的相關試驗規范與方法來加以測試，減水劑的折固摻量達到0.16%。

第二，混凝土試驗。把河砂、自篩土都分別按照特定比例來加以調配、混合，調配混凝土里總的含泥量，具體的含泥量分別為：2%，4%，6%。參照規定的配合比，外加劑的摻入量設為以200mm±20mm塌落度，擴展以520mm±20mm為出機工作性能，參照普通混凝土拌合物檢測的規范、標準，首先借助混凝土攪拌機來逐步地對混凝土混合物加以攪拌，并各自檢測混凝土拌合物的出機坍落度、一個小時的坍落度，參照混凝土力學性能的相關試驗法和標準，把拌合物進行均勻地攪拌，而且要將其添加至試模內，等到其拆模以后，再添加至養護箱，對其實施充分地養護，確保拌合物達到預期的齡期以后，才能對應開展力學性能檢測。

2?試驗結果與分析

2.1 凈漿試驗

各個含泥條件下，可以把抗泥型聚羧酸減水劑，普通聚羧酸減水劑等實施凈化處理，并開展對照試驗，最后結果數據如下表2所示：

通過上表能看到：在沒有添加自篩土的模式下，抗泥型聚羧酸減水劑能夠很好地分散水泥，對應的分散保持性也十分理想，添加自篩土越來越多時，和傳統的聚羧酸減水劑對比起來，能發揮更理想的分散保持性。

2.2 混凝土試驗

通過觀察試驗數據能得出：含泥量較少時，無論是普通的減水劑還是抗泥減水劑，這兩種減水劑都體現出超強的混凝土坍落度，而且都具備一小時的坍落度保持性，同時，混凝土的和易性、流動性都達到了理想的水平，然而，由于含泥量持續增加，這兩種減水劑的相關參數則發生變化，其中普通的減水劑的出機外加劑摻量越來越高、一小時坍落度保持值都逐漸變小，混凝土也不再具有良好的流動性，抗泥型減水劑的性能則相對理想。當含泥量達到6.0%時，兩種減水劑的優勢則略有區別，其中抗泥型減水劑無論在任何一個混凝土齡期，都能有效地提升混凝土的抗壓強度。參考試驗數據與結果能看出：抗泥母液的分子導向抗泥官能團以后，因為其有著自身的復雜側鏈結構，有效地抑制了泥漿的吸附，而且減水劑內的抗泥犧牲劑可以提前被泥土所吸收，從而最大程度地提高了混凝土內部的有效減水劑量，從而有效地優化混凝土的最初出機外加劑摻量，一小時的保持性能，增強混凝土在各個齡期的抗壓強度。現實的運用中，當發現砂石骨料類似的原材料質量反復變化、浮動，含泥量過多或過少時，難免將對一般的聚羧基減水劑的功能和成效帶來一定的影響，當混凝土的性能、保持性等受到影響時，對應的工程的混凝土澆筑也將受到影響，抗泥型聚羧酸減水劑不會對含泥量的浮動情況產生較大的感受，特定的含泥量范圍內，混凝土的最大流動度、工作性能等都能維持理想狀態，達到工程施工的相關標準和要求。

3?結論

（1）常規條件下，由于受到催化劑的影響，借助鏈轉移劑，引進抗泥官能團封端酰胺磷酸酯，對應有效地調節不同合成材料的理想反應比例，可以把抗泥官能團轉接至梳型構造的聚羧酸分子側鏈，憑借利用側鏈抗泥基團，則使得粘土難以吸進層間，以此來控制粘土的吸附功能。

（2）在抗泥型減水劑調配過程中，需要減水劑母液、犧牲劑、引氣劑等的綜合調配，含泥量低于6%的混凝土，和普通的聚羧酸減水劑對比起來，能夠發揮良好的分散性功能，也具有超強的減水率，對應的強度也得以優化。抗泥狀聚羧酸母液整體的生產加工較為簡單，而且整個加工過程也相對環保、綠色、節能，最主要的是無需投入較大的成本，從而體現出理想的經濟價值與社會價值。

（3）試驗所制得的抗泥型聚羧酸減水劑可以妥善地優化減水劑的抗泥性能與理想的保坍性，而且變異系數對比得出，此減水劑能更好地適應環境，能妥善地解決好減水劑和混凝土基材的相容性問題。

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