淺談聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的 組成、運(yùn)用及復(fù)配質(zhì)量控制

田成

（甘肅建投商品混凝土有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

近年來(lái)隨著商品混凝土行業(yè)的不斷發(fā)展，商品混凝土的運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)、坍落度損失快，導(dǎo)致可泵性差等問題日益嚴(yán)重，商品混凝土對(duì)減水劑性能的要求逐步提升。聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的減水率高、保坍性好、流變性優(yōu)異等特點(diǎn)，可顯著提高商品混凝土的工作性能，解決商品混凝土在運(yùn)輸、澆筑過程中坍落度損失快、凝結(jié)時(shí)間短、流變性能較差等問題。本文就聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的成分組成、運(yùn)用及復(fù)配時(shí)的質(zhì)量控制展開討論。

1 研究背景

目前隨著商品混凝土行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)商品混凝土外加劑的要求也越來(lái)越高。因當(dāng)前大部分商品混凝土都需要泵送，而需要泵送的混凝土要流動(dòng)性好、坍落度大，所以減水率要求也越高，就須采用減水率高的減水劑或者復(fù)合減水劑，以此降低水灰比，提高混凝土強(qiáng)度，在滿足強(qiáng)度的條件下還可以節(jié)約水泥用量，降低混凝土綜合成本。對(duì)商品混凝土攪拌站而言，涉及運(yùn)輸過程，在運(yùn)輸過程中會(huì)因運(yùn)輸距離遠(yuǎn)、天氣氣溫高等不利因素導(dǎo)致混凝土坍落度的損失，而混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)損失又須滿足商品混凝土與泵送混凝土的要求，應(yīng)控制在 1～2 小時(shí)不超過 20% 左右。通過采用聚羧酸系保坍劑搭配糖類緩凝劑的方案，可有效降低混凝土的坍落度損失，大大提高商品混凝土的可泵性。

到澆筑現(xiàn)場(chǎng)的混凝土對(duì)坍落度、和易性都有嚴(yán)格的要求，需做到不泌水、不離析、保水性好，保證混凝土的泵送能夠順利進(jìn)行，不堵管、易施工。因此聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑復(fù)配時(shí)須加入一定量的引氣組分，使混凝土更加便于泵送澆筑和施工。對(duì)于有需要延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間的混凝土，不但要長(zhǎng)時(shí)間保證其工作性能，還能減少初期水化熱，從而降低混凝土產(chǎn)生收縮和裂縫的幾率。

針對(duì)不同施工情況、泵送特點(diǎn)，不同混凝土聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑通常通過多種外加劑復(fù)合來(lái)滿足混凝土的性能要求。其復(fù)配時(shí)的比重應(yīng)根據(jù)工程施工要求、大氣溫度、以及混凝土的強(qiáng)度等級(jí)和澆筑方式等各方面的條件來(lái)確定。

2 聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑復(fù)配工藝

聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑就是根據(jù)不同的施工季節(jié)、施工環(huán)境、施工要求、混凝土強(qiáng)度隨時(shí)調(diào)整的一種多功能復(fù)合型外加劑。

其復(fù)配工藝如圖 1。

圖1 聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑工藝流程圖

3 第三代醚類聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑組成

3.1 聚羧酸系高效減水劑

第三代聚羧酸系高效減水劑屬于醚類聚合物減水劑，其減水率高，更加適合配制低水灰比的高性能混凝土。

3.2 聚羧酸系保坍劑

第三代聚羧酸系保坍劑亦屬于醚類聚合物外加劑，且具有一定的減水率，聚羧酸系保坍劑的摻入可有效的降低混凝土運(yùn)輸、澆筑過程中的坍落度損失，從而提高混凝土的可泵性。

3.3 緩凝劑

目前配合聚羧酸系減水劑使用最多的緩凝劑是糖類緩凝劑，主要是葡萄糖酸鈉，其緩凝效果好，產(chǎn)量范圍一般為水泥的 0.03%～0.07%，（根據(jù)氣溫可隨時(shí)調(diào)整）。

3.4 引氣劑

引氣劑所產(chǎn)生的微小氣泡可以在混凝土中起到滾珠效應(yīng)，用以改善混凝土的流變性，從而降低泵送阻力。在聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑復(fù)配時(shí)加入適量的引氣劑，不僅可以有效減少混凝土的泌水和離析現(xiàn)象，對(duì)混凝土的耐久性也有一定的提高。

4 聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的優(yōu)良性能

4.1 對(duì)混凝土和易性的提升

聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的主要成分依然是減水劑，能有效改善混凝土的和易性，尤其在降低水泥用量上，在不增加水泥用量的前提下可大幅度提高混凝土的流變性，使混凝土滿足泵送澆筑的要求。根據(jù)實(shí)際混凝土要求，制定適宜的摻量使用。使用前一定要做與水泥的適應(yīng)性試驗(yàn)，以確保混凝土的泵送性能。混凝土的水灰比減小和易性降低，其流動(dòng)性就會(huì)減小。但是水灰比增大，混凝土的強(qiáng)度及耐久性就會(huì)降低，故而可以通過摻加聚羧酸系高效減水劑來(lái)解決混凝土既要水灰比小又要和易性好的矛盾。在坍落度相等時(shí)，摻加聚羧酸系高效減水劑可大幅度降低混凝土的單方用水量，明顯提高混凝土的流變性，故此聚羧酸系高效減水劑是聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的重要組成部分。

4.2 對(duì)混凝土黏聚性的提高

目前混凝土的黏聚性一般通過肉眼觀察。黏聚性差的混凝土在坍落度試驗(yàn)時(shí)容易離散，試驗(yàn)結(jié)束后中間位置存在骨料堆積，周邊出現(xiàn)明顯的泌漿現(xiàn)象；黏聚性好的混凝土砂漿會(huì)裹著粗骨料流動(dòng)。優(yōu)良的聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑可明顯提高混凝土的黏聚性。砂率的大小也是影響混凝土黏聚性的重要因素，砂率越大黏聚性越好，砂率越小黏聚性越差。

4.3 引氣劑對(duì)混凝土含氣量的影響

混凝土中摻入均勻的無(wú)害微小氣泡，對(duì)混凝土的流動(dòng)性具有很大的積極作用，可有效降低泵送阻力。而且還可以降低混凝土的離析和泌水現(xiàn)象，且對(duì)混凝土的耐久性也有良好的作用。但含氣量過高會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度大幅度下降，所以聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的含氣量都在 2.5%～4%，不大于 5.5%，且要求氣泡分布均勻。

4.4 對(duì)混凝土坍落度損失的改善

坍落度的損失就是在混凝土拌和完畢后測(cè)量記錄混凝土的坍損度值和擴(kuò)展度值，然后放置一段時(shí)間后，再測(cè)混凝土的坍損度值和擴(kuò)展度值，看混凝土放置后和放置前的坍損度損失值和擴(kuò)展度損失值，損失值越小則混凝土的流變性越好，泵送性越好。運(yùn)輸距離遠(yuǎn)、氣溫較高環(huán)境下的混凝土對(duì)聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的保坍性能要求就越高。坍損度值和擴(kuò)展度值的損失與水泥的品種、比表面積也有著很大的關(guān)系，水泥比表面積越大，坍損度值和擴(kuò)展度值的損失也越大，水泥的礦物摻合料的摻量越高，坍損度值和擴(kuò)展度值的損失越小。

4.5 對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的控制

聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑因摻入了延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間的緩凝組分，故而對(duì)混凝土的初凝和終凝時(shí)間有著一定的延遲作用。在大體積混凝土澆筑時(shí)，聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的加入可有效延緩混凝土的早期水化熱，從而有效地減少因混凝土內(nèi)外溫差大而產(chǎn)生的裂縫。聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑復(fù)配時(shí)一定要注意根據(jù)季節(jié)、氣溫隨時(shí)調(diào)整其中的緩凝組分的摻量，夏季高溫季節(jié)可增加聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的緩凝組分，冬季施工時(shí)，應(yīng)降低或不摻加緩凝組分，且應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目施工方要求，加入適量的早強(qiáng)劑、防凍劑來(lái)提高混凝土的早期強(qiáng)度，防止凍害。

5 聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的生產(chǎn)質(zhì)量控制

多功能復(fù)合型減水劑的生產(chǎn)質(zhì)量控制要從復(fù)合原料的質(zhì)量以及生產(chǎn)計(jì)量?jī)蓚€(gè)方面著手，主要是復(fù)配原料質(zhì)量合格、各組分生產(chǎn)時(shí)的計(jì)量精準(zhǔn)，其中任何一個(gè)組分的質(zhì)量不合格或者計(jì)量不精準(zhǔn)，都會(huì)影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。在復(fù)配原料質(zhì)量合格、生產(chǎn)計(jì)量精準(zhǔn)的情況下，就要求在聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的復(fù)配方案上面嚴(yán)格把控，從而提高其穩(wěn)定性。具體從以下三方面進(jìn)行控制：

5.1 均質(zhì)性控制

聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑在復(fù)配的過程中，容易出現(xiàn)因放置時(shí)間長(zhǎng)而產(chǎn)生沉淀、分層、變質(zhì)等現(xiàn)象，從而降低其工作性能，這就要求復(fù)配技術(shù)人員在復(fù)配時(shí)一方面充分了解各組分之間的性質(zhì)差異及其相容性，避免因各組分之間的不相容而影響其工作性能；另一方面就是現(xiàn)配現(xiàn)用，控制聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑成品的放置時(shí)間。

5.2 減水率的控制

聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑最主要的成分就是減水劑，所以減水率是質(zhì)量控制最重要的環(huán)節(jié)，主要是看它的減水率是多少，目前聚羧酸系高效減水劑的減水率一般都超過 25%。

5.3 混凝土的性能控制

混凝土的性能控制主要是進(jìn)行坍落度保留值、含氣量、泌水率、抗壓強(qiáng)度等試驗(yàn)，水泥或混凝土的初凝和終凝時(shí)間在某種程度上可反映出聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑中緩凝組分的大致?lián)搅浚赏ㄟ^水泥或混凝土的初凝和終凝時(shí)間來(lái)調(diào)整緩凝組分的摻量。耐久性雖然不作為聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的控制指標(biāo)，但當(dāng)聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑用于抗凍融要求的混凝土?xí)r應(yīng)根據(jù)規(guī)范 JC 473—92《混凝土泵送劑》對(duì)混凝土泵送劑的要求來(lái)檢驗(yàn)聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑的相應(yīng)指標(biāo)。

6 結(jié)論

（1）聚羧酸系多功能復(fù)合型減水劑在混凝土中的應(yīng)用，有效地改善了商品混凝土的流變性能、減小了混凝土坍損度值和擴(kuò)展度值的損失以及控制調(diào)整了商品混凝土的初凝和終凝時(shí)間，很大程度上提高了商品混凝土的工作性能，進(jìn)一步滿足現(xiàn)代商品混凝土的施工工藝需求。

（2）復(fù)配生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度對(duì)提高產(chǎn)品穩(wěn)定性，有著顯著的幫助。自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)復(fù)配、自動(dòng)生產(chǎn)，全自動(dòng)化的生產(chǎn)不僅可避免因人為操作產(chǎn)生的誤差，還可以顯著提高復(fù)配成品的穩(wěn)定性。

除上述控制指標(biāo)外，還應(yīng)對(duì)復(fù)配原料的含固量、pH 值等混凝土外加劑的基本參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。