許燦敏

汕頭市創(chuàng)業(yè)混凝土有限公司

混凝土原材料對聚羧酸減水劑應(yīng)用性能的影響

許燦敏

汕頭市創(chuàng)業(yè)混凝土有限公司

隨著中國高速發(fā)展的經(jīng)濟和高端技術(shù)的應(yīng)用，很多高難度高工藝的建筑工程迅速發(fā)展起來了,建筑技術(shù)與日俱進。而混凝土是建筑中的重要材料，為了讓混凝土達到最大的功效，最大的提高它的性能，這就需要使用一些外加劑了。外加劑的樣式和功效是多種多樣的。在眾多使用于混凝土的外加劑中，特別是在性能要求高的高標(biāo)號混凝土生產(chǎn)中，聚羧酸的使用率近幾年逐漸增加起來。由于聚羧酸減水劑有很多優(yōu)點，比如：摻量低、減水率好、甲醛含量低等等。而在日常生產(chǎn)的實際應(yīng)用中，用于生產(chǎn)混凝土的各種原材料對聚羧酸減水劑應(yīng)用性能的影響是非常大的。本文主要敘述混凝土各種原材料對聚羧酸減水劑應(yīng)用性能的影響。

混凝土原材料；聚羧酸減水劑；應(yīng)用性能。

引言：

在混凝土的生產(chǎn)過程中，外加劑的作用是不可或缺的，并且已經(jīng)變成了混凝土必不可少的一個構(gòu)成部分[1]。聚羧酸減水劑是一個非常有效的減水劑，對混凝土的生產(chǎn)具有很大的作用。要想研究和發(fā)展聚羧酸減水劑，并且讓它的具有性能出現(xiàn)在大家面前，我們必須全面的、科學(xué)的掌握混凝土原材料對聚羧酸減水劑應(yīng)用性能的影響，了解混凝土原材料對聚羧酸減水劑影響的范圍和規(guī)律，以便制造出能更好地適應(yīng)于混凝土生產(chǎn)需要的聚羧酸減水劑。

一、作用機理

聚羧酸減水劑是不常見的，它是一種略帶淺米白色的半透明液體，它是由羧酸類聚合物組成，聚羧酸減水劑的分析結(jié)構(gòu)為梳形，由于聚羧酸減水劑中硫酸基、羥基、烯基鏈節(jié)和海油羧基等活性基團單體的存在，使聚羧酸減水劑在混凝土的制備中發(fā)揮了重要的作用。其作用機理主要包括兩個方面，一個是分散機理，另一個是保持分散的機理。分散機理指的是利用減水劑吸附水泥顆粒和聚羧酸分子結(jié)構(gòu)的空間位阻效應(yīng)的同時作用下，形成了超過一般減水劑的高級分散立體結(jié)構(gòu)體系[2]。水泥顆粒表面上吸附了很多梳形聚合物，這些梳形聚合物呈齒形，利用主鏈上的硫酸基、磺羧基、羥基、羧基等基團提供了靜電斥力作用，在分子間，梳形聚合物側(cè)鏈也在不斷地往外部延伸，更好的觸及到各個水泥粒子，進一步提升聚羧酸減水劑的靜電斥力。同時，聚羧酸對水泥砂漿流速進行控制，將分散體系的流動性和穩(wěn)定性牢牢掌控住，進而充分發(fā)揮了立體空間位阻效應(yīng)。由于聚羧酸減水劑具有相當(dāng)龐大的結(jié)構(gòu)，擁有較長的主鏈和較多的側(cè)鏈，所以存在很多的極性基團，使得靜電斥力和空間位阻效應(yīng)強度得到了進一步的提高和保證。同樣地，另一個保持分散機理也是因為自身的硫酸基、羥基等各類活性基團單體的存在，而由于混凝土能夠提供堿性環(huán)境，從而使這些活性基團單體能夠在堿性環(huán)境中發(fā)生水解，進而不斷地將減水成分釋放出來，持久發(fā)揮聚羧酸間減水劑的分散作用。使用了聚羧酸減水劑的混凝土，由于這兩種作用機理的共同作用，使生產(chǎn)出來的混凝土，特別是高強度混凝土能夠一直保持較好的流動性和穩(wěn)定性，從而能夠使混凝土的長距離運輸和較長時間的施工要求得到滿足。

二、混凝土原材料對聚羧酸減水劑的應(yīng)用性能影響

1.水泥

混凝土中通常使用到的普通減水劑有木質(zhì)素磺酸鹽、奈系減水劑等，聚羧酸減水劑和這些普通的減水劑相比有著明顯的性能差異，在低摻量下聚羧酸減水劑能夠保持較高的減水率，并且具有較強的保持坍塌能力，對環(huán)境的危害也非常低。然而，和普通的減水劑一樣，聚羧酸減水劑有一個較為嚴(yán)重的缺陷，沒有良好的適應(yīng)性[3]。比如，在某種水泥中應(yīng)用聚羧酸減水劑時，很可能會導(dǎo)致減水劑的減水效果較差，嚴(yán)重降低水泥砂漿的可流動性，導(dǎo)致混凝土的的工作性較低，并且強度的增長變得異常緩慢。這些問題的產(chǎn)生除了由于減水劑自身分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響之外，還有可能是受到水泥的成分和特性影響而導(dǎo)致的。

2.細(xì)集料

細(xì)集料在混凝土中也是作為重要的原材料之一，在混凝土中，天然砂和機制砂是經(jīng)常會使用到的細(xì)集料，是生產(chǎn)混凝土必備的原材料之一，細(xì)集料在混凝土中的作用不言而喻，而在混凝土中使用了聚羧酸減水劑之后，混凝土的性能和質(zhì)量就會受到減水劑和細(xì)集料的適應(yīng)性影響[4]。有關(guān)試驗研究表明，在混凝土中加入聚羧酸減水劑會使細(xì)集料極大的影響減水劑的減水作用，因此會對混凝土的塌落度以及混凝土強度造成一定的影響。同樣的，石粉也會對聚羧酸減水劑和混凝土的適應(yīng)性產(chǎn)生影響，如果將大量石粉加入到混凝土中，不但影響混凝土的流動性，同時還會導(dǎo)致混凝土無法流動開，影響聚羧酸減水劑適應(yīng)性的不僅僅是細(xì)集料的使用量，其他的一些特性也會影響聚羧酸減水劑適應(yīng)性，比如砂的細(xì)度模數(shù)也會影響混凝土的流動性，當(dāng)砂的細(xì)度模數(shù)過小時，會導(dǎo)致混凝土處于較干的狀態(tài)。還有一些因素諸如砂率、海砂中的硫酸鹽、氯離子等都會影響聚羧酸的實用性和適應(yīng)性。

3.粗骨料

除了水泥和細(xì)集料之外，混凝土中的粗骨料也會影響減水劑的適應(yīng)性，尤其是石中泥砂等產(chǎn)生的影響更顯著[5]。分析原因，主要是由于細(xì)泥土吸附聚羧酸減水劑的能力更強，從而使其減水效果大打折扣。當(dāng)砂、石中的含泥量不同時，對聚羧酸減水劑的減稅效果也會有不同的影響，當(dāng)超過3%的含泥量時，減水劑就無法較好地發(fā)揮出減水劑效果，將聚羧酸的摻量進行增加也無法使混凝土的流動性滿足要求。不僅僅是含泥量的問題，石子的針、片狀含量以及級配等都會影響聚羧酸減水劑，當(dāng)石子的級配是相同的情況下，增加石子針、片狀的含量會使混凝土的流動速度降低，嚴(yán)重時會導(dǎo)致泌水、離析等現(xiàn)象發(fā)生。在混凝土的實際生產(chǎn)中，由于骨料吸水率存在著較大的差異，當(dāng)某種細(xì)骨料有著較高的吸水率，而粗骨料的吸水率卻比較低的情況下，如果僅僅將減水劑的含氣量或者摻量進行改變，那么很難改變減水效果，只能通過調(diào)整混凝土配合比才能夠?qū)崿F(xiàn)[6]。因此，在進行混凝土制備過程中，要對原材料中的各項材料進行充分的試配，從而設(shè)計出最合理的方案。

4.其他物質(zhì)

當(dāng)前，在混凝土的實際制備過程中，會增加多種諸如高爐礦渣、粉煤灰這樣的摻和物，由于這些摻和物的加入，聚羧酸減水劑的適應(yīng)性也會受到不同程度的影響，實驗表明，如果將混凝土中的高爐礦渣含量控制在30%以內(nèi)，將粉煤灰含量控制在20%以內(nèi)，會明顯增加各類聚羧酸減水劑的適應(yīng)性，這對改善混凝土的流動性與和易性具有重要作用。

在混凝土中聚羧酸減水劑的適應(yīng)性受到砂石原材料含泥量的影響比較嚴(yán)重，尤其是膨潤土造成的影響更加明顯，如果混凝土中的有超過1%的膨潤土，在對混凝土中應(yīng)用聚羧酸系減水劑時，會使混凝土不具備流動性。同樣效果的還有伊利土和高嶺土，雖然沒有膨潤土的影響效果顯著，但是在混凝土中有超過5%摻量高嶺土或者有超過7%的伊利土?xí)r，也會對聚羧酸減水劑的減水效果造成嚴(yán)重影響。

三、結(jié)語

從1990年聚羧酸減水劑在正式應(yīng)用于建筑工程建設(shè)中以來，近些年，隨著高性能混凝土的不斷應(yīng)用，人們開始不斷加強對聚羧酸減水劑應(yīng)用性能的研究。在加入聚羧酸減水劑混凝土的試驗、生產(chǎn)過程中，要仔細(xì)篩選混凝土原材料，通過多次試配對原材料的質(zhì)量和含量進行嚴(yán)格控制，將最佳的混凝土配合比配制出來，使工程的施工質(zhì)量得到有效保證。

[1]汪宗奎, 秦豐豹, 張艷梅.聚羧酸減水劑使用過程中導(dǎo)致混凝土性能波動較大的原因分析[J].商品混凝土, 2016(12)：12-13.

[2]李琴.聚羧酸外加劑在混凝土工程應(yīng)用中應(yīng)注意問題[J].大科技,2016(12)：34-35.

[3]李亞杰.不同粘土對聚羧酸系減水劑應(yīng)用性能的影響[J].工業(yè),2016(8)：00017-00018.

[4]同昆朋, 朱洪波.聚羧酸減水劑先加消泡劑后加引氣劑的復(fù)配工藝對混凝土外觀的影響[J].新型建筑材料, 2017, 44(6)：97-99.

[5]賴廣興, 方云輝, 張偉松,等.黏土對摻聚羧酸減水劑膠砂和混凝土性能的影響[J].新型建筑材料, 2016, 43(11)：23-26.

[6]謝立國, 楊永民, 陳理達,等.不同拌合環(huán)境溫度下聚羧酸減水劑固含量變化對混凝土性能的影響[J].廣東水利水電, 2016(10)：32-35.