吳團(tuán)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(jìn)行充分的攪拌，便能極大的提高混凝土的流動性和強(qiáng)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(jīng)濟(jì)型好等優(yōu)勢，所以得以廣泛運(yùn)用。

1 聚羧酸減水劑的作用機(jī)理分析

聚羧酸減水劑主要由羧酸類接枝聚合物構(gòu)成，呈淺褐色，是一種透明狀的液體。其主要的作用機(jī)理包括保持分散機(jī)理和分散機(jī)理兩種。聚羧酸減水劑目前在建筑工程領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)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(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)；是透明的液體，便于運(yùn)輸。如此一來節(jié)省了大量的運(yùn)輸成本，同時還減少了資源的浪費(fèi)。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(fā)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(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而促使混凝土中的絮凝結(jié)構(gòu)遭到破壞，以至于混凝土的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，這樣一來讓混凝土凝結(jié)硬化速度變快。聚羧酸減水劑中的有關(guān)化學(xué)分子會與水泥粒子進(jìn)行結(jié)合，這樣會加快混凝土的流動性，進(jìn)而得到想要的理想狀態(tài)，也能進(jìn)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(dá)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(jìn)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(dāng)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(xiàn)出了較高的減水率；一旦聚羧酸減水劑的摻量越高，即達(dá)到了0.2%時，這幾種減水率也會越高（25%～30%）；當(dāng)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(dá)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(zhì)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(zhì)上的區(qū)別。聚羧酸系減水劑具有環(huán)保無危害、保坍能力強(qiáng)和減水率高等優(yōu)勢，所以被得以廣泛應(yīng)用。但這種減水劑也存在著一定的缺陷性，即適應(yīng)性不良的問題，但這也是普通減水劑的共性缺陷。譬如在應(yīng)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(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是由于物質(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)造成的，除此之外還和水泥的成分以及表面特性等有關(guān)。

3.2 細(xì)集料對聚羧酸減水劑的影響

機(jī)制砂和天然砂是混凝土中較為常用的細(xì)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(xì)集料發(fā)生反應(yīng)，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(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。除此之外，影響混凝土和聚羧酸系減水劑適應(yīng)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(chǎn)生一系列的影響。另外細(xì)集料的其他特性也會對混凝土和聚羧酸系減水劑適應(yīng)性產(chǎn)生影響，譬如砂子的粗細(xì)程度。一般來說，若砂的細(xì)度小于標(biāo)準(zhǔn)值時會造成混凝土出現(xiàn)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(yīng)性產(chǎn)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(yīng)性以及使用性能產(chǎn)生影響。其主要是由于泥土具有較強(qiáng)的吸附力，而這種強(qiáng)大的吸附力會影響到減水劑的減水率。對于不同的物質(zhì)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(dāng)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(qiáng)。

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(xiàn)主要是體現(xiàn)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(kuò)展度下降有可能會導(dǎo)致泌水或者離析。除此之外，不同粗細(xì)程度的粗集料吸水率也會不同。一般來說，細(xì)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(dá)到預(yù)期目的，只有調(diào)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(wù)必要結(jié)合原材料的實際情況來不斷調(diào)整石級配以及砂的含泥量，并尋求最佳的解決方案。

4 結(jié)束語

綜上所述，在制備高性能混凝土的過程中外加劑發(fā)揮出了至關(guān)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(dāng)前聚羧酸減水劑由于具備諸多優(yōu)勢所以被得以廣泛應(yīng)用，而為了能夠更好的推動這種減水劑的進(jìn)一步發(fā)展，必須要對混凝土的原材料對聚羧酸減水劑作用機(jī)理和影響進(jìn)行深入研究，同時還要重點掌握其規(guī)律，便于后期可以制備出高性能的聚羧酸減水劑。