高淑星

山東易和環(huán)?？萍加邢薰?，山東 濟南 271104

1 引言

高效減水劑等作為混凝土外加劑在整個工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，減水劑的發(fā)展可分為三個階段：以木鈣為主的普通減水劑，到以萘系為主的高效減水劑，再到以聚羧酸系為代表的高性能減水劑，而聚羧酸高效減水劑相比前兩者具有良好的環(huán)保性能和技術(shù)優(yōu)勢，被廣泛用于現(xiàn)代化混凝土工程中，其含有有害物質(zhì)量較少，且減水率高，摻量較少，能顯著提升混凝土強度，因而快速獲得建筑工程應(yīng)用，比如三峽工程等多個建筑工程中均使用了聚羧酸減水劑。

2 國內(nèi)外研究綜述

首先，1986 年由日本研發(fā)了親水性官能團聚羧酸減水劑，這種減水劑具有低坍損速度和高效減水率，之后將其運用于混凝土工程中。1995 年后，相比其他類型的減水劑，這種聚羧酸高效減水劑在工程中實現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，占據(jù)整個建筑工程的80%。日本將這種減水劑作為高性能AE 減水劑，并在之后納入了國家行業(yè)標準中，歐美對于聚羧酸高效減水劑的相關(guān)研究滯后于日本，由于美國等發(fā)達國家發(fā)現(xiàn)，將聚羧酸高效減水劑加入混凝土后會影響減水性能以及混凝土沁水性能，因此使用量較少，僅達到20%左右。從國內(nèi)研究上來看，21 世紀我國在建設(shè)工程和工業(yè)生產(chǎn)中才開始使用和研究聚羧酸高效減水劑，早期主要使用馬貝、西卡等減水劑產(chǎn)品，但由于這種材料成本高，無法實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，只能夠利用一些大型工程建設(shè)中。伴隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，對于減水劑原材料，分子結(jié)構(gòu)，工藝設(shè)計進行改進優(yōu)化，之后使其成本降低可用于一般工程建設(shè)中。如根據(jù)郭廣仁等研究學(xué)者，研發(fā)了聚羧酸高效減水劑，這種減水劑相比其他減水劑來說能夠顯著降低摻量達到1.50%，其含氣量達5%，同時減水率能夠達到30%以上。國內(nèi)目前聚羧酸減水劑相關(guān)研究已經(jīng)獲得很多進展，但由于這種減水劑會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和本身存在敏感性等問題，國內(nèi)外研究學(xué)者紛紛針對聚羧酸減水劑的工藝進行優(yōu)化篩選，深入探討其與水泥的適應(yīng)性等問題。

3 在實際應(yīng)用中聚羧酸減水劑的問題分析

在混凝土預(yù)拌過程中原材料差異性，地域性以及技術(shù)人員使用，理論知識等相關(guān)因素均會影響其使用效果。當前國內(nèi)對于聚羧酸減水劑的作用機理，敏感性問題沒有全部掌握，尤其是在實際工程運用過程中，由于存在較多類型的水泥，并且混凝土原材料中含泥沙量等因素，直接將減水劑運用于混凝土之后會出現(xiàn)與沁水性不好或未能達到預(yù)期的混凝土性能，無法實現(xiàn)施工要求，因此需要針對聚羧酸減水劑進行處理才能夠使其規(guī)?；瘧?yīng)用于實際工程建設(shè)中。

3.1 水泥適應(yīng)性

根據(jù)李清等人研究發(fā)現(xiàn)［1］，由于水泥和混凝土外加劑的適應(yīng)性問題一直是影響工程建設(shè)的主要問題之一，水泥的組分，含堿量，石膏材料類型都具有影響水泥與減水劑的適應(yīng)性。通過研究發(fā)現(xiàn)，水泥中含有較高的C3A，其比表面積越高，含泥量越高時會使混凝土整體的流動性降低。通過王峰等人研究發(fā)現(xiàn)［2］，隨著混凝土中石膏摻量增加，會提高溶解性，使其與聚羧酸減水劑形成競爭吸附，降低減水率，影響減水劑的吸附效果。同時水泥中含有硫酸根離子，其對于聚羧酸減水劑的減水效率影響是比較大的，大量硫酸根離子會影響聚羧酸減水劑對于水泥粒子吸附性，會降低其減水效果，因此產(chǎn)生了沁水問題，此外在水泥中加入部分減水劑之后會存在降低減水率，降低凈漿流動率等問題。

3.2 敏感性分析

通過李清等人的研究發(fā)現(xiàn)，當混凝土中含有較高粘土?xí)r，其對于聚羧酸減水劑產(chǎn)生影響是比較大的，由于粘土含泥量高對減水劑的吸附能力影響較大，加入減水劑之后會影響混凝土的流動性，同時還會降低流動度，從一定程度上弱化漿體和骨料的界面，甚至?xí)囊欢ǔ潭壬霞行纬煽沼?，影響混凝土的耐久性能和強度。當含泥量達5%時會使混凝土的流動性喪失，因此聚羧酸減水劑相對來說是比較敏感的。

4 復(fù)配技術(shù)分析

4.1 與母液間的復(fù)配問題

聚羧酸減水劑是一種新型高性能減水劑，相比傳統(tǒng)減水劑來說對于混凝土具有較強的分散性，減水率高，減水劑母液的復(fù)配能夠從一定程度上調(diào)節(jié)產(chǎn)品分子側(cè)鏈密度，一般來說母液間復(fù)配可達到良好的效果，單個母液可通過多種母液復(fù)配來實現(xiàn)功能，但需要注意的是需要挑選高質(zhì)量，高性能的單體母液。同時聚羧酸與部分減水劑是無法復(fù)配的，比如萘系和氨基黃酸鹽等。

4.2 與其他功能性小料的復(fù)配問題

在實際施工過程中，為解決工程施工面臨的問題需要提高混凝土的性能，如果僅依靠母液復(fù)配無法滿足要求，這種情況下需要增加一些功能性小料，包括增稠劑等以改善混凝土性能。混凝土中可添加緩凝劑，其是調(diào)節(jié)減水劑以適應(yīng)不同氣溫條件下凝結(jié)時間的小料，加入部分緩凝劑之后會降低混凝土坍損量。同時在復(fù)配緩凝劑時需要注意緩凝劑本身具有減水效果，在減水劑復(fù)配過程中需要考慮這一因素。在工程中混凝土沁水問題也是比較常見的，這種情況下可使用增稠劑和引氣劑來改善該問題，但需要合理控制混凝土含氣量，否則會降低混凝土強度。

5 小結(jié)

綜上所述，文中對聚羧酸減水劑及其復(fù)配技術(shù)在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了分析，闡述了實際應(yīng)用中所存在的問題，包括與水泥適應(yīng)性和粘土敏感性問題。未來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將解決上述問題并推動其廣泛應(yīng)用。