甘扶平，劉興龍，白體新

（1. 江西科之杰新材料有限公司，江西 南昌 330209；2. 建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所，北京 100024）

0 研究背景

在 20 世紀(jì)末我國便開始了醚類聚羧酸減水劑的研究，2005 年我國聚羧酸減水劑的應(yīng)用進(jìn)入了快速發(fā)展階段[1]，市場的聚羧酸減水劑以醚類聚羧酸減水劑為主[2]。目前國內(nèi)醚類聚羧酸減水劑合成工藝分為常溫合成工藝與升溫合成工藝，其中以常溫合成工藝為主導(dǎo)。醚類聚羧酸減水劑采用復(fù)配技術(shù)配制成成品減水劑，廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、橋梁等項(xiàng)目的商品混凝土中。因使用的工程進(jìn)度存在差異性，導(dǎo)致聚羧酸減水劑的使用周期存在差異性，因此聚羧酸產(chǎn)品應(yīng)具備更好的工作性能和穩(wěn)定性能。而實(shí)際中常因存放溫度和時(shí)間的不同，減水劑性能變化也不同，特別是夏季溫度高，容易導(dǎo)致減水劑腐敗變質(zhì)。

在混凝土減水劑使用中，醚類聚羧酸減水劑在儲(chǔ)備罐儲(chǔ)存一段時(shí)間后，減水劑性能會(huì)降低[3]。本文主要研究不同溫度下，儲(chǔ)存時(shí)間的長短對(duì)醚類聚羧酸減水劑性能的影響，通過對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和分析，來指導(dǎo)醚類聚羧酸減水劑產(chǎn)品的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和使用。

1 研究內(nèi)容

本次研究的主要內(nèi)容如下：

（1）目前市場主導(dǎo)的醚類合成工藝為常溫合成工藝，合成出來的醚類母液按其使用功能主要區(qū)分為減水母液與保坍母液。本項(xiàng)目收集 2 種常溫合成工藝的醚類聚羧酸減水母液與醚類保坍母液。

（2）將母液放置于溫度 (10±2)℃、(30±2)℃、(50±2)℃下進(jìn)行貯存，對(duì)比的基準(zhǔn)樣母液放置于 (-10±2)℃下貯存以確?；鶞?zhǔn)樣母液不發(fā)生變化。以后每隔 30天測(cè)試一次，最長貯存時(shí)間為 3 個(gè)月。

（3）每隔 30 天對(duì)樣品進(jìn)行 pH 值和混凝土性能測(cè)試，混凝土性能包括混凝土初始及 1h 坍落度和擴(kuò)展度，含氣量及 3d、28d 抗壓強(qiáng)度。

2 原材料

所用的原材料如下：

（1）水泥：某品牌 P·O42.5 水泥，其性能指標(biāo)見表 1。

表 1 水泥各性能指標(biāo)

（2）砂：河砂，細(xì)度模數(shù) 2.4，含泥量 0.3%，松散堆積密度 1470kg/m3。

（3）礦粉：S95 礦粉，比表面積 432m2/kg，7d 活性指數(shù) 77%，28d 活性指數(shù) 102%。

（4）粉煤灰：Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度 18.3%，需水量比 101%，燒失量 3.6%。

（5）碎石：采用 10～20mm 粒徑，其性能指標(biāo)見表 2。

表 2 碎石性能指標(biāo)

（6）減水劑：試驗(yàn)采用某公司生產(chǎn)的母液 A（含固量 49.17%，醚類常溫工藝保坍母液）、母液 B（含固量 48.81%，醚類常溫工藝減水母液）。試驗(yàn)用母液配制成品減水劑，配制成品減水劑過程只采用葡萄糖酸鈉（含固量 98.52%）作為緩凝劑，并以水稀釋成高效減水劑。

（7）水：試驗(yàn)采用自來水。

3 試驗(yàn)配比及測(cè)試方法

按 GB/T 8077—2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》、GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》和 GB/T 50081—2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行試驗(yàn)?；炷猎囼?yàn)配合比見表3。

表 3 C30 混凝土配合比 kg/m3

4 試驗(yàn)結(jié)果與分析

4.1 醚類聚羧酸減水劑母液 pH 值情況

在不同儲(chǔ)存溫度下，不同存儲(chǔ)時(shí)間的醚類聚羧酸減水劑母液 pH 值的變化見表 4 和圖 1。

表 4 pH 值

由表 4 和圖 1 可看出在相同存儲(chǔ)時(shí)間時(shí)，兩種醚類聚羧酸減水劑母液在高溫貯存時(shí) pH 值要比低溫貯存高，但 pH 值均低于 7.0（pH 值 50℃＞30℃＞10℃），在相同存儲(chǔ)溫度時(shí)，貯存時(shí)間越長兩種母液的 pH 值均逐步增加。貯存溫度越高 pH 值變化率越顯著。

圖 1 醚類母液在不同溫度下的 pH 值

4.2 醚類聚羧酸減水劑混凝土性能測(cè)試分析

不同貯存溫度、不同存儲(chǔ)時(shí)間下，母液 A 拌制的混凝土拌合物性能結(jié)果見表 5，混凝土抗壓強(qiáng)度結(jié)果見表6；母液 B 拌制的混凝土拌合物性能結(jié)果見表 7，混凝土抗壓強(qiáng)度結(jié)果見表 8。

表 5 混凝土拌合物試驗(yàn)（醚類母液 A）

表 6 混凝土抗壓強(qiáng)度（醚類母液 A） MPa

由表 5、表 6 可以看出相同的存儲(chǔ)時(shí)間時(shí)，母液 A的混凝土含氣量隨著溫度升高而升高（含氣量 50℃＞30℃＞10℃）。在相同存儲(chǔ)溫度時(shí)，存儲(chǔ)時(shí)間延長混凝土含氣量增大；在相同的存儲(chǔ)時(shí)間時(shí)，母液 A 貯存溫度越高混凝土初始坍落度/擴(kuò)展度、1h 坍落度/擴(kuò)展度值越??；在相同存儲(chǔ)時(shí)間時(shí)，貯存溫度越高，混凝土試塊的7d、28d 抗壓強(qiáng)度越低。其原因可能是母液 A 在高溫貯存時(shí)，細(xì)菌等微生物活躍及繁殖，母液更容易產(chǎn)生分解而導(dǎo)致混凝土性能測(cè)試呈現(xiàn)變化。

表 7 混凝土試驗(yàn)（醚類母液 B）

表 8 混凝土抗壓強(qiáng)度（醚類母液 B） MPa

由表 7、表 8 可以看出在相同存儲(chǔ)時(shí)間時(shí)，母液 B的混凝土存儲(chǔ)溫度越高，含氣量越高（含氣量 50℃＞30℃＞10℃）。在相同存儲(chǔ)溫度時(shí)，存儲(chǔ)時(shí)間越長混凝土含氣量增大。存儲(chǔ)時(shí)間相同時(shí)，母液 B 貯存溫度越高混凝土初始坍落度/擴(kuò)展度、1h 坍落度/擴(kuò)展度值越?。煌瑫r(shí)貯存溫度越高，混凝土試塊的 7d、28d 抗壓強(qiáng)度越低。其原因可能是母液 B 在高溫貯存時(shí)，細(xì)菌等微生物活躍及繁殖，母液更容易產(chǎn)生分解而導(dǎo)致混凝土性能測(cè)試呈現(xiàn)變化。

5 結(jié)論

研究結(jié)論如下：

（1）存儲(chǔ)時(shí)間相同時(shí)，兩種醚類聚羧酸減水劑母液的 pH 值隨著溫度的升高而升高，但 pH 值均低于 7.0（pH 值 50℃＞30℃＞10℃）。在相同存儲(chǔ)溫度時(shí)，存儲(chǔ)時(shí)間越久兩種母液的 pH 值也會(huì)增加。

（2）在存儲(chǔ)時(shí)間相同時(shí)，母液 A 與母液 B 的混凝土含氣量隨著存儲(chǔ)溫度的升高而升高（含氣量 50℃＞30℃＞10℃）。存儲(chǔ)溫度相同時(shí)，隨著時(shí)間延長混凝土含氣量會(huì)增大。

（3）存儲(chǔ)時(shí)間相同時(shí)，母液貯存溫度越高混凝土初始坍落度/擴(kuò)展度、1h 坍落度/擴(kuò)展度值越小；存儲(chǔ)溫度相同時(shí)，存儲(chǔ)時(shí)間越長兩種醚類聚羧酸減水劑母液混凝土初始坍落度/擴(kuò)展度、1h 坍落度/擴(kuò)展度值越小。

（4）存儲(chǔ)時(shí)間相同時(shí)，貯存溫度越高，混凝土試塊的 7d、28d 抗壓強(qiáng)度越低。存儲(chǔ)溫度相同時(shí)，貯存時(shí)間越長，混凝土試塊的 7d、28d 抗壓強(qiáng)度越低。

（5）兩種醚類母液出現(xiàn)以上的性能變化，其原因可能是母液在高溫貯存時(shí)，細(xì)菌等微生物活躍及繁殖，母液更容易產(chǎn)生分解而導(dǎo)致混凝土性能測(cè)試呈現(xiàn)變化。