低强度等级商品混凝土专用聚羧酸减水剂的研制与应用

刘方，刘川，何唯平

（1.深圳市海川实业股份有限公司，深圳 518040；2.南京大学工程管理学院，南京 210093）

低强度等级商品混凝土专用聚羧酸减水剂的研制与应用

刘方1，刘川2，何唯平1

（1.深圳市海川实业股份有限公司，深圳 518040；2.南京大学工程管理学院，南京 210093）

本文通过对低强度等级混凝土中专用聚羧酸外加剂的研制，以及掺入混凝土后对混凝土性能的各项测试，发现所制备的低强度等级混凝土专用聚羧酸减水剂适应性好、掺量低，在含泥量较高体系中仍然保持良好的分散性和分散保持性。

低强度等级；商品混凝土；聚羧酸外加剂

0 前言

聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、坍落度损失小、含气量低、混凝土强度高、绿色环保不含甲醛等优点，非常适合配制高强、高性能混凝土。而对于低强度混凝土，由于低强度等级混凝土用的水泥质量参差不齐、砂子和石子含泥量比较高，减水剂与材料适应性比较差，混凝土造价高，致使聚羧酸减水剂在搅拌站应用存在很多问题，在搅拌站中配制低强度等级混凝土一般都采用价格便宜、适应性广的萘系减水剂。目前获得优质的混凝土材料比较困难，高含泥量和高细粉量致使聚羧酸减水剂掺量增加，势必提高混凝土的生产成本。我国的商品混凝土企业数量增长迅速，多数地区均已出现产能过剩、市场供过于求的现象。在全国大部分地区雾霾严重和产能过剩的情况下，将绿色环保混凝土生产作为今后的行业发展目标，聚羧酸减水剂作为一种高性能环保型外加剂更应该在低强度等级、大众化的混凝土中进行应用。

本文通过多种复合手段，配制出专门在低强度等级混凝土中应用的聚羧酸外加剂，主要目的是替代目前正在使用的对环境危害大的萘系减水剂。通过对低强度等级混凝土的研究，以及对低强度等级混凝土中专用聚羧酸减水剂的研制，所制备的低强度等级混凝土专用聚羧酸减水剂适应性好、掺量低，在含泥量较高体系中仍然保持良好的分散性和分散保持性。

1 试验部分

1.1 试剂与原料

聚羧酸减水剂母液，聚羧酸保坍剂、增强剂、调凝剂、消泡剂、引气剂，以上材料均来自深圳海川新材料科技有限公司。

1.2 制备方法

将聚羧酸减水剂与保坍剂、增强剂、消泡剂、引气剂按照配方表1 的计量进行配制。

表1 低强度等级混凝土专用聚羧酸减水剂配方表

1.3 检测方法

水泥净浆流动度：采用塔牌水泥 P·O42.5 普通硅酸盐水泥 300g，水灰比 0.29，减水剂掺量根据流动度需求大小设计调整。

表2 C30 商品混凝土配合比 kg/m3

2 结果与讨论

2.1 产品中保坍剂含量对产品性能的影响

表3 为不同保坍剂含量对水泥净浆流动度的试验，通过试验结果可以发现：随着保坍剂含量增加，复配后的配合物的分散性逐渐减弱，但是分散性保持性会逐渐加强，在保坍剂用量为 20% 时，其分散性和分散保持性较协调，此配合比下使用效果比较好。

表3 保坍剂含量对水泥净浆流动度的影响

2.2 产品中增强剂含量对产品性能的影响。

优选聚羧酸减水剂 80%，聚羧酸保坍剂 20%，调整增强剂的比例进行试验，试验结果如表4 所示。

从表4 中可以看出：随着增强剂用量的增加，会减小对水泥的分散性及分散保持性；在保证不严重减小水泥及水泥分散性的情况下，增强剂用量优选 10‰，此时水泥流动性和分散性基本没有变化；再加大含量，则流动性及分散性保持下降。

表4 增强剂含量对水泥净浆流动度的影响

2.3 产品中保水剂含量对产品性能的影响。

保水剂主要针对不同用量及材料出现离析、泌水现象，保证混凝土有优良的和易性。本试验优选聚羧酸减水剂80%，聚羧酸保坍剂 20%，增强剂 1%，考察不同用量的保水剂对水泥分散性的影响，试验结果见表5。

表5 保水剂含量对水泥净浆流动度的影响

随着保水剂用量增加，当用量超过 2‰时，水泥分散性及分散保持性急剧下降。因此，在不大幅度减少水泥分散性和分散保持性的条件下，优选保水剂用量最优为总量的 2‰。

2.4 产品中消泡剂含量对产品性能的影响

本试验优选聚羧酸减水剂 80%，聚羧酸保坍剂 20%，增强剂 1%，保水剂用量 2‰，考察不同用量的消泡剂对水泥分散性的影响，结果见表6。

由表6 试验结果可知，选优不改变水泥分散性和分散保持性的条件下，消泡剂溶解均一不浮油，优先消泡剂最优用量 0.2‰，消泡剂主要目的是消除体系中有害的微量气泡。

2.5 产品中引气剂含量对产品性能的影响

引气剂是一种低表面张力的表面活性剂，在混凝土拌合中，加入引气剂，能在新拌混凝土中引入适量细小的微泡，可以提高混凝土的流动性和施工性。本试验优选聚羧酸减水剂 80%，聚羧酸保坍剂 20%，增强剂 1%，保水剂用量 2‰，消泡剂用量 0.2‰，考察不同用量的引气剂对水泥分散性的影响，试验结果见表7。

由表7 可以看出，随着引气剂的用量增大，对水泥的初期分散性影响比较大，而对后期的水泥分散保持性影响不大，当到达一定量的时候，水泥浆泌水比较严重，水泥浆泡沫比较多，比较合适的用量范围在 0.03‰，此时水泥分散性比较大，气泡比较均匀，不泌水。

表6 消泡剂含量对水泥净浆流动度的影响

表7 引气剂含量对水泥净浆流动度的影响

2.6 产品在混凝土中的应用

配方选聚羧酸减水剂 80%，聚羧酸保坍剂 20%，增强剂 1%，保水剂用量 2‰，消泡剂用量 0.2‰，引气剂用量0.03‰。复配后的产品，采用 C30 混凝土配合比进行试验，掺量在 1.3%，混凝土强度提高 15%，应用效果如表8 所示。

表8 低强度等级用聚羧酸减水剂在混凝土中的应用效果

3 结论

本文通过复合优选聚羧酸减水剂 80%，聚羧酸保坍剂20%，增强剂 1%，保水剂用量 2‰，消泡剂用量 0.2‰，引气剂用量 0.03‰ 配制出适合低强度等级混凝土用的聚羧酸外加剂，对水泥的适应性好，不泌水、不离析，和易性好。复配后的产品，采用 C30 混凝土配合比进行试验，掺量在1.3%，混凝土强度提高 15%。复配后的产品与萘系相同掺量下，有更好的减水率和混凝土和易性，可以代替萘系减水剂在搅拌站中的应用，提高了低强度等级混凝土强度，降低了混凝土成本。

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［通讯地址］广东省深圳市海川实业股份有限公司（518040）

刘方（1982—），研究生，高级工程师，主要从事混凝土外加剂研究。