SPS-8P聚羧酸减水剂在C60预拌混凝土中的应用

王凤丽，宋长清，吴菊珍

（苏州市澄湖混凝土有限公司，江苏 苏州 215000）

SPS-8P聚羧酸减水剂在C60预拌混凝土中的应用

王凤丽，宋长清，吴菊珍

（苏州市澄湖混凝土有限公司，江苏 苏州 215000）

采用由甲基烯基聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚直接与不饱和丙烯酸及含有酰胺基、磺酸基团的活性单体合成的醚类聚羧酸减水剂为母料，加以缓凝剂、引气剂、消泡剂、增稠剂等物理复配而成的 SPS-8P 聚羧酸减水剂（缓凝型）具有高减水、保坍、低收缩、耐久性好等系列特点，已成功用于 C60 预拌混凝土工程中，可以生产“匀质性混凝土”。

醚类聚羧酸减水剂；匀质性混凝土；适宜掺量；保坍

0 前言

聚羧酸高效减水剂是配制高强高性能混凝土的重要组成材料。1981 年日本触媒化学公司首先研制成聚羧酸高效减水剂并于 1986 年把产品投入市场。我国上海市建筑科学研究院于 2003 年首先研制以聚乙二醇单甲醚（MPEG）与甲基丙烯酸为主原料先聚合成一个大单体，通过与丙烯酸共聚，制得聚羧酸系减水剂已成功用于上海磁悬浮高精度轨道梁、上海东海大桥。进入 21 世纪，这多年来，聚羧酸减水剂在品种、质量方面都迅速发展，用于高速铁路、高速公路、杭州湾跨海大桥及上海中心高泵程高层建筑工程等重点工程中。

聚羧酸减水剂是一种分子结构有羧基的接枝共聚物，它是一种表面活性剂，表面张力大约 30～40mN/m，其分子是梳形结构，主链上带极性较强的多个活性基团，侧链带有亲水活性基团，主要通过不饱和单体在引发剂作用下共聚而成，或者采用氧化—还原反应，链转移剂控制分子量，一步法水中自由基聚合而成。它的超强分散能力是由强静电斥力和空间位阻效应叠加而成。具有低掺量、高减水率、高增强效果和高保塑性、高耐久性、低收缩优异的抗冻性等特点。

目前聚羧酸减水剂的原材料已能国产化，产品成本已比较合理，最近已在预拌混凝土行业中规模应用，逐步取代以往的产品。以前配制 C60 高强混凝土均采用改性 β-萘磺酸甲醛缩合物减水剂或者采用脂肪族减水剂或是二者合用。由于聚羧酸减水剂的综合能力大大超越以前的两种，所以通过物理复配改性的 SPS-8P 聚羧酸减水剂通过 C60 高强混凝土试配论证，事实证明适用于配制 C60 预拌混凝土，可以保证生产匀质混凝土，在现场无需再次调配，保证商品混凝土的生产、运输、泵送浇筑，加快运输车辆的周转，提高了硬化混凝土的各种性能。

苏州市澄湖混凝土有限公司将 SPS-8P 聚羧酸减水剂已成功用于江苏苏州浩远弘天大厦 C60 墙柱混凝土（约 1 万立方米混凝土）和清华紫光大厦 C60 墙柱混凝土（约 1 万立方米混凝土），取得了良好的经济效益和社会效益。

1 SPS-8P 聚羧酸减水剂的组成

SPS-8P 聚羧酸减水剂是由醚类聚羧酸减水剂母液，加以缓凝剂、引气剂、消泡剂、增稠剂等复配而成的粘稠液体。它具有减水、保坍、低收缩、低氯、低碱，对钢筋无锈蚀作用等综合性能。

醚类聚羧酸减水剂是采用甲基烯基聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚与丙烯酸及含有酰胺基、磺酸基的活性单体，采用氧化还原体系（双氧水、抗坏血酸）一步法温水中自由相基聚合，获得梳状结构的减水剂。该产品在较长链及侧链上有活性基团如醚链、羧酸基团，聚氧乙烯烷基醚及酰胺基团、磺酸基团等，它被水泥吸附后，不仅有强大的空间位阻效应，还有大量强极性羧基基团吸附在水泥颗粒上，使水泥颗粒带上负电荷，使水泥颗粒之间产生静电排斥作用。

根据气温的高低和运输距离的长短，添加适量的缓凝剂（如葡萄糖酸钠、有机磷酸盐）、引气剂（如烷基硫酸盐和烷基聚乙二醇醚硫酸盐）和消泡剂、增稠剂等，使改性复合产品具有对水泥的相容性，配制的水泥混凝土具有良好的和易性、粘聚性、可泵性。

2 SPS-8P聚羧酸减水剂的性能

SPS-8P 聚羧酸减水剂（缓凝型）委托上海市建筑科学研究院检测站按照 GB 8076－2008《混凝土外加剂》进行检测其检验结果见表 1。

表 1 SPS-8P 掺入混凝土中性能

由上面检测结果可以看出：SPS-8P 聚羧酸减水剂按照GB 8076—2008《混凝土外加剂》检测，产品合格，具有高减水、低收缩和良好的抗冻融循环性能。

3 以 SPS-8P 聚羧酸减水剂配制 C60 预拌泵送混凝土

3.1 原材料

（1）水泥

选用湖州煤山南方水泥公司的 P·O52.5 普通硅酸盐水泥，其性能见表 2。

表 2 P·O52.5 水泥性能

（2） 石子

浙江湖州，粒径为 5～25mm 连续级配碎石，性能见表3。

表 3 石子性能

（3）中砂

赣江产中砂，其性能见表 4。

表 4 砂性能

（4）矿粉

采用张家港永钢矿粉 S95 级，其性能检验结果见表 5。

表 5 矿粉性能

（5）粉煤灰

Ⅰ级灰，苏州华望新型建材有限公司产，其性能见表6。

表 6 Ⅰ级粉煤灰的性能 %

（6）外加剂

SPS-8P 聚羧酸减水剂，上海申立建材有限公司产，其性能见表 7。

表 7 外加剂性能

3.2 C60 商品泵送混凝土的配合比设计与试配

按照 JGJ55－2011 《普通混凝土配合比设计规程》，7.3高强混凝土的设计要求，采用三个不同的配合比进行混凝土强度试验，三个配合比的水胶比差值为 0.02。C60 混凝土配合比见表 8。

表 8 C60 混凝土配合比

新拌混凝土的性能和抗压强度，见表 9。

表 9 混凝土工作性能及抗压强度

3.3 C60 施工配合比

选定试验序号 2 为施工配合比，通过六组试块验证，28d 平均抗压强度为 70.9MPa，弹性模量为 42.5GPa；混凝土总碱量为 2.2kg/m3；氯离子含量为 0.027%；电通量为530C，特征性能数据符合工程设计要求（总碱量要求小于3kg/m3混凝土；电通量小于 1000C）。

4 SPS-8P聚羧减水剂在C60预拌混凝土中应用

工程实例：江苏苏州浩远弘天大厦工程

该工程是现浇混凝土框架、剪力墙工程，地下室三层面积3万平方米，地上 33 层面积 10 平方米；总高 148 米，由主楼和裙楼组成，属星级商务酒店。主楼从地下室负三层至地上十七层的墙柱强度等级设计全部为 C60，混凝土总用量为 1万立方米。

该工程第一次浇注地下室负三层墙柱时，C60 混凝方量1350m3，要求在 12～14h 内浇注完毕。根据要求和现场情况，布三台泵车同时浇注，配备 35 辆搅拌运输车。在生产过程中，试验室严格控制原材料质量，并加强混凝土出厂坍落度的控制，对现场进行跟踪，派员观察现场混凝的流动性及和易性，并按照每 200 立方米的取样频率进行混凝土出厂检验。C60 混凝搅拌时间不少于 60s。在生产搅拌时，对原材料进行电脑监控，保证骨料称量误差在 2% 以内，减水剂和水、粉状称量误差在 1% 以内。

该工程整个地下室 C60 混凝土 4350m3，出厂检验制作标准试块 25 组；mfcu大于67.8MPa ；fcu,min大于 62.5MPa，该结果符合 GB/T 50107—2010《混凝土强度检验评定标准》规定，满足工程设计的强度要求。

在浇注过程中，混凝土和易性好、可泵性好，保证了先进的泵送施工工艺。

5 结论

（1）采用 P·O52.5 普通硅酸盐水泥、掺加 S95 磨细矿渣粉、I 级粉煤灰、中砂、5～25mm 连续级的碎石再掺加SPS-8P 聚羧酸减水剂（缓凝型），可以配制生产 C60 商品泵送混凝土，其坍落度损失小、混凝土和易性好，减少了用水量，节约了水泥用量。在保证混凝土强度的同时，降低了混凝土的粘稠度，改善了高强度等级混凝土的工作性，保证了混凝土的匀质性。

（2）生产 C60 强度等级混凝土时，要严格控制用水量，控制扩展度 500～600mm 之间，保证混凝土有较大的流动性。如果扩展度太大的话，混凝土容易出现板结，扒地现象，不宜施工。

（3）生产过程中，万一遇到材料有变化或含水量变化较大时，特别要严格控制用水量及外加剂的适宜掺量，以调整混凝土的坍落度及流动性，确保混凝土必须有良好工作性。

（4）必须注意 SPS-8P 聚羧酸减水剂不能与萘系减水剂混合使用，一旦发生会影响混凝土减水率和保坍性及强度。

（5）聚羧酸减水剂应储存在聚乙烯塑料桶中，避免日光直晒，掺入混凝土中应适当延长混凝土的搅拌时间，视生产实际设备情况而定。

（6）聚羧酸减水剂具有环保、节能、降耗，对人体健康无危害的产品，相信随着在工程中实际应用，将逐步取代萘系和脂肪族减水剂。

[1] 高性能预制构件中用聚羧酸系混凝土高效减水剂合成方法，ZL201210312338.1．

[2] 麻秀星，等．徐放型聚羧酸系减水剂合成研究[J]，材料导报，2010，24(10)：55-58．

[3] Prof.DR.Jonann Plank.An Overview of current PCE Superplasticizer Technology .聚羧酸系高性能减水剂制备、性能与应用技术新进展[M]，北京工业大学出版社，2013(5)：3-15.

［通讯地址］江苏省苏州市相城区苏州澄湖混凝土有限公司（215000）

Application of SPS-8P polycarboxylate superplasticizer in C60 ready-mixed concrete

Wang Fengli, Song Changqing, Wu Juzhen
(Suzhou Cheng Hu Concrete Co., Ltd.,Suzhou Jiangsu 215000)

By using methyl allyl polyoxyethylene polyoxypropylene ether directly with unsaturated acrylic acid and containing amide groups, sulfonic acid groups active monomer synthesis of ether type polycarboxylic acid superplasticizer as masterbatches, be retarder, air entraining agent, defoaming agent, thickener and other physical compounded SPS-8P polycarboxylate superplasticizer agent (retarder) , which has high water reducing, water, low shrinkage, good durability , etc. It has been successfully used in C60 ready mixed concrete engineering.

ether polycarboxylate superplasticizer; homogeneity of concrete; appropriate content; slump

王凤丽（1971－），大学本科，工程师，主要从事商品混凝土和外加剂应用研究和质量管理。