浅谈聚羧酸外加剂在大体积混凝土中的影响

陈志刚

(文登德泓混凝土工程有限公司)

浅谈聚羧酸外加剂在大体积混凝土中的影响

陈志刚

(文登德泓混凝土工程有限公司)

从技术角度而言，聚羧酸外加剂的分子结构相比较而言具有更加强力的可设计性，用于混凝土当中可以改善其性能，从本质上改变工程的质量。聚羧酸外加剂对大体积混凝土的影响是复杂多样的，可以有效的降低水胶在混凝土当中浆体的粘稠度，有效的解决混凝土开裂的现象，是目前国内外建设大型工程项目的核心技术手段之一，对该项技术的深入研究可以促进相应技术的深入化发展。

聚羧酸外加剂 混凝土 粘稠度

前言：混凝土作为一种有效的建筑材料是目前世界上被应用在大型工程中最为有效的材料之一，具有明显的不可代替性，是现代城市建设的基础。在上世纪早期发明盐水泥后混凝土就开始使用，并在历史的长河中经历了四个发展阶段，随着科学技术的深入化发展，高效减水剂的应用正式揭开了现代混凝土时代。但其本身因复杂的化学变化过程中容易引发开裂以及其他负面反应，不利于坚实的建筑建构，因此，本文通过对聚羧酸外加剂对大体积混凝土的作用与影响来分析现代混凝土技术的发展方向。

一、现代混凝土技术概述

现代混凝剂是现代城市建设的基础，它是建立在工业化生产的预拌混凝土为代表，其施工的主要方式以泵送为主。现代混凝土技术更加注重如何在制作与施工中保证混凝土的耐久性，并在未来技术的发展过程中不断追寻其可持续发展[1]。

从特征学的角度来分析，现代混凝土技术其组织成分更加复杂，现代混凝土的内部结构主要是以工业固体的废弃物为主要来源而形成的矿物掺和料，其本质是一种凝胶材料，具有非常明显的多样化特征。现代混凝土的组成结构部分超越了传统单一性的材料而演变为以磨细矿渣粉以及粉煤灰等掺合料为主，在此基础之上，超细石粉、沸石粉等具有功能性的掺和料也在现代混凝土中得到了深入化的应用[2]。最重要的是，现代混凝土的另一主要特征则以高性能的减水剂为主，该项技术的使用促使混凝土中的水胶明显降低，显著的提高了混凝土的强度。但是现代混凝土中的组织元素复杂化导致其流动度出现了明显的降低趋向，这就阻碍了混凝土流动性的保持。现代混凝土相比较其他建筑材料，其对施工的要求更为严格。现代建筑的超高层以及超大体积化的发展要求混凝土的泵送性能更加优越，为了可以实现更加科学化的施工，应该加强混凝土的密实性，且长距离的运输环境对混凝土的流动性要求也越来越高。现代混凝土的胶凝材料用量随着现代建筑物的高层化其用量越来越多，这就导致水泥越来越细，促使其更容易引发收缩开裂的问题，而伴随着现代人类行为与活动的扩大化，在恶劣的环境中进行施工成为了现代混凝土工程项目的主要形式，这无疑增加了混凝土的开裂风险，且严重的制约了混凝土的耐久性的真实性发挥。

二、聚羧酸外加剂在大体积混凝土中的影响

聚羧酸外加剂其内部具有非常灵活的分子结构，这就决定了其具有非常明显的可设计性特点，其可以扩大混凝土的功能性与稳定性，满足现代工程项目对建筑质量的基本需求。其影响可以分为以下几个方面进行研究：

第一，常规性的聚羧酸外加剂是专门针对水泥的固有特性进行了非常细致化的分子结构设计，这样就保证水泥的颗粒表面具有原有所不具备的吸附力，但是如果是针对于矿物掺和料，那么所表现出来的吸附作用就会表现的相当平缓。值得注意的是，如果在低品位的砂石集料当中残留了粘土以及聚羧酸外分子那么聚醚侧链就会表现出比较强劲的氢键吸附作用。多种因素的限制严重阻碍了现代混凝土的流动性，干扰了其应用效果的利用。

第二，在比较复杂的施工环境中保证混凝土的流动性是现代建筑施工的基础，也是工程的核心所在，如果进行长距离的运输就要求混凝土的流动性应该保持在5小时之内，而比较严格的核电工程则对其具有更加严格的要求，即混凝土在90分钟之间其坍落度应该严格的控制在一定范围之内。如果其中采用了复配缓凝组成的方法，就会增加混凝土的泌水以及干燥收缩作用，从而降低其在早期所表现出的应用强度，并不能合理的满足工程的基本需要求。借助专业性的研究发现，聚羧酸外加剂对于混凝土具有非常明显的分散保持性，并与浆体绒业当中所残留的聚羧酸外加剂的浓度是呈现出非常明显的正向相关关系[3]。如果聚羧酸分子中主链的吸附基因减少，那么吸附在水泥表面的分子侧链就会加长，这样其提供的空间位阻做过就会愈发明显，而保证了混凝土的分散保持性。

第三，现代混凝土中的水胶比例相对较低，这是因其粘度以及浆体的粘度之间都有非常紧密的关系。借助相应的技术来提高其中的主链电荷密度从而最大程度的提升聚合物初始静电吸附驱动力。在现代混凝土当中掺入分散降粘型聚羧酸外加剂可以有效的提高其流动性，并在最大程度上降低其塑性粘度，这样就提高了水泥材料的初始性分散速度，并从本质上降低了浆体的粘度。

第四，根据LapLace方程对其内质结构的分析，如果水泥的表面张力降低，那么其毛细孔当中的弯曲液体表面之下的附加压力也会明显降低，因此，在消耗相同水分条件下，应该尽可能的降低水泥的宏观应力，这样才能最大程度的减少其收缩效应。采用传统的小分子减缩剂其存在成本高，可能会降低混凝土的后期强度等负面效应，因此，应该采用裁剪技术将其中具有缩减功能的烷基聚醚接枝到聚羧酸外加剂分子的主链当中，从而制作出具有减缩作用的配剂可以更好的实现促进混凝土当中减缩与减水分散功能的相互统一。

结论：综上所述，聚羧酸外加剂相比较传统或其他类化学制剂具有更加特殊的分子结构，其可以通过分子进行构筑作用，来从本质上提高其本身所具有的分散作用，同时可以发挥出其应有其它多项功能，如降粘、减缩等作用，因此，该项技术具有极高的利用价值，并被广泛的应用在高铁、核电以及大型桥梁工程项目当中，从技术角度上解决了现代混凝土组成复杂性的问题，明显的提高了混凝土的流动性保持，并控制了混凝土易开裂的现象，促进了工业绿化技术的发展与改进，提高了大型工程建设项目的完整性。

[1]李宗津，孙伟，潘金龙．现代混凝土的研究进展[J]．中国材料进展，2013,28（11）：101-102．

[2]孙伟．现代混凝土材料的研究和进展[J]．商品混凝土，2012,12（14）：105-106．

[3]刘加平，余寅辉，冉千平，等．梳妆聚羧酸系减水剂在水泥矿物上的吸附特性[J]．建筑材料学报，2012,15（25）：589-600．

G322

B

1007-6344（2015）04-0339-01

陈志刚（1980-），男，高级工程师，主要从事建筑材料的应用及研究