关于聚羧酸系减水剂的性能论述

王贺

摘 要：作为现代建筑施工中的一种重要混凝土外加剂，聚羧酸系减水剂的应用对于保证混凝土的良好应用具有重要作用。首先介绍了减水剂性能测试方法，然后具体探讨了聚羧酸系减水剂的性能，以期为相关技术人员与研究人员提供参考。

关键词：聚羧酸系减水剂；混凝土；性能测试；均质性实验

中图分类号：TU528.042+.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.035

聚羧酸系减水剂是利用引发剂对不饱和单体进行共聚，将带活性基团的侧链与聚合物主链接连，使其具备抗收缩、减少坍落度和控制水泥硬化凝结的功能。此类减水剂总体上可分成丙烯酸、甲基丙烯酸脂聚合物和烯烃、顺丁烯二酸酐聚合物等。聚羧酸系减水剂作为高强混凝土中的一种关键组分，其性能与混凝土整体性能息息相关。因此，加强有关聚羧酸系减水剂的性能研究对于改善混凝土的质量具有重要的现实意义。

1 减水剂性能测试方法

1.1 不饱和单体含量测试

一般情况下，可依据测定体系反应前后的不饱和双键含量来测定单体转化率，不饱和侧键则可利用溴化法测试。具体反应原理为：将过量KBr添加至KBrO3溶液中，在溶液酸化过程中，BrO3对Br进行氧化形成游离溴。使用过量的KBrO3溶液与待测减水剂反应，在酸性溶液中与KI作用，形成I2，然后使用NaS2O3标准溶液滴定析出的碘，由此测定样品中的不饱和双键含量。

1.2 混凝土拌和物的坍落度测试

混凝土拌和物坍落度的测试过程按照相关标准开展，将均匀饱和的混凝土试样平分成三份，分别装入坍落度筒内，各层使用振捣棒插捣25次左右，随后将坍落度筒平直地提起，并测量筒高于坍落后的混凝土试体间的高度差，测定值便为次混凝土拌和物的坍落度值。

1.3 固体颗粒表面吸附量测试

将经过精确测量的水泥试样放入烧杯内，掺加一定浓度的减水剂溶液，采用4︰1的液固质量比，充分搅拌3 min，然后等待一定时间，以确保其完成吸附平衡，随后提取上层清液，使用TGL-16C台式离心机分离10 min，最后稀释分离后的液相，使其满足比尔定律的浓度范围。使用UV紫外可见分光光度计测定液相浓度。依据吸附前后的浓度差可测得减水剂在水泥颗粒表面的吸附量。

1.4 体系酸值与酯化率的测定

将少量蒸馏水添加至1 g试样中稀释，然后使用氢氧化钠标准溶液滴定三四滴指示剂溶液，直至体系开始变绿后停止，最后计算损耗的氢氧化钠标准溶液体积。使用以下公式计算体系酸值：

K=40×N×V/G. （1）

式（1）中：K表示酸值，mgNAOH/g；N表示氢氧化钠标准溶液，mol/L；V表示损耗的氢氧化钠标准溶液体积，mL；G表示试样质量，g。

酯化率=（1-反应后体系酸值/反应前体系酸值）×100%.

2 聚羧酸系减水剂性能测试

2.1 减水率

为检测和对比不同种类聚羧酸系高效减水剂的减水率，可使用试样水泥净浆流动度接近的掺量进行实验，掺量采用0.5%.依照《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB/T 8007—2000）中的试验方法测定混凝土砂浆减水率，测定采用标准砂。如果根据此种方法对M-聚羧酸系减水剂、A-M-聚羧酸系减水剂与市售减水剂比较，在同一掺量条件下，M-聚羧酸系减水率减水性能要高于A-M-聚羧酸系减水剂，掺量为0.5%时，减水率可提升至35%.

2.2 水泥净浆流动度

为检测和对比不同种类聚羧酸系高效减水剂对水泥的分散性能，实验可测定不同减水剂在不同掺量条件下对水泥净浆流动度的影响。实验依照《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB/T 8007—2000）来测定，水灰比采用0.29. 比较M-聚羧酸系减水剂、A-M-聚羧酸系减水剂与市售减水剂在不同掺量条件下对水泥净浆流动度的影响。由试验结果可知，在掺量较低条件下，水泥的净浆流动度为中度，经时流动度损失较大；在增大掺量时，流动度也会增加，在掺量至0.45%～0.5%时，流动度逐渐保持稳定，经时流动度损失会呈现逐渐减小的趋势，且三种减水剂流动度大小趋于一致。这表明，减水剂在较大掺量条件下，对水泥的分散性能较为一致；在同种掺量条件下，聚羧酸系减水剂性能与市售减水剂性能接近；在M-聚羧酸系减水剂掺量达到0.35%时，经时流动度要高于初始流动度，对水泥的分散性较大。同时，在实验中发现，在外加剂掺量达到某设定值时，泌水问题会逐渐加重。

2.3 抗压强度与抗折强度

实验课采用不同种类聚羧酸系进行水泥试验，减水剂掺量采用0.35，检测其放置在水泥养护箱内1 d、3d、7d、28 d后的抗折强度与抗压强度值。对比M-聚羧酸系减水剂、A-M-聚羧酸系减水剂与市售减水剂的抗压强度与抗折强度，由结果可知，在同一水灰比与减水剂掺量环境下，当增大水泥养护周期时，水泥砂浆的抗折强度与抗压强度会逐渐增加，表明几种减水剂在养护后期强度较大。掺加M-聚羧酸系减水剂的水泥试件砂浆强度相对较低，要小于其他两种减水剂。而掺加A-M-聚羧酸系减水剂的水泥试件强度要高于市售减水剂和M-聚羧酸系减水剂。依据水泥抗折与抗压性能标准，A-M-聚羧酸系减水剂性能要好于M-聚羧酸系减水剂和市售减水剂。

2.4 均质性实验

减水剂内的碱含量会直接影响混凝土的性能。当碱含量较高时，碱可能会与混凝土骨料内的活性成分进行骨料反应，形成一种硅酸凝胶。此类硅酸凝胶的吸水性能较强，且会膨胀，以增加骨料周围水泥拉应力而使其断裂，进而改变混凝土的力学性能。如何有效控制碱含量，防止出现骨料反应已成为当前混凝土研究的重要课题。在国内相关工程中，就将混凝土配置的碱含量调制在3 kg/ms以下。依据相关标准，对M-聚羧酸系减水剂、A-M-聚羧酸系减水剂进行均质性测验发现，其含碱量均在0.4%以下，且无氯离子与甲醛对改善混凝土性能具有良好的作用。

3 结束语

聚羧酸系减水剂的性能直接关系着混凝土的使用质量和安全稳定性，因此，相关技术与研究人员应加强有关聚羧酸系减水剂的性能研究，总结聚羧酸系减水剂测定方法和性能改善手段，以逐步提升聚羧酸系减水剂的应用水平。

参考文献

[1]孙浩.聚羧酸系减水剂的合成研究及应用[D].无锡：江南大学，2011.

[2]潘伟.聚羧酸系减水剂的合成及性能研究[D].武汉：武汉理工大学，2012.

[3]高瑞军.聚羧酸系减水剂的合成及其结构与性能相关性研究[D].西安：陕西科技大学，2012.

〔编辑：王霞〕

Discussion on the Performance of Poly Carboxylic Acid series Water Reducer

Wang He

Abstract： As a kind of important concrete admixture， the application of poly carboxylic acid series water reducer is very important for ensuring the good application of the concrete. In this paper， we first introduce the method to test the performance of the water reducer， and then discuss the performance of the poly carboxylic acid series water reducer， in order to provide a reference for the relevant technical personnel and researchers.

Key words： poly carboxylic acid series water reducer； concrete； performance testing； homogeneity test

文章编号：2095-6835（2015）19-0036-02