关于聚羧酸系外加剂在预拌混凝土生产上的应用及建议

黎世严

摘要：本文主要通过在试验和生产过程中很好的解决了聚羧酸系外加剂在普通混凝土尤其是在低强度、低坍落度混凝土中应用存在的技术和经济方面的问题。介绍了聚羧酸类外加剂对水泥适应性及混凝土性能的影响并对聚羧酸系外加剂的减水机理和在混凝土中所体现出的优势，以及存在的问题进行了详细的论述。

关键词：聚羧酸系外加剂；预拌混凝土；试验；措施。

一、前言

自混凝土广泛应用于建筑工程以来，混凝土技术的进步与外加剂的不断更新密不可分。外加剂的利用几乎和混凝土本身一样长久，古罗马人使用动物油脂、牛乳和血液来改善混凝土的性能，上世纪30年代开始系统地研究外加剂，发明了引气剂以及以木质素类外加剂为代表的普通减水剂，减水率在10%左右，并广泛用于混凝土中；70年代发明了以萘系为代表的高效减水剂；90年代发明了以聚羧酸系外加剂为代表的第三代高效减水剂，使得高强高性能混凝土得到快速发展。

通过混凝土质量的原则，在外加剂的使用方面，分为三个阶段：木质素类普通减水剂与萘系高效减水剂复合使用；放棄木质素类普通减水剂，单独使用萘系高效减水剂；放弃萘系高效减水剂，所有等级的预拌混凝土全部使用聚羧酸系高效减水剂。伴随着外加剂的每一次更新，混凝土的拌合物性能和物力性能不断提高，原材料成本不断降低。聚羧酸系外加剂对于在高性能混凝土中的应用，已是人所共知的事情。但是在低标号、低坍落度的混凝土中的应用，还有许多技术和经济方面的问题需要研究和解决。

二、试验与研究过程

2010年8月开始，我公司利用建盛公司的聚羧酸系外加剂在C60 以下强度等级的混凝土中的应用进行了试验和研究。

1、研究的目标： 混凝土坍落度1小时损失<20mm； 混凝土和易性好于萘系外加剂； 混凝土强度好于萘系外加剂；④ 混凝土的收缩性能好于萘系外加剂；⑤ 泵送性能好于萘系外加剂；⑥ 混凝土外观质量好于萘系外加剂；⑦ 混凝土综合成本低于萘系外加剂。

2、试验用原材料：试验用原材料，主要选择我公司正在使用的和佛山周边地区，今后可能使用的原材料。见表1-5。

3、试验内容

预拌混凝土公司所使用的外加剂，不同于单项工程或单独配比对外加剂的选择，对预拌混凝土公司来说，外加剂对不同品种、不同厂家的水泥和掺合料以及骨料的适应性要强。因此，更换一种日常使用的外加剂，必须对其性能进行全面试验。我们按照以下技术路线进行试验： 外加剂JS-1000与水泥的适应性； 外加剂JS-1000对混凝土的影响； 由试验室试验向厂拌试验的过渡；④ 确定配比掺量；⑤ 成本比较。

1）外加剂JS-1000与水泥的适应性

试验方法：按照《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119 附录A《 混凝土外加剂对水泥适应性检测方法》检测 4分钟、30分钟、60分钟时的水泥净浆流动度。比较萘系FDN-2与JS-1000聚羧酸系外加剂的性能：JS-1000对不同厂家的水泥其适应性不同，与萘系外加剂相比其掺量有所降低。水泥净浆流动度只是反映水泥净浆的塑性粘度，而混凝土坍落度反映的是混凝土的剪切屈服值，因此，必须进行外加剂对混凝土性能的影响试验。

2）外加剂JS-1000与矿物掺合料的适应性

以上结果可以看出，JS-1000对PS32.5水泥的适应性好于PO42.5水泥，这与矿渣水泥细度较粗、需水量低有关，掺有矿物掺合料的配比好于纯PO42.5水泥，掺用矿物掺合料有助于减小净浆粘度，提高流动度见表6。

3）混凝土试配

比较萘系减水剂FDN-2与聚羧酸系外加剂JS-1000对混凝土的影响。试配强度等级为C30。与萘系外加剂相比，聚羧酸系外加剂掺量可降低约20%，坍落度损失小，一小时坍落度损失小于20mm；混凝土早期强度提高约11%，后期强度增加约6.1%。从试验结果可以看出，净浆流动度与混凝土坍落度之间有一定的对应关系。对于不同厂家的水泥的适应性有所不同，与萘系类似见表7。

4）混凝土收缩对比试验

混凝土收缩试验采用GBJ82方法，使用河口桥牌PO42.5水泥、S95 级矿渣超细粉、二级粉煤灰、5-25MM 碎石、河砂复合使用。进行FDN-2萘系外加剂与JS-1000聚羧酸系外加剂收缩对比试验。强度等级C30，使用聚羧酸系外加剂，混凝土的干燥收缩明显减小，与萘系外加剂相比，28天收缩值减小9.3%。

5）厂拌试验掺量的确定

经过试验室的全面试验，聚羧酸系外加剂JS-1000基本达到试验目标，因此还需在此基础上进行工厂拌合试验。

三、聚羧酸系外加剂的工作机理及优势

1、萘系减水剂减水机理：萘系减水剂在水泥颗粒表面呈链状结构，以电荷排斥为主。因此表现为以下几个方面的不足：减水率最高20%左右；高掺量混凝土表现粘性大、易秘水；混凝土坍落度损失大；不适宜高强高性能混凝土。

2、聚羧酸系外加剂减水机理：聚羧酸系外加剂在水泥表面呈梳状结构），电荷排斥与空间组隔相结合。因此混凝土有更好的表现。

四、成本

鉴于外加剂价格涉及供应商的商业秘密，这里不作具体成本分析。总之，使用聚羧酸系外加剂混凝土的综合成本与萘系外加剂相比基本持平，或略有降低。但混凝土的综合性能有所提高。

参 考 文 献

[1] Sidney Mindess，等. 混凝土[M]化学工业出版社，2010.

[2] 覃维祖.聚羧酸系外加剂的发展与应用前景[J]第二届全国混凝土外加剂用技术专业委员会年会会刊，机械工业出版社.

[3] 杨洪壮，郭景强，聚羧酸盐外加剂[M].