浅探某些工艺因素对聚羧酸减水剂性能的影响

李英祥，陈周鹏，蔡文荣

（福建科之杰新材料有限公司，福建　漳州　363000）

浅探某些工艺因素对聚羧酸减水剂性能的影响

李英祥，陈周鹏，蔡文荣

（福建科之杰新材料有限公司，福建漳州363000）

本文从聚羧酸减水剂的静置时间、存放方式以及颜色变化等因素对聚羧酸减水剂性能的影响进行分析，以探索在存放期间聚羧酸减水剂的稳定性。

聚羧酸减水剂；性能；影响因素

0　引言

掺聚羧酸系高性能减水剂的混凝土具有以下性能特点：掺量小，减水率高；混凝土拌合物综合性能高，坍落度损失小；增强效果好；低收缩；一定的引气量；总碱含量和氯离子含量极低；环境友好。

现今聚羧酸系高性能减水剂在我国混凝土生产及工程建设行业的应用已越发广泛而成熟[3]，各种聚羧酸减水剂生产企业如雨后春笋，层出不穷；相关的聚羧酸产品也相继问世，并得到了极大范围的推广和使用。针对混凝土生产企业在使用聚羧酸系高性能减水剂时出现的问题，外加剂企业的研发人员也进行了大量研究，相继推出新工艺的减水剂[4-7]。随着人们对混凝土外加剂研究的不断深入，混凝土外加剂的未来发展将朝着复合型外加剂的方向发展[8-10]。为了能更好地解析不同因素对于聚羧酸减水剂的性能产生的影响，本文从生产原料和存放方式等因素入手，研究了它们对于混凝土工作性能和强度的影响，以期能够为聚羧酸减水剂的研究提供一定的试验依据。

1　试验材料及试验方法

1.1试验材料

（1）水泥：福建永定闽福 P·O42.5普通硅酸盐水泥，其力学性能见表1。

表1　水泥主要力学性能指标

（2)细骨料：采用天然河砂，其主要物理指标见表2。

表2　细骨料主要物理指标

（3)粗骨料：采用漳州龙海市产碎石，用大石和小石两种级配进行复掺，两种粗骨料的物理性能见表3。

表3　粗骨料主要物理指标

（4）减水剂：科之杰新材料集团有限公司生产的醚类聚羧酸减水剂，A：过氧化物反应体系聚羧酸母液；B：氧化－还原体系聚羧酸母液。

1.2试验方法

（1）净浆试验。使用水泥600g、水174g、相同工艺的外加剂母液掺量，进行试验测试初始净浆流动度及1h 净浆流动度损失。

（2）混凝土试验。按照等掺量的方法，使用相同的配合比对样品进行测量其初始坍落度及扩展度、坍落度损失、容重、强度。试验采用的配合比见表4。

表4　混凝土配合比　kg/m3

2　试验结果及分析

2.1静置后搅拌对聚羧酸母液性能的影响

为研究母液长时间静置后，母液是否出现上下分层而影响聚羧酸母液的复配和使用，选择 A 母液，静置28天后，取样再进行均化搅拌再取样进行净浆流动度验证，净浆流动度数据见表5。

从表5数据看，静置搅拌前后聚羧酸母液的净浆流动度变化不大，说明样品中各组分均匀稳定，即静置后搅拌对于组分均匀的聚羧酸母液减水剂样品影响不大。

2.2不同存放环境下对聚羧酸母液性能的影响

为研究不同的存放环境对聚羧酸母液性能的影响，从放置环境、pH 值、放置时间三个因素观察聚羧酸母液性能变化，分别将 A 母液和 B 母液不同 pH 值样品放置于室内和室外环境中进行静置，并间隔一段时间进行取样试验，净浆流动度试验数据见表6，混凝土数据见表7。

表5　静置后搅拌对水泥净浆流动性的影响

从表6数据看：

pH 值=3.0条件下放置在室内室外 A、B 母液性能相差较大，室外性能较低。这主要是因为 A、B 母液在酸性条件下，生产反应中的引发剂未中和消除，存放于室外在光照的条件下缓慢继续反应，加大减水剂的分子结构，降低外加剂的减水作用。其余 pH 值条件下，乃因加入氢氧化钠溶液进行了中和分解。

不同 pH 值的母液，放置在室内的 A 母液，净浆流动度数据基本不变；放在室外，pH 值越低，母液性能下降幅度较大，并且母液的1h 净浆流动度损失变大。放置在室内的 B 母液，pH 值升高，母液净浆流动度略有下降，放置在室外的 B母液，净浆流动度数据基本不变，1h 净浆流动度损失相当。

表6　不同存放环境下净浆流动度的影响

表7　不同存放环境下混凝土数据的影响

从表7数据看：

A 母液 pH=3.0母液放置在室外，混凝土初始扩展度下降，但40min 坍落度与室内母液相当；B 母液放置在室内和室外母液初始坍落度、扩展度、40min 坍落度以及混凝土容重基本无变化。

A 母液在 pH=5.6时，放置在室内和室外母液初始坍落度、扩展度、40min 坍落度以及混凝土容重基本无变化；B 母液在不同的 pH 值时母液初始坍落度、扩展度、40min 坍落度以及混凝土容重基本无变化。

从生产工艺及生产设备考虑，并综合表5、表6的数据可以得出：生产厂家及使用方外加剂基本均存放于室外，更接近于试验的室外环境，并考虑 pH 值越低，母液的酸性越大，在母液抽料及复配过程中，对生产设备的腐蚀越大，因此选择 pH 值越高，并在室外放置性能无变化的 pH 值区间环境存放，及 A 母液选择 pH=5.6进行存放，B 母液选择 pH=5.9进行存放，聚羧酸母液的性能稳定。

2.3不同用量双氧水对聚羧酸母液性能的影响

在生产过程中，B 母液在中和后因温度高在放置贮存过程，母液颜色会逐渐变黄，为解决母液变黄问题，往母液中加入27.5% 双氧水，抑制母液颜色加深，静置30天后观察母液颜色，并进行混凝土试验验证，混凝土试验数据见表8。

从表8数据看，聚羧酸减水剂中双氧水的用量逐步上升时，对应混凝土的初始坍落度和扩展度等指标保持不变。当双氧水的用量达到0.130% 时，聚羧酸母液的颜色保持出釜时颜色，并且28d 强度较未加双氧水时高。这是因为双氧水在溶液中具有氧化性和还原性，同时还具备漂白性，当聚羧酸母液中在放置过程中产生自由基，双氧水与之结合，抑制自由基的聚合，并抑制聚羧酸颜色的变化。

表8　混凝土工作性能的影响因素

3　结论

（1）聚羧酸在静置搅拌前后聚羧酸母液的净浆流动度变化不大，说明样品中各组分均匀稳定，即静置后搅拌对于组分均匀的聚羧酸母液减水剂样品影响不大，静置后的母液不经过搅拌可直接使用。

（2）选择 pH 值越高，并在室外放置性能无变化的 pH值区间环境存放，即 A 母液选择 pH=5.6进行存放，B 母液选择 pH=5.9进行存放，不影响聚羧酸母液的性能变化。

（3）聚羧酸母液中双氧水的用量逐步上升时，对应下混凝土的初始坍落度和扩展度等指标保持不变。当双氧水的用量达到0.130% 时，聚羧酸母液的颜色保持出釜时颜色，并且28d 强度未降低。

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［通讯地址］福建省漳州市招商局漳州经济技术开发区汀江路3号福建科之杰新材料有限公司技术室（363000)

李英祥，从事混凝土外加剂开发。