聚羧酸系高性能减水剂的性能及应用研究

2019-11-28边淑芳

建材发展导向 2019年3期

边淑芳

(唐山冀东水泥外加剂有限责任公司，河北唐山 064000)

1 基本概述

聚羧酸系高性能减水剂作为目前国际上技术含量最高，综合性能最优秀的减水剂，已经在水利、电力、建筑、桥梁、铁路、公路、军工等各个领域得到了广泛的应用。聚羧酸系高性能减水剂最早是由日本在上世纪八十年代中期开发并应用的，是高分子化工合成产品，主要是利用引发剂作用将不饱和单体进行共聚，并将带活性基团的侧链接枝到聚合物主链上而获得。其本身具有减水、增塑、不影响混凝土凝结硬化和控制坍落度损失的作用，并能与不同水泥都有较好的相容性。

甲基丙烯酸、甲基丙烯甲酯、聚乙二醇烯丙磺酸盐和马来酸是合成聚羧酸系减水剂的主要材料。

2 性能分析

聚羧酸系减水剂是继木钙减水剂和萘系减水剂之后的第三代高性能产品，相较于前两代产品，其性能方面的优势更为突出。第一，在减水率方面，聚羧酸系减水剂的减水率在25%以上，最高可达40%；第二，较强的保坍性，可保证2小时之内坍落度基本无损失，并极大降低经时损失；第三，在强度方面，相较传统减水剂具有更高的强度增长率；第四，良好的匀质性使其在与不同混凝土搭配时都有相当好的流动性，易浇注，易密实；第五，较低的收缩率，氯离子含量低，碱含量低，有效提升混凝土体积稳定性，最大限度的减少混凝土开裂所产生的危害；第六，广泛的适应性，对各种水泥和各种掺合料制混凝土都具有较强的保塑性和分散性；第七，具有较高可控性，减水剂的减水率和保塑性等可以通过对聚合物分子量、侧链长短、疏密度以及基团种类的调整进行控制；最后，绿色环保，不含有任何甲醛等其他有害物质和成分，无毒、无腐蚀。

3 在实际中的应用研究

3.1 适应性分析

在实际施工中，聚羧酸系高性能减水剂与各种水泥都能适应，但粉煤灰聚羧酸系减水剂对于粉煤灰的适应则较为困难，这就需要在施工中尽可能的把矿粉磨细。通常情况下，减水剂对一级灰的适应性相对较好，但是对二、三级灰，减水剂适应性则相对较差。这种情况下即使加大减水剂使用量，效果也不明显。而如果这种水泥或粉煤灰对外加剂适应效果不好，那么更换其他的添加剂，也不会起到理想效果。因此，在这种时候就需要我们通过更换凝胶材料来达到预期目的。

3.2 引气性分析

由于聚羧酸系减水剂在实际施工中一般都会在混凝土表面留下一些活性成分，使表面张力降低，因此，这就要求减水剂具有较好的引气性，从而使这些活性成分可以将气泡带入混凝土，以满足混凝土对含气量的需求，同时也不会影响其强度。此外，不同分子结构的聚羧酸系减水剂对引气剂的使用选择不同，对搅拌方式也有不同要求。这就要求我们在施工时要更加细致，尤其要注意在具体施工时所采用的搅拌方式和搅拌时间要与我们做搅拌试验时一致，从而使混凝土的含气量可以达到目标标准，以保证混凝土具有足够的强度。但这并不代表聚羧酸减水剂含有降低表面张力的物质是坏事，相反，它可以使聚羧酸减水剂的混凝土收缩值小于其他减水剂，为混凝土带来更好的性能。

3.3 降低砂子含泥量

砂子中的含泥量也是影响聚羧酸系减水剂减水率的一大因素。较高的含泥量会使减水率明显下降，因此，在具体施工时，我们要尽可能的降低含泥量，或者可以适当的加入一些萘系减水剂来解决这个问题。

3.4 掺量分析

虽然聚羧酸系减水剂的性能十分优越，掺量相较传统减水剂也较低，但在具体使用中对其掺量的把握仍是一个需要重视的问题。这是因为一方面减水剂的减水率会因水胶比例而呈现出不同的敏感度。当水胶比例较小时，减水率会随着掺量的增加而升高，但当水胶比例较大时，减水率并不会因掺量的增加而有明显变化。这是由于聚羧酸系减水剂在水胶比例较大时，水泥分散体系中较高的水分子含量导致水分子之间的间隔作用已经足够强，这使得聚羧酸系减水剂对水分子的的空间位阻效果大大降低。另一方面，聚羧酸系减水剂的减水率变化趋势同样会因胶凝材料的使用量而产生较大差异，这也是需要我们在具体施工时引起注意的。

3.5 减少复配使用

尽管我国的外加剂复配技术经过长期的实践和探索，已经处于国际领先地位，但是我们必须清楚认识到聚羧酸系减水剂通常情况下更适合单独使用。这是因为我们在长期的实践经验中发现聚羧酸系减水剂会与其他任何减水剂相互影响，从而降低聚羧酸系减水剂的效果。此外，由于聚羧酸系减水剂自身的结构较为独特，使其与其他添加剂的相容性较差，因此传统的复配方法无法起到效果，应尽量降低与其他添加剂的复配使用。