使用不同類型聚羧酸減水劑解決混凝土應(yīng)用中存在的問題
廣西亞仔科技有限公司，廣西奧森建筑材料有限公司，烏魯木齊信納四海新材料有限公司一一技術(shù)總監(jiān)：李益萍
1、 聚羧酸高效減水劑與其它高效減水劑相比坍落度損失小、抗收縮、抗?jié)B等性能優(yōu)良，但其施工應(yīng)用中也存在著一定問題，其中主要是原材料的影響，主要有：
（1）水泥細(xì)度的影響。水泥的細(xì)度越高，其活性越高，同時(shí)水泥細(xì)度越高，其水泥顆粒對(duì)混凝土減水劑的吸附能力也越強(qiáng)，極大減弱了減水劑的減水效果。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)水泥的細(xì)度大幅度降低時(shí)，混凝土外加劑的用水量將大幅度減少。水泥細(xì)度的下降，容易造成混凝土外加劑的過量，引起混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象。而且這種離析通常發(fā)生在減水劑摻量較高的高強(qiáng)度等級(jí)混凝土中。
（2）C3A含量的影響。C3A對(duì)減水劑的吸附活性較強(qiáng)，因此C3A含量高的水泥對(duì)外加劑適應(yīng)性較C3A含量低的水泥差，當(dāng)水泥中C3A的含量較高時(shí)，表現(xiàn)為混凝土對(duì)外加劑的需求量大；反之，則可適當(dāng)降低減水劑的摻量，否則混凝土容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。
（3）堿含量的影響。堿含量對(duì)水泥與外加劑適應(yīng)性影響很大，水泥含堿量降低，減水劑的減水效果增強(qiáng)，所以當(dāng)水泥的含堿量發(fā)生明顯的變化時(shí)，有可能導(dǎo)致混凝土在粘度、流動(dòng)度方面產(chǎn)生較大的影響。此外，混凝土流動(dòng)性對(duì)聚羧酸的摻量十分敏感。聚羧酸減水劑在水膠比較小時(shí)會(huì)表現(xiàn)出較高的減水率，而在水膠比較大時(shí)(一般>0.4以上)，聚羧酸減水劑的摻量對(duì)減水率變化影響就會(huì)減弱。究其原因，可能與聚羧酸系減水劑的作用機(jī)理有關(guān)，它的分散、保持作用在于分子結(jié)構(gòu)形成的空間位阻效應(yīng)，大水膠比時(shí)水泥分散體系中已經(jīng)有足夠水分子的間隔作用，因此聚羧酸分子的空間位阻作用自然就要小一些了?；炷翆?duì)聚羧酸減水劑的敏感性使得工程中將聚羧酸減水劑預(yù)先配制成較低濃度的溶液添加，以降低稱量造成的誤差。
在復(fù)配方面，聚羧酸系減水劑最好不要與其它非聚羧酸系列復(fù)配使用。但為了滿足施工需要可以在復(fù)配中適量加入引氣，緩凝，保水，早強(qiáng)，防滲，防凍等組份材料。 聚羧酸減水劑擁有分子可設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，因此要改善聚羧酸減水劑在混凝土應(yīng)用中的效果可以通過分子設(shè)計(jì)的方式對(duì)減水劑分子進(jìn)行改性，達(dá)到工程應(yīng)用的要求。
2、實(shí)際工程應(yīng)用中由于混凝土原材料的差異，通過不同類型聚羧酸減水劑的復(fù)配來改善其性能遇到了很多問題，聚羧酸減水劑有分子可設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，可以通過分子設(shè)計(jì)合成不同應(yīng)用性能的聚羧酸減水劑來滿足不同原材料和環(huán)境條件下的施工要求。做到聚羧酸減水劑品種的系列化，即用幾種性能特點(diǎn)分明的聚羧酸系聚合物，例如普通型、早強(qiáng)型和緩釋型來滿足工程中的不同施工要求和解決原材料與減水劑的適應(yīng)性問題。
（1）普通型 普通型聚羧酸減水劑即保坍型聚羧酸減水劑相對(duì)于其它聚羧酸減水劑來說主要是側(cè)重于對(duì)混凝土坍落度保持性能的要求，也是使用最普遍的聚羧酸減水劑。普通型聚羧酸減水劑相對(duì)于早期使用的萘系高效減水劑不僅在施工性能優(yōu)良，并且改善混凝土孔結(jié)構(gòu)、提高混凝土密實(shí)程度，從而達(dá)到更高的抗收縮、抗裂要求，提高了混凝土的耐久性。特別是在配制抗壓強(qiáng)度超過50～70MPa的高標(biāo)號(hào)混凝土?xí)r具有比較突出的特點(diǎn)，水膠比為0.3以下的混凝土，在保證混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，能最大程度上降低用水量，并使混凝土具有較高的流動(dòng)性和工作性，利于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和泵送。通過摻加聚羧酸高效減水劑,增大了減水率,在水膠比相同的情況下既減少了用水量又節(jié)約了水泥用量。另外，聚羧酸減水劑的堿含量低，且聚羧酸減水劑的摻量不高，這大大降低了由外加劑引入混凝土的堿含量，對(duì)控制混凝土堿-骨料反應(yīng)有較大的幫助。
很多重點(diǎn)建設(shè)工程，如三峽大壩、南水北調(diào)工程、國家體育場(chǎng)、京津城際鐵路客運(yùn)專線、首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓等大型工程中要適應(yīng)不同工程對(duì)混凝土工作性及耐久性的要求，工程中要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)多、涵蓋C20～C70強(qiáng)度等級(jí)的混凝土；以及低混凝土發(fā)熱量，高抗裂性、抗?jié)B性及抗凍性能的要求中普遍應(yīng)用聚羧酸高性能復(fù)合型外加劑。
（2）早強(qiáng)型 早強(qiáng)型聚羧酸減水劑不僅具有聚羧酸減水劑大幅降低混凝土的用水量，提高混凝土的密實(shí)性，改善其抗?jié)B性能、氯離子滲透性能及電通量等性能；同時(shí)它可加快了水泥的凝結(jié)速度，大幅縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間，有效縮短預(yù)制混凝土的靜停時(shí)間，加快模具周轉(zhuǎn)，縮短混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)周期[。使用早強(qiáng)型聚羧酸減水劑可以將普通聚羧酸減水劑4～6小時(shí)的凝結(jié)時(shí)間降至大約2～3小時(shí)；并同時(shí)明顯提高混凝土的早期強(qiáng)度，縮短甚至取代預(yù)制件的蒸汽養(yǎng)護(hù)，使混凝土的凝結(jié)時(shí)間提前1h以上從而降低混凝土生產(chǎn)成本，節(jié)約能源，使混凝土預(yù)制件的生產(chǎn)向著綠色化的方向發(fā)展。使用其它外加劑的構(gòu)件尺寸穩(wěn)定性較差，并且水養(yǎng)后，在堆場(chǎng)中容易產(chǎn)生較為明顯的收縮裂縫，極易產(chǎn)生廢品。而使用早強(qiáng)型聚羧酸產(chǎn)品構(gòu)件尺寸穩(wěn)定性好，可以降低報(bào)廢率，提高質(zhì)量保證率，同時(shí)減少修復(fù)支出。外表上可以提高表觀質(zhì)量，減少表面氣孔麻面。
（3）緩釋型 緩釋型聚羧酸減水劑目前應(yīng)用很好，國外日本觸媒、德國巴斯夫很早就研發(fā)應(yīng)用，國內(nèi)許多合成公司相繼研發(fā)出了緩釋型聚羧酸減水劑，上海臺(tái)界、北京羅拉，蘇博特，紅墻，伍山，黃騰，科之杰，能博。廣西亞仔、烏魯木齊信納四海通過雙酸結(jié)合研發(fā)了二種緩釋型聚羧酸減水劑，分別為5C和6C型。由于緩釋型聚羧酸減水劑緩慢吸附的特性，混凝土漿中的有效減水劑分子會(huì)不斷地補(bǔ)充已吸附并被水化物覆蓋了的減水劑分子，因此緩釋型聚羧酸減水劑較保坍型聚羧酸減水劑對(duì)原材料的適應(yīng)性更廣泛。緩釋型聚羧酸減水劑可以與坍落度損失較大的聚羧酸減水劑復(fù)配使用，拌合初期混凝土流動(dòng)性由初始流動(dòng)性好但坍落度損失大的減水劑提供，而后期流動(dòng)性則由緩釋型減水劑提供，從而配制出流動(dòng)性保持較好的混凝土。
