聚羧酸在混凝土中的影響

摘要：

本文介紹了聚羧酸減水劑發展狀況和前景其及主要效能，著重說明聚羧酸高效減水劑在混凝土中應用時的注意事項。

關鍵字：聚羧酸，混凝土，

高效減水劑

1 前言

從歷史發展上來說，在聚羧酸外加劑出現之前，有木質素磺酸鹽類外加劑、萘系磺酸鹽甲醛縮合物、三聚氰胺甲醛縮聚物、丙酮磺酸鹽甲醛縮合物、氨基磺酸鹽甲醛縮合物等等，這些產品在成本上有一定的優勢和對砂石等材料高含泥量的適應性，故在市場上有很大的佔有率，在混凝土工程中都有不同程度的運用。

2 聚羧酸的當前發展狀況與前景

我國聚羧酸系減水劑水平與國外的根本差距是國內開發的聚羧酸減水劑母體效能單一，品種不多，無法滿足不同領域不同效能混凝土的要求，制約我國聚羧酸系減水劑廣泛應用與發展。國外聚羧酸系減水劑母料主要有高減水型、高保坍型、高早強型的濃度40％以上產品，除了滿足對早強、緩凝、泵送等不同效能的需求以外，還表現在塑化、引氣性、氣泡結構、緩凝效果、坍落度保持性和粘度等多方面具有更高的優越性。聚羧酸系減水劑產品效能優異：減水率高、鹼含量、氯離子含量、硫酸鈉含量、甲醛含量均非常低，且在生產過程中不產生對自然環境的汙染。符合《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》。自2006年起生產聚羧酸外加劑的企業數量暴增，市場規模不斷擴大，其中透過鐵道部多次認證的企業更有許多家。大部分國內企業技術相對落後，對國內複雜的原材料缺乏有效的調節手段，母液效能較差。除了過去的萘系廠家的廣泛加入外，還有一些從化工或鋼鐵行業看好聚羧酸產品市場前景的進入者，酯化、合成、復配各有分工，其中技術手段相對全面的綜合性企業在二三十家左右，國內產品質量與進口產品存在一定差距。

近年，聚羧酸行業得到快速發展，國家的產業政策給生產和應用都相對環保的聚羧酸提供了很好的發展鍥機。在接下來的數年裡，聚羧酸的發展前景依舊可觀。

3 關於聚羧酸減水劑

聚羧酸減水劑的優越性不單是強度高，更為重要的是這種結構材料具有一系列相應的優異效能。如早強型：它早期強度發展迅速，即使在冬季也只需較短的養護齡期，保證了工程進展速度；它具有長期的耐久性；抗化學腐蝕性強，可用於各種特殊工程中；如保坍型：它在高減水率、高強度基礎上同時具備工作效能優異、易泵送、易密實等優良的施工效能便長距離運輸。

在製備高效能混凝土的技術措施中，關鍵在於合理使用高效能化學外加劑，尤其是具有高效減水、適當引氣並能減少和防止坍落度經時損失的高效能減水劑是所有一切的根本。從某種意義上說，目前各國在混凝土技術上的差距最重要的特徵就是外加劑，尤其是高效能減水劑的發展水平。以此也衍生了許多類似產品。聚酯類聚羧酸由於在混凝土強鹼性條件下容易水解和工藝的複雜性，所以其用量有可能在下降。水泥混凝土的強度取決於水和水泥的比例，W/C——水灰比。當W/C越小時，混凝土材料的強度越高，這就是其又名混凝土減水劑的原因。當然為了混凝土的施工，混凝土必須保持一定的工作度和流動性，常規檢測是混凝土的坍落度。

4 聚羧酸在混凝土中主要效能

以高效聚羧酸減水劑為例，參考GB8076－2008《混凝土外加劑》標準及鐵道部科技基［2005］101號《客運專線高效能混凝土暫行技術條件》和科技技［2006］104號《客運專線高效能混凝土用外加劑產品檢驗細則》，以及JG/T223－2007《聚羧酸系高效能減水劑》標準。

1、摻量低，減水率高。

2、早強高強，早期強度提高50%以上，28天強度提高30%以上，特別適用於高摻量粉煤灰混凝土。聚羧酸減水劑在低摻量範圍內，強度的增長隨摻量增加明顯，但在超過最佳摻量後強度不會隨摻量進一步提高。

3、低坍落度損失，坍落度保持率很好，低正溫時保持不變，擴充套件度還有增加，氣溫超過20度，坍落度略有損失，但也保持較好，氣溫超過30度，坍落度仍有一定的保留值。

4、混凝土工作性好：用聚羧酸高效減水劑配製的混凝土即使在高坍落度情況下，也不會有明顯的離析、泌水現象，混凝土外觀顏色一致。對於配製高流動性混凝土、自流平混凝土、自密實混凝土、清水飾面混凝土極為有利。用於配製高標號混凝土時，混凝土工作性好、粘聚性好，混凝土易於攪拌。

5、摻入高效聚羧酸減水劑的混凝土具有很好的耐久性，在充填性、穩定性、可泵性、強度密實性、抗硫酸鹽腐蝕性、抗鹼－骨料反應性、抗凍性、抗收縮和徐變等效能方面均優於普通減水劑。

6、與不同品種水泥和摻合料相容性好，解決了採用其它類減水劑與膠凝材料相容性問題。

7、聚羧酸產品穩定性好：低溫時無沉澱析出。

8、綠色環保產品，聚羧酸減水劑產品鹼含量、氯離子含量、硫酸鈉含量、甲醛含量均非常低，且在生產過程中不產生對自然環境的汙染，符合ISO14000環境保護管理國家標準，有利於可持續發展。

9、經濟效益好：工程綜合造價低於使用其它型別產品。

5 聚羧酸在混凝土中使用中的注意事項

高效聚羧酸減水劑、緩凝型聚羧酸減水劑以及防凍型聚羧酸減水劑等一般都是由聚羧酸原液復配而成，下面同樣以高效聚羧酸減水劑為例說明減水劑有混凝土使用時注意事項：

1、聚羧酸高效減水劑的摻量為膠凝材料總重量的0。4%～2。5%，常用摻量為0。8%～1。5%。使用前應進行混凝土試配試驗，以求最佳摻量。

2、聚羧酸高效減水劑不可與萘系高效減水劑混合使用，使用聚羧酸高效減水劑時必須將使用過萘系高效減水劑的攪拌機和攪拌車沖洗乾淨否則可能會失去減水效果。

3、使用聚羧酸高效減水劑時，可以直接以原液形式摻加，也可以配製成一定濃度的溶液使用，並扣除聚羧酸減水劑自身所帶入的水量。

4、由於摻用聚羧酸高效減水劑混凝土的減水率較大，因此坍落度對用水量的敏感性較高，使用時必須嚴格控制用水量。

5、聚羧酸高效減水劑與絕大多數水泥有良好的適應性，但對個別水泥有可能出現減水率偏低，坍落度損失偏大的現象。另外，水泥的細度和儲存時間也可能會影響聚羧酸高效減水劑的使用效果。此時，可以透過適當增大摻量或復配其它組分等方法予以解決。

6、摻用聚羧酸高效減水劑後，混凝土含氣量有所增加（一般為2%～5%）有利於改善混凝土的和易性和耐久性。

7、由於聚羧酸高效減水劑摻量小、減水率高，使用聚羧酸高效減水劑配製C45以上的各類高效能混凝土，可以大幅度降低工程成本，具有顯著的技術經濟效益；用於配製C30以下等級混凝土，雖然聚羧酸高效減水劑的成本偏高，但可以透過增加礦物摻合料用量，降低混凝土的綜合成本，同樣具有一定的技術經濟效益。