1、聚羧酸高效减水剂在预拌混凝土中的应用研究摘要： 减水剂在混凝土中能够有效提高混凝土的性能，而聚羧酸是一种高效的减水剂近年来受到人们的广泛关注，并能取得较好的效益，所以应加强这方面的应用研究。 关键词： 减水剂、混凝土、聚羧酸 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 1.引言 预拌混凝土的发展与外加剂的发展联系紧密，就如外加剂的发展推动了混凝土的第三次革命性发展一样，高效减水剂同样对商品混凝土发展起到了至关重要的作用。新型高效减水剂是混凝土技术发展的里程碑。另外，由于保护世界能源、资源的呼声日益增强，大量的粉煤灰、高炉矿渣等作为水泥的复合材料被广泛的应用在预拌混凝土中，高效减水剂的应用
2、使应用超细矿物掺合料配制高性能的混凝土变成现实，不但综合利用了资源还极大地改善了混凝土的性能，并得到了巨大的社会效益和经济效益。 2聚羧酸高效减水剂的作用机理 坍落度损失是高效减水剂应用中最突出的问题，特别是对于坍落度较大的流态混凝土或泵送混凝土。聚羧酸高效减水剂是一种新型减水剂，其特殊的分子结构，使其具有很多优良的性能，可以有效的解决坍落度损失问题，但尚不能完全解释其作用机理。目前的很多文献认为减水剂对水泥粒子的分散性以及分散稳定性对混凝土的塑化效果起决定性作用，其原理与静电斥力和位阻斥力有关。 (1)羧基（-COOH） ，胺基(-NH2) ，羟基(-OH)等与水表现出较强的亲和力的极性基团
3、通过吸附、分散、润湿和润滑等表面活性作用，使水泥颗粒的分散性和流动更好，并通过降低水泥颗粒之间摩擦阻力，减少水泥颗粒和水界面间的自由能加强新拌混凝土的和易性。聚羧酸高效减水剂与水泥粒子之间发生齿形吸附，其醚键上的氧与水分子形成作用力较强的氢键，并形成亲水的立体保护膜，这种保护膜不仅有分散性，还有分散保持性。引入一定的羟基既能起到浸透和润湿的作用，也能提高分散效果。同时，在水泥颗粒表面吸附上聚羧酸高效减水剂，磺酸基和羧基使水泥颗粒带负电荷，使水泥颗粒间发生静电排斥作用并分散水泥颗粒，使水泥浆体凝聚倾向遭到抑制，导致水泥颗粒和水的接触面积增大，使水泥得到充分的水化。 (2)考虑该减水剂中分子链的位
4、阻效应。在水泥颗粒表面聚羧酸减水剂分子呈现齿形吸附结构，在胶凝材料表面可以构成吸附层，这些吸附层相互接近并交叉，这时的聚合物分子链间将会发生空间阻碍作用来阻止水泥颗粒进行凝聚，这就是聚羧酸减水剂与其它体系相比，有比较强分散能力的重要原因之一。 (3)聚羧酸高效减水剂使水泥的后期强度得到有效的增强。由于减水剂的作用，在水化反应的中后期，混凝土毛细孔中的水变成了含有减水剂的溶液，渗透压对扩散的反作用阻碍了水分子扩散到水化产物层，增大了孔中水分子之间的内聚力，起到束缚水分子的作用，又由于络合、成膜等作用，减慢了水泥的中后期水化反应速度。因为水化时间增长，水泥凝结结晶将成长的更大，改善了孔结构，从而使
5、水泥后期强度得到增强。 3. 预拌混凝土聚羧酸高效减水剂的应用现状 聚羧酸减水剂是一种高性能的减水剂，人们期望它在应用中较传统茶系高效减水剂更方便、更安全、更高效以及更强的适应能力，但工程中还是存在很多问题，甚至有些问题是使用其它减水剂时没有遇到过的，具体问题如下: (1)混凝土拌合料干涩异常、没法卸料，更无法进行泵送浇注; (2)混凝土拌合料的分层十分严重、泌水量特别大; (3)因为凝结时间长，表面长时间的冒泡，导致混凝土引气严重; (4)拆模后浇注的混凝土表面质量不好(气泡、露砂等); (5)减水剂作用效果受细集料含泥量的影响显著; (6)聚羧酸减水剂异常不适应某些水泥等。 因为上述不方便
6、、不安全、不适应的问题，使很多预拌混凝土企业不敢使用聚羧酸，这就是在大幅度降价甚至与茶系持平的情况下，聚羧酸盐高效减水剂的应用依然很少的主要原因。 大部分聚羧酸减水剂对砂石料质量的变化十分敏感，若出现严重离析泌水或混凝土坍落度损失太快的情况，就无法达到工程对混凝土的性能要求。由于预拌混凝土行业的生产方较多，需要的原材料多，不可避免的会出现胶凝材料和砂石波动情况。所以，聚羧酸减水剂在预拌混凝土公司的应用与现场拌制不同，怎样合理应用在预拌混凝土中还要不断的实践和总结。 4.聚羧酸高效减水剂在预拌混凝土应用中影响因素 因为我国土地辽阔，气候和施工环境存在较大的差异，另外，粗细骨料和胶凝材料的品种繁多
7、，有不同的施工工艺，所以聚羧酸盐减水剂对混凝土的敏感度是其应用在预拌混凝土过程中存在的关键问题。其效果不理想的影响因素主要有:水泥的品种、减水剂的掺量和用水量，掺合料、骨料等。 (1)水泥的品种的影响。应用预拌混凝土的时，聚羧酸产品在作用效果对不同品种和产地的水泥上存在十分显著的差异。这是因为组成水泥的矿物有所不同，水泥掺料来源比较复杂，只采用一种减水剂效果不佳。另外，近年来生产水泥的企业过分的追求早强，水泥高细度使其对减水剂的吸附效果增加，这也对发挥减水剂效能产生了影响。 (2)减水剂掺量和用水量的影响。在实际应用中，所有的减水剂都存在最佳掺量的问题，最佳掺量与水泥品种和用量以及掺合料的质量
8、有关。在应用在工程中之前，必须找出聚羧酸减水剂的最佳掺量和最佳用水量，密切关注胶凝材料的变化，并根据其变化对掺量进行微调，使新拌混凝土达到目标状态。 (3)掺合料的影响。掺合料细度和质量变化对发挥聚羧酸减水剂的性能有较大影响。如果掺合料的质量达不到要求，新拌混凝土的状态就会受到严重的影响，通常情况下矿粉的适应性相对优越，但掺比量过大易出现泌水的情况，粉煤灰应严格控制在 II 级以上。 (4)骨料的影响。砂、石含泥量对发挥减水剂的性能也有较大的影响，特别是砂子的含泥量，如果含泥量高于 3%，减水剂的性能就会显著下降，适当加大掺量也无法达到满意的流动度。另外，聚羧酸减水剂也会受到石子的级配及针、片
9、状含量影响，配比相同的情况下，增加石子的针、片状含量，会使混凝土的流动度降低，容易出现离析、泌水等问题，这时，除了大幅度地调整混凝土配合比，只改变减水剂的含气量或掺量无法到达满意的效果。 5.结论 减水剂近年来受到人们的广泛关注，本文分析了聚羧酸高效减水剂的作用机理和在预拌混凝土中的应用现状，以及在应用过程中的一些影响因素，希望能够促进其应用，创造更大的效益。 参考文献 1薛军鹏.聚羧酸盐高效减水剂在清水高性能混凝土的应用J.混凝土.2009(04) 2张智军.聚羧酸系高效减水剂在泵送混凝土中的应用J.中国建材科技.2009(3) 3孙振平,蒋正武,王建东,张冠伦,何伟卿,谢小江.聚羧酸系减水剂与其他减水剂复配性能的研究J. 建筑材料学报. 2008(05) 4林天津,林荣颂.聚羧酸系减水剂在预拌混凝土中的应用J.福建建筑.2008(10) 5 StevenH.Kosmatka,BeatrixKerkhoff,WilliamC.Panares 著,钱觉时等译.混凝土设计与控制M. 重庆大学出版社, 2005 6郭延辉等主编,中国建筑学会混凝土外加剂应用技术专业委员会,中国土木工程学会混凝土外加剂专业委员会编.混凝土外加剂及其应用技术M. 机械工业出版社, 2004
