聚羧酸高性能減水劑實(shí)際應(yīng)用技術(shù)

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聚羧酸高性能減水劑及應(yīng)用

　　聚羧酸類減水劑以其優(yōu)越的性能和無污染生產(chǎn)，近年來在國外發(fā)展很快，尤其在日本，聚羧酸與萘系的使用比例已經(jīng)超過7：3。聚羧酸類減水劑從分子結(jié)構(gòu)、作用原理和在混凝土中的表現(xiàn)行為與傳統(tǒng)減水劑有很大區(qū)別，因此，正確認(rèn)識(shí)和合理使用是推廣聚羧酸減水劑應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。作者積累了三年來生產(chǎn)和應(yīng)用LEX-9系列聚羧酸減水劑的經(jīng)驗(yàn)，希望通過交流對這類新型減水劑在我國的發(fā)展有益。

　　一、聚羧酸類減水劑

　　聚羧酸類減水劑是一種分子結(jié)構(gòu)為含羧基接枝共聚物的表面活性劑，在混凝土中有很高而又相對持久的減水作用?？梢栽趪鴥?nèi)外文獻(xiàn)中查閱到數(shù)十種具有上述分子結(jié)構(gòu)特征的表面活性劑，其中有：馬來酸接枝共聚物、丙烯酸酯接枝共聚物，含末端磺酸基接枝共聚物，不飽和聚醚接枝共聚物等等。所有這類共聚物都形成“梳狀”或“樹枝狀”支鏈結(jié)構(gòu)，所不同的是主鏈和支鏈的長短，剛度、形態(tài)、極性等不同。

　　萘系減水劑是一種典型的離子型分散劑，一旦進(jìn)入水泥—水體系中，立即形成吸附層，從而使顆粒表面靜電斥力增加而達(dá)到分散效果。聚羧酸類減水劑進(jìn)入水泥—水體系中行為要復(fù)雜得多，第一，它的主鏈和支鏈都有選擇性的吸附；第二，不同基團(tuán)可能形成強(qiáng)弱不同的雙電層使顆粒相斥；第三，吸附后在顆粒表面形成立體的大分子層，以位阻效應(yīng)使顆粒難以團(tuán)聚。多數(shù)專家認(rèn)為位阻效應(yīng)是聚羧酸減水劑持久分散水泥顆粒的主要作用。

　　正因如此，不同分子結(jié)構(gòu)聚羧酸接枝共聚物對水泥顆粒的吸附、分散作用不完全一樣，尤其對不同成分、不同大小的顆粒作用不盡一樣。聚羧酸減水劑產(chǎn)品就是選擇一種或數(shù)種共聚物，達(dá)到能最大程度上分散各種膠凝材料顆粒。

　　二、聚羧酸減水劑的基本性能

　　提起聚羧酸減水劑往往與“高性能”相聯(lián)系。日本JISA6204-1995標(biāo)準(zhǔn)為日本這類高性能減水劑作了界定。與其他標(biāo)準(zhǔn)相比，它在流動(dòng)度減水率及流動(dòng)度保持，含氣量及含氣量變化方面提出了比其他減水劑更高的要求。

　　表一1是近幾年來收集到十多種聚羧酸減水劑，用JC473-2001標(biāo)準(zhǔn)建議配合比，對其主要性能測試結(jié)果例舉一部分如下：

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果表明，聚羧酸減水劑應(yīng)該具有高性能的技術(shù)指標(biāo)，特別必須達(dá)到以下幾方面技術(shù)要求：

a、高減水率：用GB8076—1997標(biāo)準(zhǔn)檢測，減水率應(yīng)在24％左右或以上，用JC473-2001標(biāo)準(zhǔn)檢測，坍落度增加值應(yīng)>12cm,

b、流動(dòng)度保持好：日本標(biāo)準(zhǔn)JISA6204-1995中規(guī)定坍落度經(jīng)時(shí)損失≤60mm，可以成為衡量流動(dòng)度保持的指標(biāo)。

c、摻量小：聚羧酸減水劑折合固體摻量一般不大于膠凝材料重量的0.25％。

d、和易性好：摻聚羧酸減水劑混凝土在一般情況下，其擴(kuò)展度、粘聚抓底現(xiàn)象和泌水應(yīng)優(yōu)于相同情況的摻萘系減水劑混凝土。

　　三、若干應(yīng)用技術(shù)問題

　　1、水泥適應(yīng)性

　　水泥和膠凝材料成分復(fù)雜多變，從吸附一分散機(jī)理來看，不可能找到一種什么都適應(yīng)的減水劑，因此，聚羧酸減水劑盡管具備比萘系更廣泛的適應(yīng)性，但仍可能對部分水泥適應(yīng)性差。這種適應(yīng)性大多反映在：減水率降低和坍落度損失增加，有的兩者都有，也有的只反映在其中一方面。
即使是同一種水泥，球磨到不同細(xì)度時(shí)，減水劑的作用也會(huì)不同。

　　表－2是把海螺水泥磨至不同細(xì)度，用調(diào)整工藝改變減水劑聚合物成分來檢驗(yàn)其適應(yīng)性。

　　就LEX-9聚羧酸減水劑而言，它對華北地區(qū)的某些水泥和摻合料的適應(yīng)性相對較差。解決適應(yīng)性的辦法有三種：

a、適當(dāng)增加摻量，特別采用滯后摻加方法比較有效。

b、適當(dāng)添加其它組份，尤其在坍落度損失較大的情況下，添加一些傳統(tǒng)緩凝組分，大多可改善。

c、改變聚合物成分，在合成過程中調(diào)整某些組分往往有可能使其適應(yīng)性完全變化。