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      聚羧酸高效减水剂在应用过程中存在的问题和发展趋势

      发布时间:2018-03-29 16:14 | 编辑:南宁聚羧酸减水剂批发 | 来源:www.4x4spain.com | 12 次浏览
      1、 聚羧酸高效减水剂与萘系高效减水剂相比坍落度损失小、抗收缩、抗渗等性能优良,但其施工应用中也存在着一定问题,其中主要是原材料的影响,主要有:(1)水泥细度的影响。水泥的细度越高,其活性越高,同时水泥细度越高,其水泥颗粒对混凝土减水剂的吸附能力也越强,极大减弱了减水剂的减水效果。因此,在实际生产中,当水泥的细度大幅度降低时,混凝土外加剂的用水量将大幅度减少。水泥细度的下降,容易造成混凝土外加剂的过量...

      1、 聚羧酸高效减水剂与萘系高效减水剂相比坍落度损失小、抗收缩、抗渗等性能优良,但其施工应用中也存在着一定问题,其中主要是原材料的影响,主要有:


      (1)水泥细度的影响。水泥的细度越高,其活性越高,同时水泥细度越高,其水泥颗粒对混凝土减水剂的吸附能力也越强,极大减弱了减水剂的减水效果。因此,在实际生产中,当水泥的细度大幅度降低时,混凝土外加剂的用水量将大幅度减少。水泥细度的下降,容易造成混凝土外加剂的过量,引起混凝土产生离析现象。而且这种离析通常发生在减水剂掺量较高的高强度等级混凝土中。


          (2)C3A含量的影响。C3A对减水剂的吸附活性较强,因此C3A含量高的水泥对外加剂适应性较C3A含量低的水泥差,当水泥中C3A的含量较高时,表现为混凝土对外加剂的需求量大;反之,则可适当降低减水剂的掺量,否则混凝土容易出现离析现象。


      (3)碱含量的影响。碱含量对水泥与外加剂适应性影响很大,水泥含碱量降低,减水剂的减水效果增强,所以当水泥的含碱量发生明显的变化时,有可能导致混凝土在粘度、流动度方面产生较大的影响。此外,混凝土流动性对聚羧酸的掺量十分敏感。聚羧酸减水剂在水胶比较小时会表现出较高的减水率,而在水胶比较大时(一般>0.4以上),聚羧酸减水剂的掺量对减水率变化影响就会减弱。究其原因,可能与聚羧酸系减水剂的作用机理有关,它的分散、保持作用在于分子结构形成的空间位阻效应,大水胶比时水泥分散体系中已经有足够水分子的间隔作用,因此聚羧酸分子的空间位阻作用自然就要小一些了。混凝土对聚羧酸减水剂的敏感性使得工程中将聚羧酸减水剂预先配制成较低浓度的溶液添加,以降低称量造成的误差。复配方面,聚羧酸系减水剂与无机盐类外加剂相容性都较其他高效减水剂差,最好不要复配使用,与引气剂的复配也是因为其掺量较少的缘故。若复配其它减水剂,会在搅拌过程中形成油状物漂浮在表面[8]。聚羧酸减水剂拥有分子可设计的优点,因此要改善聚羧酸减水剂在混凝土应用中的效果可以通过分子设计的方式对减水剂分子进行改性,达到工程应用的要求[9]。



        2、实际工程应用中由于混凝土原材料的差异,只通过聚羧酸减水剂与其它外加剂的复配来改善其性能遇到了很多问题,但是聚羧酸减水剂有分子可设计的优势,可以通过分子设计合成不同应用性能的聚羧酸减水剂来满足不同原材料和环境条件下的施工要求[10]。北京工业大学的王子明教授提出了聚羧酸减水剂品种的系列化,即需要几种性能特点分明的聚羧酸系聚合物,例如普通型、早强型和缓释型来满足工程中的不同施工要求和解决原材料与减水剂的适应性问题[11]。


       (1)普通型 普通型聚羧酸减水剂即保坍型聚羧酸减水剂相对于其它聚羧酸减水剂来说主要是侧重于对混凝土坍落度保持性能的要求,也是使用最普遍的聚羧酸减水剂。普通型聚羧酸减水剂相对于早期使用的萘系高效减水剂不仅在施工性能优良,并且改善混凝土孔结构、提高混凝土密实程度,从而达到更高的抗收缩、抗裂要求,提高了混凝土的耐久性[12-16]。特别是在配制抗压强度超过50~60MPa的高标号混凝土时具有比较突出的特点,水胶比为0.3以下的混凝土,在保证混凝土强度的同时,能最大程度上降低用水量,并使混凝土具有较高的流动性和工作性,利于远距离运输和泵送。通过掺加聚羧酸高效减水剂,增大了减水率,在水胶比相同的情况下既减少了用水量又节约了水泥用量。另外,聚羧酸减水剂的碱含量仅为萘系减水剂的1/10左右,且聚羧酸减水剂的掺量也较萘系减水剂低得多,这大大降低了由外加剂引入混凝土的碱含量,对控制混凝土碱-骨料反应有较大的帮助[17]。


        我国重点建设工程,例如三峡大坝、南水北调工程、国家体育场、京津城际铁路客运专线、首都机场T3航站楼等大型工程中要适应不同工程对混凝土工作性及耐久性的要求,工程中要求混凝土强度等级多、涵盖C20~C70强度等级的混凝土;以及低混凝土发热量,高抗裂性、抗渗性及抗冻性能的要求[18-24]。


       (2)早强型 早强型聚羧酸减水剂不仅具有聚羧酸减水剂大幅降低混凝土的用水量,提高混凝土的密实性,改善其抗渗性能、氯离子渗透性能及电通量等性能;同时它可加快了水泥的凝结速度,大幅缩短混凝土的凝结时间,有效缩短预制混凝土的静停时间,加快模具周转,缩短混凝土构件的生产周期[25]。使用早强型聚羧酸减水剂可以将普通聚羧酸减水剂4~6小时的凝结时间降至大约2~3小时;并同时明显提高混凝土的早期强度,缩短甚至取代预制件的蒸汽养护,使混凝土的凝结时间提前1h以上从而降低混凝土生产成本[26],节约能源,使混凝土预制件的生产向着绿色化的方向发展[27]。


        使用传统萘系外加剂的构件尺寸稳定性较差,并且水养后,在堆场中容易产生较为明显的收缩裂缝,极易产生废品。而使用早强型聚羧酸产品构件尺寸稳定性好,可以降低报废率,提高质量保证率,同时减少修复支出。外表上可以提高表观质量,减少表面气孔麻面[28]。


       (3)缓释型 缓释型聚羧酸减水剂目前应用还比较少,日本触媒、德国巴斯夫相继研发出了缓释型聚羧酸减水剂,国内也有企业对缓释型减水剂进行了一定的开发例如上海台界、北京罗拉,南宁卓雨、另外西南科技大学也通过双金属氧化物制备出了缓释型聚羧酸减水剂。由于缓释型聚羧酸减水剂缓慢吸附的特性,混凝土浆中的有效减水剂分子会不断地补充已吸附并被水化物覆盖了的减水剂分子,因此缓释型聚羧酸减水剂较保坍型聚羧酸减水剂对原材料的适应性有所提高。缓释型聚羧酸减水剂可以与坍落度损失较大的聚羧酸减水剂复配使用,拌合初期混凝土流动性由初始流动性好但坍落度损失大的减水剂提供,而后期流动性则由缓释型减水剂提供,从而配制出流动性保持较好的混凝土。另外,缓释型聚羧酸减水剂还可配制在水利大坝工程中应用的低坍落度保持型混凝土。

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