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聚羧酸减水剂造成混凝土泌水的原因剖析

发布时间：

2022-09-22 21:44

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聚羧酸系减水剂是一系列具有特定分子结构和性能聚合物的总称，是当前应用广泛的减水剂。聚羧酸减水剂具有掺量低，一般折固掺量0.15%～0.25%，仅仅为萘系或脂肪族减水剂掺量的1/4。聚羧酸减水剂减水剂的减水率高，一般为20%～30%（掺量0.15%～0.25%时），在饱和掺量0.5%时，减水率可超过45%。聚羧酸减水剂是当前普遍使用的减水剂，人们总希望其在应用中体现出比传统萘系减水剂更安全、更高效、适应性更强的优点，然而在混凝土生产实践中使用聚羧酸减水剂总会遇到各种各样的问题，而且有些在其他减水剂中不曾遇到，如坍落度返大。混凝土泌水现象是拌合物状态的一种不良反映，其危害已被混凝土技术人员所熟知，在混凝土生产和施工过程中都极力避免。混凝土拌合物出现泌水现象有时，有时不是单一因素引起的，常常是多种原因造成一个结果，因此，在解决混凝土泌水时也常常会有多种方法。

使用聚羧酸减水剂造成混凝土泌水的原因主要有以下几种：

（1）聚羧酸减水剂超量使用

聚羧酸减水剂具有减水率高，且掺量低（折固0.20%左右）的特点，在不改变混凝土用水量时可以明显改善混凝土坍落度。聚羧酸减水剂同其他品种减水剂一样，其减水率与掺量有一定程度的正相关，一般来说随着掺量的增加，其减水率也随之增加。在混凝土配合比设计时应注意选择与用水量相匹配的外加剂用量，如C30混凝土的用水量为170kg/m³时，应选择减水率应约为20%的减水剂掺量，C50混凝土的用水量为160kg/m³时，应选择减水率应约为25%～30%对应的减水剂掺量。当减水剂掺量与混凝土配合比设计用水量的减水率不匹配，如掺量过大，减水率过高，其分散能力会显著增强，明显降低混凝土粘聚性，使较多的自由水被释放出来，造成混凝土拌合物泌水现象的发生。尤其是使用缓释保坍落型聚羧酸减水剂，掺量过大容易造成混凝土泌水严重时，造成离析。因此，使用聚羧酸减水剂时，应先进行经时试验，观察混凝土状态变化情况来确定其掺量。

（2）聚羧酸减水剂对环境温度较敏感，且具有缓释性

与其他减水剂相比，聚羧酸减水剂的减水性能与保坍性能受温度影响较大，实践发现同掺量时冬季的减水率略低于夏季，但保坍效果好于夏季。夏季气温较高时，保坍性能好的聚羧酸减水剂，遇到气温突然降低时，有可能出现坍落度“倒大”现象。实践发现，在气温突然变化时，温度每变化10℃，减水剂掺量随之增减变化0.1%～0.2%（基准掺量为2%）。因此，当气温突然降低时使用聚羧酸减水剂，应注意观察混凝土状态变化，应对原来的聚羧酸减水剂进行试验，根据温度变化确定合适的掺量。同时，在混凝土生产时适当延长搅拌时间，尤其是强度等级高于C50的混凝土，其减水剂掺量大，更应注意延长搅拌时间，使聚羧酸减水剂完全分散释放出来，以免后期由于缓慢释放而发挥作用，导致混凝土保水性变差，水分析出。

（3）二次添加减水剂调整坍落度

混凝土浇筑前，当发现混凝土拌合物工作性不符合施工要求时，常常通过向混凝土搅拌车内加入聚羧酸减水剂调节混凝土工作性。使用聚羧酸减水剂二次添加调整时，有时不能合理把握使用量，超过理论要求的减水剂掺量时，过多的减水剂在混凝土浇筑后仍然发挥作用，使得混凝土中的部分水分析出。因此，使用二次添加减水剂调整混凝土工作性时，应根据混凝土数量的多少，分次添加，加强搅拌，确保搅拌均匀，添加量可控。

（4）聚羧酸减水剂复配时，缓凝剂使用不当

为了使混凝土获得良好的保坍性能，在复配聚羧酸减水剂减水剂时往往添加一定量的缓凝组分。缓凝组分用量过大，或者温度较好时复配的聚羧酸减水剂遇到温度突然降低时，过多的缓凝组分就会使水泥水化减缓，造成混凝土泌水。在使用缓凝剂进行保坍时，应注意缓凝组分对混凝土泌水性的影响，对于容易产生泌水的缓凝剂或者缓释型聚羧酸减水剂母液可以复配适量的保水增稠组分，降低混凝土泌水现象发生的几率。在聚羧酸减水剂复配时，应注意水泥与减水剂的相容性，应避免出现掺量低时，减水率和保坍性能不明显，一旦减水剂掺量掺加，坍落度满足要求，拌合物又开始泌水的现象，此时加入一定的保水增稠组分很有必要。

（5）水泥与聚羧酸减水剂的相容性

混凝土组分复杂各组分之间产生不协调的化学变化，尤其是水泥与聚羧酸减水剂的相容性问题，表现尤为突出。若水泥与聚羧酸减水剂相容性差，则会增大减水剂的饱和掺量，多余的减水剂会延长混凝土初凝时间，同时使混凝土中的自由水析出。此外，当水泥中的可溶性碱偏低时，水泥水化速度变慢，也常常出现泌水现象。水泥中的C₃A含量或者活性降低时，往往会降低水泥水化速率，从而增加混凝土拌合物泌水现象的发生。

（6）粗、细骨料质量发生波动

在混凝土生产过程中，经常遇到砂石骨料质量波动的情况，如含泥量变大或变小，含水量的大小波动，以及骨料级配变化，砂细度模数变化等等，都有可能增加混凝土泌水的可能性。如细骨料的细度模数变大，造成用水量减小，骨料粒径变大，含泥量变小造成吸附外加剂数量减少，都会引起混凝土拌合物泌水现象。因此，在混凝土生产过程中应加强过程控制，减小混凝土泌水发生的概率。此外，应避免机制砂中含有絮凝剂，其絮凝剂的突然变化，常常会出现泌水或者坍落度损失过快的现象，生产中应注意观察。

针对聚羧酸减水剂在使用过程中造成的泌水现象可以考虑以下解决手段，单独使用某一种或者同时使用其中几种措施。

（a）掺入少量的萘系或者氨基磺酸盐减水剂；

（b）减低外加剂掺量或者减低缓释型聚羧酸减水剂用量；

（c）适当增加粉煤灰用量，或者降低用水量；

（d）掺入细砂（或者适当增加砂率），改善混凝土拌合物的保水性；

（e）加入适量增稠组分如海藻酸钠、黄原胶、糊精、羧甲基纤维素醚等，同时考虑降低缓凝组分或者更换缓凝剂种类；

（f）对于滞后泌水，加入硫酸钠或者硫代硫酸钠。

混凝土外加剂,聚羧酸减水剂,缓凝剂,缓释剂,减水剂掺量