浅谈聚羧酸减水剂应用中的若干问题
发布时间：
2022-05-07 11:55
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聚羧酸减水剂作为新一代混凝土外加剂，具有掺量低、减水率高、保塌性好等突出优点，赋予了混凝土优良的施工性和耐久性，其在工程中应用日益增加并得到广泛认可。由于聚羧酸减水剂分子结构、作用原理、实际应用都和前两代减水剂有很大区别，所以应用过程中出现了若干问题：
(1)高温条件下塌落度损失大；
(2)与其他材料相容性差；
(3)对砂石集料含泥量敏感性强；
(4)粘度大，在低水胶比混凝土中更明显，不利于施工；
(5)对掺量和用水量敏感性强，易造成混凝土离析、泌水、体系稳定性差等问题；
(6)聚羧酸系减水剂与其他组分复配时有较强的选择性。
1 聚羧酸减水剂应用技术问题
1.1聚羧酸减水剂对胶凝材料的适应问题
我国水泥矿物组分较为复杂，加之掺合料的大量应用尤其粉煤灰性能的不稳定性、聚羧酸减水剂对水泥及掺合料仍存在适应性问题，这种问题大多反映在：
聚羧酸系减水剂对不同水泥的饱和点有差别、减水率降低、混凝土塌落度损失加大，混凝土缺浆出现“豆腐渣”现象，泌水、沉降离析、难泵送的问题，对掺量敏感出现混凝土打不开或过度释放的问题。究其原因比较复杂，水泥的新鲜程度、细度，水泥里掺合料的种类和掺量，几种矿物组分尤其铝酸三钙的比例，石膏的种类和掺量，粉煤灰含碳量和需水量等性能都会影响减水剂对胶凝材料的适应性。
就目前聚羧酸减水剂适应性而言，解决的办法有以下几种：
(1)在保证混凝土强度的前提下，通过调整砂率、粗骨料的大小比例、增加混凝土体系浆体量、增加粉煤灰用量；
(2)母液采用醚脂类复合和适当增加掺量，一般建议醚类和脂类5：5效果较好，掺量以0.2%的幅度增加，单次增加太多掺量容易导致过掺不利于准确把握问题的实质，太少又效果不明显；
(3)适当添加或改变其中组分，使用SJ、德固赛DY、稳泡剂AＲ、K12等引气剂，增加保塌剂比例，使用葡萄糖酸钠、白糖、磷酸盐、ATMP、柠檬酸、改性淀粉等复合缓凝剂，使用可溶性纤维素、黄原胶、糊精、改性可溶增稠剂，或者给混凝土补“硫”或“碱”大多可以改善；
(4)改变聚合物成分，在合成过程中调整某些组分来调整其适应性。
在目前条件下，混凝土减水剂出现问题大多采用前三种方法比较简单有效，随着对聚羧酸减水剂研究的深入，第四种方法将逐步成为现实。
1.2聚羧酸减水剂对含泥量敏感性问题
混凝土原材料砂石中含泥量对混凝土的性能会造成不可逆的影响，会降低聚羧酸系减水剂的性能，根本原因是聚羧酸减水剂被黏土大量吸附后用于分散水泥颗粒的部分减少，分散性变差，当砂子的含泥量较高时，会出现聚羧酸减水剂的减水率明显降低，混凝土塌落度损失增加、流动性下降、混凝土容易开裂、强度下降耐久性变差等问题，针对目前含泥量的问题，常规解决方法有几种：
(1)增加掺量或增加缓释型保塌剂的比例，但要控制量防止混凝土出现泛黄、泌水、离析、抓底和混凝土缓凝时间太长的问题；
(2)调整砂率或是增加引气剂量，在保证较好和易性和强度的前提下，通过降低砂率或增加引气量以达到增加混凝土体系自由水量和浆体量的目的，以此来调整混凝土的性能；
(3)适当添加或改变其中组分来解决，实验证明减水剂中添加适量焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、六偏磷酸纳、硫酸钠可以一定程度降低含泥量对混凝土的影响。当然上述几种方法不能解决所有含泥量的问题，加之含泥量对混凝土耐久性影响还需进一步研究，所以根本的办法还是降低原材料的含泥量。
1.3聚羧酸减水剂与其他组分复配问题
选用合适的材料与聚羧酸系减水剂进行科学合理的复配是目前国内改善减水剂性能的主要措施，这种复配往往能取得叠加效应。但是聚羧酸系减水剂与某些组分复配具有较强的选择性，不宜与奈系减水剂、氨基磺酸盐类减水剂、密氨系减水剂复合；与脂肪族磺酸盐减水剂在某一比例范围内复合具有相互叠加效应，建议脂肪族磺酸盐减水剂比例不超过7%效果较好；与不同粘度的纤维素复合使用会有含水絮状物和沉淀出现，影响减水剂的保水效果和实际生产；与缓凝剂复合有时也会有异味絮状物和变色情况出现；与其他的无机盐类外加剂相容性也一般，如早强剂、防冻剂等，溶解性能差，很难复配，在搅拌过程中会形成油状物漂浮在表面。鉴于此，建议使用聚羧酸系减水剂与其他组分复配使用时，务必通过试验确认复配的效果和对混凝土的实际影响，再判断聚羧酸减水剂是否能与其他组分复合。再者必须重视母液对减水剂性能的决定性作用，既要发挥各种助剂的协同作用，更要提高母液的多功能性，开发出采用不同原料，生产具有不同组分，性能差异，形成系列化的多功能产品，通过不同功能的母液复配达到良好效果。
1.4聚羧酸减水剂的掺量和用水量敏感问题
由于聚羧酸减水剂对原材料的变化较为敏感、加之目前减水剂较高减水率、低胶凝材料和低用水量配合比的使用等因素，表现为混凝土对减水剂的饱和点和用水量特别“挑剔”，一旦超量时，混凝土会出现离析、泌水、跑浆、板结及含气量过大等不良现象，反之，混凝土会出现干涩、和易性差、塌落度损失大等问题，所以针对此问题建议：
(1)应重新以变化后的原材料进行试配试验以调整掺量达到最佳效果；
(2)在使用过程中必须严格控制聚羧酸减水剂的掺量和混凝土的用水量；
(3)针对原材料在做减水剂的混凝土试验时，尽量将减水剂调整为“迟钝”型，以达到对原材料和用水量不敏感的目的。
2 结语
聚羧酸系减水剂作为新一代混凝土用减水剂具有突出的优势，但在使用过程中有也暴露出很多问题，目前为止这个问题一直是从业工作者备受关注和研究的课题，笔者期望混凝土原材料在尽可能的范围内波动以达到相对稳定的目的，同时建议在遇到类似问题时，应认真分析、系统试验，聚羧酸系减水剂使用的问题还是可以得到解决的。
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