低浓度聚羧酸减水剂配制混凝土的试验研究

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摘要：聚羧酸高性能减水剂具有掺量小、高效分散减水、低碱等特点，能够显著改善混凝土的和易性能、混凝土流动性及混凝土的强度等。本文简述聚羧酸系与萘系减水剂的对比研究试验，证明了聚羧酸减水剂配制混凝土不仅有明显的技术优势，且成本也低于萘系减水剂，值得推广应用，但需要改善聚羧酸外加剂的高引气性以及混凝土的保坍性能问题。

关键字：聚羧酸减水剂、混凝土、试验研究

0 前言

混凝土减水剂的发展已经历了漫长的过程，20 世纪大量使用的有木质素磺酸盐类、萘磺酸盐系高效减水剂及磺化三聚氰胺系高效减水剂。随着科学的进步，在21世纪的今天，一种新型的羧酸类减水剂以其优越的性能和无污染的生产得到很快发展，成为当之无愧的第三代减水剂产品，这种产品在国外已经迅速发展，普遍用在商品混凝土中。在国内的这几年来，为满足高性能混凝土及混凝土施工技术的发展要求，需要具有减水率大、和易性好、胶凝材料适应性好的高性能减水剂，而聚羧酸正好迎合了这一需求，因此值得推广应用。本文针对聚羧酸减水剂的性质及混凝土性能开展了混凝土试验研究，指出聚羧酸减水剂存在不足之处。

1 聚羧酸减水剂的作用机理

聚羧酸减水剂为茶色油状水溶液，具有梳形分子结构，比传统减水剂仅依靠静电斥力打破水泥浆絮状态而达到减水的作用不同，其超分散性能强。这是由于聚羧酸减水剂带有羧基、磺酸基等活性亲水基团，其分子结构由单一静电斥力效应结构转向静电斥力效应与空间位阻效应共同作用结构，形成立体分散系统。梳形聚合物在水泥颗粒表面呈齿形吸附状态，其主链上的羧基、磺酸基等活性官能团提供静电斥力，梳形聚合物侧链触向水泥粒子的各个部位，起着立体位阻的重要作用，决定分散系统的稳定性，保持水泥浆体流动性。由于主链长、极性基团多、静电斥力强、空间分子结构庞大、侧链多且较长空间位阻大，从而对水泥材料具有良好的减水、分散、稳定作用。

2 低浓度聚羧配制混凝土的试验研究

2.1 试验原材料

水泥：嘉华水泥公司生产的 P.O 42.5R水泥，各项指标符合国家标准要求；

煤灰：黄埔电厂生产的优质Ⅱ级粉煤灰，各项指标符合规范要求；

矿粉：选用S95的矿粉，各指标满足要求；

水：自来水；

骨料：河砂，细度模数2.5，石子为最大粒径为25mm 连续级配石子；

加剂：选用广州西卡建筑材料有限公司生产的聚羧酸系减水剂，型号为SJX和荆州强达外加剂材料有限公司生产的萘系减水剂，型号为SF，两者性能满足相关规范要求。外加剂的物理性质见表1。

表1 外加剂的物理性质

2.2 净浆流动度试验

按照“混凝土外加剂匀质性试验方法”规定方法，测得聚羧酸净浆流动度以及1.5小时流动度值如下表2。