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      2. 行業動態

        淺析聚羧酸減水劑在混凝土中的應用

        來源: 石家莊市海森化工有限公司  日期:2021-12-07 08:55:11  屬于:行業動態
        文章摘要:

        混凝土外加劑的運用是混凝土技術的一次重大進步,可以提升混凝土的質量和性能,提高工程的施工速度和質量,節約水泥和能源,具有顯著的經濟效益和社會效益。而聚羧酸減水劑的應用使混凝土技術得到了突破式的發展。

        聚羧酸減水劑的堿含量、硫酸鈉及氯離子含量均非常低,而且在生產過程中不會污染自然環境。高流動度、低坍落度損失混凝土的制備因為聚羧酸減水劑的應用得以實現??梢酝ㄟ^對聚羧酸分子結構進行設計對其性能實行優化,使其具備了“智能型”的特點。由于分子結構特性使其具備很多優點:水泥適應性廣、減水率高、保坍性能好、塑化效果優異、分子結構可塑性強、合成技術多、高性能化潛力大,所以又被稱為超塑化劑。

        1減水劑的發展

        第一代減水劑木質素磺酸鹽是造紙業的主要副產物之一,是一種表面活性劑,具有一定的水泥顆粒分散能力。

        第二代萘系減水劑也是一種陰離子型表面活性劑,能在水泥顆粒間能起到靜電斥力和空間位阻斥力作用,阻止相互間直接接觸,起著潤滑的作用,增強了水泥漿體的流動性。

        第三代聚羧酸減水劑的分子呈梳狀結構,主鏈和側鏈上均帶有較多的活性基團,磺酸基團、羧酸基團和羥基基團附著在主鏈,而側鏈上是較長的聚烷氧基基團等。各種基團對水泥顆粒的分散性有著各自作用不同。

        2聚羧酸減水劑的應用使混凝土高性能化

        2.1超高強混凝土

        超高強混凝土配合比設計時一定會采用高水泥用量和低水灰比,這樣必然導致混凝土黏性大、流變性差,但可以通過摻入活性微粉摻合料和聚羧酸減水劑來解決。由于聚羧酸減水劑可以對水泥顆粒起到強烈的分散作用,大幅度降低混凝土用水量,使水灰比得到較大程度的降低。

        2.2高耐久性混凝土

        當在混凝土中摻入聚羧酸減水劑時,混凝土的水灰比會因為聚羧酸的高減水率得到較大程度降低,混凝土內部可凍結的游離水大幅減少,混凝土的抗滲性能得以提高,抗凍融性能得到加強。聚羧酸減水劑較其他類型減水劑擁有更強的水泥顆粒分散性,能夠優化混凝土內部孔結構與孔徑,使得混凝土密實度增加、泌水通道減少,使混凝土的抗滲性能進一步提升。

        聚羧酸減水劑還自帶一定的引氣能力,會將一些穩定的氣泡引入到混凝土中,這樣由于凍結和過冷水遷移所產生的膨脹壓力集中可以得到有效緩解,混凝土的抗凍融性能能夠得以顯著增強。

        聚羧酸減水劑本身的氯離子含量、硫酸鈉含量、堿含量比其他類型減水劑要低,更加有利于鋼筋混凝土的耐久性。有資料顯示,在普通鋼筋混凝土中摻用聚羧酸減水劑還可以增加鋼筋-混凝土的粘結強度。

        2.3自密實混凝土

        密實混凝土是指僅在重力作用下,不采取其他任何密實成型輔助措施就能夠充滿整個模腔而不留下任何空隙的均質的混凝土。自密實混凝土的幾個技術要點缺一不可:包裹性、流動性、和易性以及保塑性能等。摻入聚羧酸減水劑在混凝土中表現出的包裹性、流動性和粘聚性等比其他系列減水劑有著明顯的優勢,更符合自密實混凝土的技術要求。

        2.4清水混凝土

        清水混凝土是指結構混凝土硬化后不再對其表面進行任何裝飾,以混凝土本色直接作為建筑物的外飾面的一種混凝土。清水混凝土特有的裝飾效果使建筑物擁有自然、古樸穩重的質感,目前已在建筑、交通、航空、水利等工程項目上得以應用。清水混凝土作為裝飾面,意味著對混凝土外觀有很高要求。摻用聚羧酸減水劑的混凝土外觀感光度高、色澤均一,這一點是免裝飾工程追求的目標,也是其他系外加劑不可比擬的。

        3聚羧酸減水劑在實際應用中的問題及解決方法

        目前,聚羧酸減水劑的應用已經比較普遍,但在實際應用中仍然存在著不少問題。由于考慮到經濟效益,現在減水劑的選擇只能一味追求高減水率和低價格。所以聚羧酸減水劑應用較多的是直接用常規常溫合成的高減水型母液復配一些輔料,或者常溫合成的高減水型母液加一定量保坍型母液再復配一些輔料。而使用高品質原料、通過分子結構設計、運用先進工藝生產的性能較好的功能性母液由于價格較貴或減水率不高,得不到規模性應用。

        3.1對用水量敏感

        摻用高減水型聚羧酸減水劑生產大流動性混凝土時,有時混凝土雖然不泌水,但也容易出現離析、泌漿現象,粗集料下沉,而砂漿或凈漿浮于拌合物表面。如果使用這種拌合物進行澆筑,無需振搗,分層、離析也明顯存在,混凝土的均勻性得不到保證,成型后的混凝土結構表面會出現孔洞、麻面等明顯缺陷,混凝土的力學性能及耐久性能也會嚴重下降。這主要因為減水劑的減水率偏大,所以混凝土的狀態對用水量的敏感性就較高,所以使用時必須嚴格控制減水劑摻量和用水量。還可以通過復配手段將聚羧酸減水劑的固含降低,提高單方混凝土的減水劑摻量,以降低減水劑的敏感性,更便于找到減水劑的最佳摻量。

        3.2有緩釋現象

        聚羧酸減水劑在應用過程中,有時剛出機混凝土包裹性、和易性良好,經過一段時間到了工地現場,混凝土出現泌漿、離析甚至泌水現象。聚羧酸減水劑發生了緩慢釋放作用的情況,這主要是由聚羧酸減水劑保坍組分造成的。這時可以通過適當延長攪拌時間、將混凝土出機坍落度降低、降低減水劑摻量等措施及時調整。盡快調整聚羧酸減水劑配方,將保坍組分適當減少。另外要注意保證混凝土原材料的穩定性,避免大幅波動。

        3.3對氣溫較敏感

        當氣溫較低時,減水劑微小的摻量波動都會使混凝土狀態變化很大,特別是使用常規高減水型聚羧酸減水劑時,混凝土容易產生泌漿、離析現象。在西部早晚溫差比較大的地區,晚上的聚羧酸減水劑摻量甚至只有白天的60%。這主要和氣溫低時聚羧酸減水劑與水泥的活性降低有關。出現這種情況時,應該及時調整減水劑摻量,并且延長混凝土攪拌時間。

        3.4外觀氣泡問題

        使用聚羧酸減水劑澆筑混凝土,有時拆完模后發現混凝土表面有不少氣泡,影響外觀質量。通過調整減水劑解決氣泡問題的話,可以從兩方面入手:1)復配適量的消泡劑。因為聚羧酸減水劑本身自帶一點引氣效果,加入消泡劑可以消除掉混凝土表面的一些小氣泡;2)適當減少減水劑中的保坍組分。這樣可以消除掉混凝土表面的一些中等氣泡,因為保坍性能太好時,當混凝土已經入模澆筑完成后,減水劑還在與水泥發生反應,由此還會產生一定的氣泡。

        當然混凝土表面產生氣泡的原因有很多,還可以通過調整混凝土的配合比、調整坍落度大小、變換施工工藝和振搗方式、使用水性脫模劑等技術手段來解決氣泡問題。

        3.5對含泥量較敏感

        聚羧酸減水劑對混凝土原材料中的含泥量較其他類型的減水劑更加敏感,砂石料中的含泥量對聚羧酸減水劑的保坍性能和減水性能會造成巨大的負面影響,直接影響到混凝土的各項性能,給實際生產帶來不便。這主要是因為聚羧酸減水劑分子會被黏土層間結構大量吸附,而其他類型減水劑分子的被吸附量則相對較少。但這種情況可以通過提高減水劑的摻量以及增加聚羧酸減水劑中的保坍組分來解決。

        4結語

        聚羧酸減水劑具備著諸多優良的性能,這是其他系列減水劑無法比擬的。由于聚羧酸減水劑的廣泛應用,使得混凝土技術得到了飛躍式的發展。雖然在實際應用中還存在著一些問題,但都有一系列相對應的成熟的方法可以解決。


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