聚羧酸高性能減水劑

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1、目錄1.減水機(jī)理22.優(yōu)良的性能32.1減水劑的勻質(zhì)性分析32.2水泥水化熱－電性能分析42.3早強(qiáng)效應(yīng)52.4減水性能分析52.5環(huán)保分析67聚羧酸高性能減水劑聚羧酸系高性能混凝土減水劑是20世紀(jì)80年代中期由日本首先開發(fā)應(yīng)用的新型混凝土減水劑。它主要是通過不飽和單體在引發(fā)劑作用下共聚，將帶活性基團(tuán)的側(cè)鏈接枝到聚合物的主鏈上，使其同時(shí)具有高效、控制坍落度損失和抗收縮、不影響水泥的凝結(jié)硬化等作用。聚羧酸系高性能減水劑是完全不同于萘磺酸鹽甲醛縮合物NSF和三聚氰銨磺酸鹽甲醛縮合物MSF減水劑，即使在低摻量時(shí)也能使混凝土具有高流動性，并且在低水灰比

2、時(shí)也具有低粘度和坍落度保持性能。它與不同水泥有相對更好的相容性，是高強(qiáng)高流動性混凝土所不可缺少的材料。聚羧酸系混凝土減水劑是繼木鈣和萘系減水劑之后發(fā)展起來的第三代高性能化學(xué)減水劑，與傳統(tǒng)減水劑相比主要具有以下幾個突出的優(yōu)點(diǎn):?a.高減水率：聚羧酸高性能減水劑減水率可達(dá)25-40％。b.高強(qiáng)度增長率：很高的強(qiáng)度增長率，尤其是早期強(qiáng)度增長率較高。c.保坍性優(yōu)異：極好的保坍性能，可保證混凝土極小的經(jīng)時(shí)損失。d.勻質(zhì)性良好：所配混凝土有非常好的流動性，容易澆注和密實(shí)，適用于自流平、自密實(shí)混凝土。e.生產(chǎn)可控性：可通過對聚合物分子量、側(cè)鏈的長短、疏密及側(cè)

3、鏈基團(tuán)種類的調(diào)整來調(diào)節(jié)該系列減水劑的減水率、保塑性和引氣性能。f.適應(yīng)性廣泛：對各種純硅、普硅、礦渣硅酸鹽水泥及各種摻合料制混凝土均具有良好的分散性及保塑性。g.低收縮性：能有效提升混凝土的體積穩(wěn)定性，較萘系減水劑混凝土28d收縮降低了20%左右，有效的減少了混凝土開裂帶來的危害。h.綠色環(huán)保：無毒性、無腐蝕性，不含甲醛及其他有害成分。1.減水機(jī)理7聚羧酸高性能減水劑是運(yùn)用分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，以DLVO電荷排斥理論和空間位阻效應(yīng)理論為基礎(chǔ)，將帶有不同功能的活性基團(tuán)接枝到主鏈上聚合而成。聚羧酸高性能減水劑分子的主鏈牢牢的吸附在水泥顆粒表面，能夠有效

4、的阻礙水化反應(yīng)提高其保塑性，支鏈則包圍在水泥顆粒四周，起到空間位阻與靜電排斥的雙重作用，這與傳統(tǒng)減水劑通過靜電排斥分散水泥顆粒的機(jī)理完全不同，因而具有更好的分散能力和減水效果，最終使混凝土產(chǎn)品的綜合性能得到質(zhì)的飛躍。2.優(yōu)良的性能2.1減水劑的勻質(zhì)性分析表1聚羧酸系減水劑的勻質(zhì)性指標(biāo)PH值堿含量（%）氯離子（%）7～8≤2.0≤0.01檢測項(xiàng)目1234含固量（%）91.792.095.094.1流動度（mm）195190175230氯（C1-）含量（%）1.82.02.380.45硫酸鈉含量（%）19.122.02.3516.5表2國產(chǎn)萘系高效

5、減水劑勻質(zhì)性指標(biāo)聚羧酸減水劑采用自由基水溶液聚合，氯離子含量極少，只采用少量的堿中和，堿含量極低，堿含量及氯離子含量相對比較穩(wěn)定。而萘系減水劑的堿含量受磺化程度的影響，各種工藝差別較大，見表2。眾所周知，堿是誘發(fā)混凝土堿-骨料反應(yīng)的主要因素之一，而由于堿-骨料反應(yīng)導(dǎo)致混凝土工程損毀的案例在國內(nèi)外屢見不鮮。如巴西的Moxoto大壩和法國的Chambon大壩，前者在工程完工三年后便出現(xiàn)了堿-骨料反應(yīng)，后者在建成后50～60年發(fā)生了堿-骨料反應(yīng)?；炷林袎A主要來源于水泥、粉煤灰、減水劑等原材料。世界上對于堿含量的控制也非常重視，南非規(guī)定混凝土堿總量不

6、得超過2.1Kg/m3，我國在三峽工程中規(guī)定混凝土堿總量不得超過2.5Kg/m3，美國規(guī)定混凝土堿總量不得超過3.3Kg/m3。而作為混凝土五組分之一的減水劑，堿含量特別是Na2SO4含量直接影響到混凝土的堿總量。目前我國高效減水劑中90%以上是萘系減水劑，由于萘系減水劑的生產(chǎn)采用濃硫酸磺化和氫氧化鈉中和等工藝，有些廠家的萘系減水劑中Na2SO47的含量高達(dá)30%，大多數(shù)維持在10%左右，氯離子含量一般在0.3%以上，有的產(chǎn)品甚至更高。而聚羧酸系減水劑是通過水溶液聚合、非磺化的高性能減水劑，在生產(chǎn)中只需極少量氫氧化鈉來調(diào)整其pH值，因此此類減水

7、劑的含堿量極少，基本不含氯離子。由表1中可以看出，聚羧酸系減水劑堿含量低，且不含氯離子，極大地提高了混凝土的耐久性，是配制綠色高性能混凝土的必備組分。2.2水泥水化熱－電性能分析圖1描述了萘系、聚羧酸系對水泥漿體水化熱性能的影響規(guī)律。由圖可知，聚羧酸系減水劑對水泥水化熱歷程的調(diào)控作用較強(qiáng)。由于吸附與空間位阻效應(yīng)，聚羧酸系減水劑阻礙了水泥顆粒中離子的釋放，進(jìn)而延緩水化反應(yīng)的進(jìn)行。與萘系減水劑相比，聚羧酸鹽系減水劑能使水泥漿體初期水化速度加快，誘導(dǎo)期延長，加速期滯后，放熱范圍寬化，有效降低水化放熱。圖1萘系、聚羧酸系減水劑對水化熱的影響圖2萘系、聚

8、羧酸系減水劑對水泥漿體電阻率的影響聚聚圖2描述了萘系、聚羧酸系對水泥漿體電阻率的影響規(guī)律。由圖可知，聚羧酸系減水劑使水泥顆粒的最初水化減慢，推遲進(jìn)入誘