聚羧酸系高效減水劑

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1、聚羧酸系高效減水劑一一現(xiàn)代混凝土設(shè)計(jì)和施工的神兵利器國(guó)內(nèi)外的工程實(shí)踐證明，混凝土外加劑的應(yīng)用是混凝土發(fā)展史上繼鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土后的第三次重大飛躍。用它可以方便的改變混凝土的質(zhì)量和性能，提高施工速度和質(zhì)量，改善工藝和勞動(dòng)條件，節(jié)省水泥和能源。具有投資少，見(jiàn)效快，推廣應(yīng)用簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著的特點(diǎn)。外加劑在混凝土材料中占據(jù)了舉足輕重的地位，已成為現(xiàn)代混凝土不可或缺的組成部分，是混凝土改性的主要技術(shù)途徑"在近七十多年混凝土外加劑發(fā)展過(guò)程中，減水劑作為混凝土外加劑中一個(gè)重要的品種廣泛應(yīng)用于混凝土中，是目前國(guó)際公認(rèn)的能顯著改善新拌混凝土的工作性和勻質(zhì)性，大大提

2、高混凝土性能的最有效材料，是大幅度提高混凝土綜合耐久性的外加劑。它對(duì)改善混凝土的性能賦予了諸多的非同尋常的特殊功效。混凝土外加劑起源于20世紀(jì)30年代，為了提高混凝土路面質(zhì)量，美國(guó)開(kāi)始使用引氣劑，并于20世紀(jì)40年代，首先制定了引氣混凝土的施工規(guī)范，與此同時(shí)美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)也制訂了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)北部地區(qū)和加拿大所有露天使用的混凝土規(guī)定要摻用引氣劑，已改善混凝土的耐久性，開(kāi)創(chuàng)了人類使用混凝土外加劑的先河。隨后出現(xiàn)了第一代減水劑—木質(zhì)素磺酸鹽減水劑；1962年，德國(guó)的SKWTrostberg和日本的KaoSoap各自同時(shí)獨(dú)立地發(fā)明了甲醛縮聚物，分別是以三聚氰

3、胺為原料聚磺化三聚氰胺高效減水劑和以焦化廠副產(chǎn)品工業(yè)奈為原料的奈磺酸鹽縮甲醛高效減水劑，其對(duì)水泥以及石膏漿體具有強(qiáng)力的分散性能。這兩個(gè)產(chǎn)品構(gòu)成了第二代高效減水劑，并延用至今，成為今天混凝土減水劑主要構(gòu)成，近代來(lái)又陸續(xù)出現(xiàn)了氨基磺酸鹽高效減水劑、脂肪族高效減水劑、聚梭酸系高效減水劑。聚羧酸系高效減水劑是最近出現(xiàn)的一種全新型的高性能減水劑，該高效減水劑主要通過(guò)不飽和單體在引氣劑作用下發(fā)生共聚，將帶有活性基因的側(cè)鏈接枝到聚合物的主鏈上，因此具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：低摻量、高減水率，強(qiáng)分散性，與不同的水泥具有相對(duì)較好的適應(yīng)性，低坍落度損失，更好地解決混凝土的引氣、緩凝、泌水等

4、問(wèn)題，混凝土后期強(qiáng)度較高等。摻加量一般只是奈系減水劑的1/5—1/10，減水率卻可達(dá)到30%以上。由于摻量大幅度降低，一者帶入混凝土的有害成分幅度減少，二者單方混凝土中由高效減水劑引入的成本增加完全可達(dá)到與奈系或與其他高效減水劑相當(dāng)，因而該類產(chǎn)品完全具備取代奈系高效減水劑的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)條件。此類減水劑特別適合用于高性能混凝土，是21世紀(jì)國(guó)內(nèi)外推廣應(yīng)用的主要外加劑?，F(xiàn)代混凝土設(shè)計(jì)和施工要求混凝土具備高強(qiáng)度、高耐久性、高工作性。在現(xiàn)化混凝土的設(shè)計(jì)上，英國(guó)DunStan的工作可以稱得上是一個(gè)典范。針對(duì)粉煤灰在混凝土中的作用特點(diǎn)，他提出："粉煤灰應(yīng)該看作為混凝土的第四組分，即

5、除了水泥、水與骨料外的一個(gè)獨(dú)立成分，而不是作為水泥的替代品"。"將粉煤灰看作一種替代水泥的成分，往往得不到最為經(jīng)濟(jì)的混凝土配比。因?yàn)檫@樣設(shè)計(jì)的配合比，是在一個(gè)己經(jīng)確定的拌合長(zhǎng)期的—不摻粉煤灰的混凝土—的基礎(chǔ)上開(kāi)始進(jìn)行的，設(shè)計(jì)混凝土配比時(shí)，考慮的是水泥和骨科的性質(zhì)，而不用考慮到要用粉煤灰"。"因此，他根據(jù)水泥和粉煤灰獨(dú)立的作用，在原有的二維關(guān)系圖上（水灰比一強(qiáng)度)增加了粉煤灰/膠結(jié)料參數(shù)，建立起一個(gè)三維作用，并在六百七十多個(gè)摻有不同比例粉煤灰的混凝土拌合物數(shù)據(jù)，在其中多數(shù)粉煤灰比硅酸鹽水泥用量大的基礎(chǔ)上，建立了設(shè)計(jì)高摻量粉煤灰混凝土的程序。DunStan的混凝土設(shè)計(jì)理

6、念在1982年倫敦Gatwick機(jī)場(chǎng)上的擴(kuò)建中得到了充分的體現(xiàn)，該工程以純水泥混凝土和高摻量粉煤灰混凝土分別修筑了兩條相鄰的停機(jī)坪道面進(jìn)行對(duì)比，所采用的配合比設(shè)計(jì)和拌合物工作度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1與表2。從中不難看出兩種混凝土設(shè)計(jì)的骨科用量、膠凝材料用量、用水量以及工作度檢測(cè)(用壓實(shí)因數(shù))數(shù)據(jù)之間，不存在任何人們熟悉的對(duì)等關(guān)系。表1配合比設(shè)計(jì)HFCC路面OPC路面HFCC路面OPC路面粗骨料40mm525Kg/m3673Kg/m3粉煤灰232Ml/m20mm317Kg/m3598Kg/m3水134Ml/m151Ml/m10mm210Kg/m3231Kg/m3引氣劑2000

7、Ml/m525Ml/m砂545Kg/m3598Kg/m3減水劑560Ml/m600Ml/m水泥275Kg/m3375Kg/m3從該機(jī)場(chǎng)經(jīng)過(guò)4年運(yùn)行后拍下的兩條對(duì)比道面的照片上不難看出，混凝土中摻有46%粉煤灰道面的表面抗滑構(gòu)造，顯然比純水泥混凝土耐磨耗性能更為優(yōu)異。表2拌合物工作度檢測(cè)結(jié)果壓實(shí)因數(shù)混凝土平均值標(biāo)準(zhǔn)離差檢測(cè)次數(shù)HFCC0.740.5521OPC0.860.0124另一個(gè)引人注目的粉煤灰混凝土設(shè)計(jì)案例，是1985年以來(lái)加拿大礦產(chǎn)與能源技術(shù)中心(CANMET)對(duì)大摻量粉煤灰混凝土進(jìn)行的深入而廣泛的研究。他們沒(méi)有以不摻粉煤灰的混凝土為對(duì)照，而是以水泥的1