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中国水利水电第十一工程局有限公司 河南郑州 450001
摘要：聚羧酸系减水剂作为第三代减水剂以其独特的优势得到业界的认可，其市场份额正逐年增加。特别是国家提倡建立资源节约型、环境友好型社会，使资源、能源消耗巨大的预拌混凝土行业的社会责任感倍增。如何最大限度地节能、降耗、减排，为社会提供绿色环保高性能混凝土将成为未来预拌混凝土行业的发展方向。
关键词：聚羧酸高性能；减水剂；应用
引言
随着混凝土高性能化的发展，特别是今后混凝土不仅仅是高性能化，而且是向着绿色、低碳，与环境和谐相处的可持续发展方向发展。在此形势下聚羧酸系高性能减水剂在工程中的广泛应用，正成为一种发展趋势。
1聚羧酸系高性能减水剂特点
聚羧酸高效减水剂的减水率比萘系减水剂高，同时用其配置的混凝土还具有流动性好的特点，是本世纪性能最优越的混凝土材料；其使用范围十分广泛，对于配置大掺量粉煤灰或矿渣混凝土，聚羧酸系高性能减水剂可以通过调节分子结构，制备具有特殊性能和用途的减水剂，如：低温高早强型、零坍落度损失型、抗收缩型等。另外聚羧酸减水剂对聚合活性单体的选择性很大，不同的生产厂家可能聚合时使用的单体类型及合成工艺不尽相同，从而使得最终合成的聚羧酸减水剂在分子量、分子量分布以及链结构等方面都会存在着较大的差异，因此会导致聚羧酸减水剂质量差异较大。聚羧酸系高性能减水剂较高的减水率，可以轻易地降低混凝土的单方用水量，降低水胶比，减少水泥用量，提高掺和料的用量，实现混凝土低碳化和高性能化。聚合途径多样化，如共聚、接枝、嵌段等。合成工艺比较简单，由于不使用甲醛、萘等有害物质，不会对环境造成污染。不仅如此聚羧酸高效减水剂还被普遍的用于各种新型混凝土的拌合中，在很多的建筑工程中，例如大跨度桥梁、隧道、工业与民用建筑等，都发挥了十分重要的作用。聚羧酸高性能减水剂在商品混凝土中的应用必将更加广泛。也将成为预拌混凝土企业产业升级、技术进步的首选材料。目前国内市场上95%以上的聚羧酸盐产品，都属于第一代甲基丙烯酸系的聚羧酸减水剂，其结构上的缺陷是其在配制高强混凝土时出现粘性太大的基本原因。
2.不同掺合料混凝土试验
随着掺合料的用量增加减水率效果明显，对掺合料的用量进行混凝土研究，具体实验如表3所示。
表3 掺合料用量对混凝土物理性能的影响
由表1可以看出，聚羧酸减水剂除了具备萘系减水剂的性能外，强度发展良好，且配制大流动性混凝土1h坍落度经时损失很小；其次由于氯离子含量、硫酸钠含量、碱含量较萘系的低已成为混凝土配比中不可缺少的第五组分，其产品的优劣，能影响到我国每年数千亿元基础设施混凝土工程质量的好坏、耐久性和使用寿命，影响到国家经济建设、基础设施建设的技术经济效益和社会效益。
3.聚羧酸系高性能减水剂在使用过程中出现的问题及原因
3.1与胶凝材料的相容性问题
在工程施工中，聚羧酸系减水剂的适应性更多的表现在对于各种水泥及材料的适应中，聚羧酸系减水剂在增加掺量达到一定的临界值时变化不明显，很多的情况是当流动度还没有达到要求，混凝土已经开始泌水了，另外对粗、细骨料含泥量比较敏感，因此聚羧酸系减水剂的应用也是有它的适用范围。实际上这种减水剂就是针对高性能混凝土而研制的，所以无论从它的性能上、价位上它都更适合于应用于高性能混凝土。聚羧酸系减水剂与其他减水剂复配使用没有萘系减水剂相容性好，目前的使用情况与聚羧酸盐复配相容性较好的有引气剂，很大的原因是引气剂的掺量低，首先能与聚羧酸系减水剂“相溶”才能进一步相容，互补。其次缓凝剂中的葡萄糖酸钠相容性也较好。而与其他的无机盐类外加剂相容性很差。聚羧酸减水剂产品用于配制大流动性中高强度等级的商品混凝土相比较目前广泛使用的萘系高效减水剂，在综合性能和经济效益方面，具有很强的竞争优势。在PCCP混凝土拌和中掺用的粉煤灰，一个厂家生产的管材外观均匀，质量良好，而另一个企业的产品则出现离析、颜色不均匀的情况，区别是采用的减水剂品种不同。
3.2坍落度控制问题
对于聚羧酸系减水剂来说，如果拥有的分子结构不同，那么这个时候减水剂对不同的引气剂也同时具有选择性，而且在搅拌方式上也是有一定选择的。并由于聚羧酸系减水剂中缓凝组分的缓凝作用，因而溶解－溶解平衡期延长，结构形成期及稳定期电阻率变化较小，水泥浆体在较长时间内保持塑性状态。改变了以往其在混凝土应用中对水和配合比的敏感度，改善了水的用量、外加剂掺量对混凝土工作性能的敏感影响，便于混凝土生产质量控制。聚羧酸系高性能减水剂也遇到了质量不稳定、减水率、适应性不好、不仅仅是与水泥适应性不好、粉料或含泥量稍有波动混凝土拌和物性能变化明显等问题，因此使用高性能聚羧酸减水剂时应保证原材料的质量和稳定性。在低水灰比条件下，混凝土中掺量为1.5%时，坍落度一小时内几乎无损失，改善了和易性，可用于制备超高压注射用混凝土。因此广大的科技工作者和企业家应该认清当前形势，积极进行研究。通过充足的理论和成果基础为聚羧酸高效减水剂在我国的发展和应用做出自己的贡献，促进我国建筑事业不断发展。
3.3环保性和混凝土耐久性
聚羧酸系高性能混凝土减水剂是20世纪80年代中期由日本首先开发应用的新型混凝土减水剂。因为聚羧酸系减水剂的结构特点，在跟其他的添加剂相容的时候都比其他的减水剂差的。所以通过传统的简单复配的方法对于聚羧酸系减水剂改性是不太适合的。聚羧酸高性能减水剂和矿粉、粉煤灰的使用，矿粉、粉煤灰替代水泥，有效降低了水泥用量，降低了不可再生资源的消耗，减少了二氧化碳的排放；符合国家节能、环保、利废的要求，取得的社会效益显著。在对碱骨料反应有特殊要求的重要工程中，利用聚羧酸系高性能减水剂碱含量低的特性，可以有效地解决北方地区由于水泥含碱量较高造成的混凝土中总碱含量超过规定值问题。目前，中国正处于萘系减水剂向聚羧酸减水剂转变的过渡时期，聚羧酸系减水剂具有非常广阔的市场前景。聚羧酸系减水剂则可以通过降低水化热，延缓放热峰，来有效降低混凝土因为水化温差而引起的开裂，极大提高大体积混凝土的耐久性。
4.结语
聚羧酸系减水剂在结构方面和性能方面都有很大的可变性，研究开发新型的聚羧酸系减水剂是目前对减水剂研究的前沿问题，聚羧酸高效减水剂性能优越通过广泛的应用已经得到了广泛的认可，正确认识应用它才能取得最大的效果，从而保证混凝土和建筑工程的质量。今后如何进一步针对性的开展聚羧酸系减水剂的生产与应用技术的研究将是任重而道远的。
参考文献：
[1]普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011
[2]毛建，王钧，杨小利，宋仁义.聚羧酸系高性能减水剂研究现状与发展[J].国外建材科技，2005（01）.
[3]《高强混凝土应用技术规程》JGJ/T281-2012
论文作者:王娜娜1,刘延铎2
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/10
标签：羧酸论文; 减水剂论文; 混凝土论文; 高性能论文; 用量论文; 高效论文; 性能论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;