四川蜀工公路工程试验检测有限公司 610100
摘要：本文结合聚羧酸高性能减水剂的技术特点，从混凝土配合比设计与施工等方面介绍了其在砼工程中的应用。
关键词：聚羧酸；减水剂；特点；问题
1、前言
聚羧酸系减水剂作为继萘系、密胺系、脂肪族系和氨基磺酸盐系减水剂之后研制生产成功的新型高效减水剂，以其在掺量较低时(固体掺量0.15%-0.25%)就能产生理想的减水和增强效果、对混凝土凝结时间影响较小、坍落度保持性较好、与水泥和掺合料适应性相对较好、对混凝土干缩性影响较小(指通常不过分增加干缩)、生产过程中不使用甲醛和不排出废液等突出特点。但相对传统减水剂，聚羧酸高性能减水剂对混凝土配合比设计及施工控制也提出了更高的要求，掌握其技术特点并在施工中有针对性的加强质量控制，已成为工程从业者特别是试验检测人员无法回避的问题。
2、聚羧酸高性能减水剂的主要技术特点
相比传统减水剂，聚羧酸高性能减水剂主要存在以下一些特点：
2.1、同种减水剂对不同水泥减水率不同
由于水泥厂家原料及生产工艺不同，水泥熟料矿物组成存在差异。不同的矿物成分对减水剂的吸附能力是不同的，大小顺序为C3A>C4AF>C3S>CSS。如果水泥矿物成分差异较大，或者掺加一的混合料（如粉煤灰、粒化高炉矿渣、煤矸石等）的种类、性质和掺量不同，引起聚羧酸减水剂对水泥的分散、塑化效果也不相同。
2.2、集料含泥量对减水效果影响大
混凝土中集料的颗粒级配及砂率，对聚羧酸系减水剂的塑化效果有一定影响。特别是细集料含泥量较高时，减水率明显降低，这主要是由于粘土结构可吸附聚羧酸系减水剂的分子，减少聚羧酸系减水剂分散水泥的含量。细集料含泥量在3%以下时对混凝土流动度影响不大，当超过3%时，随含泥量增大，其流动度减小和坍落度损失将大为增加，严重影响拌合物的各项性能。
2.3、减水剂掺量影响减水效果
聚羧酸系减水剂的减水效果对其掺量的依赖性很大，一般情况下，随着减水剂掺量的增大，减水率也会增大，当达到减水剂掺量饱和点后，减水率的提高趋于稳定。这是由于减水剂在水泥胶砂体系中起表面活性剂的作用，当减水剂加入量大于临界胶束浓度时，减水剂缔合成为分子胶团，不再提高其减水率。甚至在极端性情况下出现降低现象，但其实这并不是真的降低了，只是随着掺量的增加，混凝土出现严重的泌水现象，拌合物板结、抓底，这时坍落度检测已经没有意义。
2.4、配置的混凝土拌合物的性能对用水量十分敏感
反应混凝土拌合物的性能指标有流动性、粘聚性、保水性，掺加了聚羧酸减水剂的混凝土并不总是满足要求，经常出现各种问题，其性能对用水量十分敏感，有时候用水量只增加（1-3）Kg/m3，拌合物就会出现严重泌水现象，采用这种混凝土便无法保证浇注的均匀性，而且，容易导致结构物表面出现起砂、孔洞、麻面等缺陷，同时，构件强度和耐久性也会受其影响。
2.5、配置的大流动性混凝土容易分层离析
多数情况下，采用聚羧酸高性能减水剂配置的大流动性混凝土，即使减水剂掺量、用水量控制的很好，拌合物也没有泌水现象，还是很容易出现分层、离析现象，具体的表现就是粗集料下沉，浆液上浮，究其原因，主要是掺加了聚羧酸系高性能减水剂的混凝土在流动性较大时，浆体的粘度迅速减小所致。
2.6、产品性能的稳定程度还有待关注
目前，国内减水剂厂家逐渐增多，但行业真正能做到精细化的企业并不是很多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆就生产控制来说，原材料的来源和品质的不稳定一直是困扰聚羧酸减水剂的重要原因。聚羧酸系减水剂的主要原材料最开始主要从德国、韩国等地进口，现在，部分原材来自国内，其产品性能和质量已经出现很大的波动，这不仅表现在塑化效果方面，还有引气性、缓凝效果、坍落度损失及粘度等多方面。
3、聚羧酸高性能减水剂在应用过程中值得注意的问题
3.1、正确面对聚羧酸高性能减水剂与水泥或掺合料的适应性
水泥和掺合料内部成分复杂多变，不可能找到一种什么都适应的减水剂，这种适应性大多反映在：减水率降低和坍落度损失大幅增加，即使是同一种胶凝材料，不同的细度，减水率也不会相同。 而且即使同一种一水泥和掺合料，同一种减水剂，在外加剂掺量增加后，混凝土可能出现明显的泌水现象，在砼停止搅拌后，水泥浆流出、骨料外露、抓底严重，但重新拌合，这种现象立即消失。这就需要在保证减水率的情况下，适当调整外加剂组分。因此，在混凝土配合比试验过程中，建议聚羧酸高性能减水剂生产厂家派技术人员与使用单位试验人员共同参与，在出现适应性问题后立即对减水剂配方进行调整，以确保混凝土和易性。
3.2、保证最低的胶凝材料用量
由于聚羧酸系高性能减水剂塑化效果好，在配置低标号混凝土时，混凝土的水泥用量不高，这种混凝土很容易出现表面质量问题，常见的问题有蜂窝、麻面、流砂等。为了充分发挥聚羧酸系高性能减水剂的优势，在这种混凝土中，可以掺入大量的粉煤灰和矿渣粉代替部分水泥，这样不仅保证了混凝土的最低胶凝材料用量，所配置的混凝土也更经济，性能更佳。
3.3、严格控制用水量和外加剂掺量
由于采用聚羧酸高性能减水剂后，混凝土的用水量大幅度减少，每方混凝土的用水量大都在130 Kg -165 Kg，在低用水量的情况下，用水量的波动大可能会导致坍落度变化很大。在施工过程中，试验检测人员在混凝土开盘前应认真检测砂石料的含水量，换算施工配合比，采用能精确计量水和外加剂质量的混凝土拌和楼，切忌随意调整拌合用水量，尤其避免混凝土在运至现场后二次加水，以免混凝土出现离析、泌水、板结等现象，影响正常的浇注质量，杜绝因失误而造成严重后果。
3.4、严格控制集料含泥量
如前文所述，当集料含泥量在3%以下时，其对拌和物的流动性影响较小，但当集料含泥量超过3%，甚至超过5%时，拌和物流动性和保坍性将大为降低。不仅如此，如集料含泥量过大，混凝土强度和耐久性也将大幅降低。因此，在工程实践中，试验人员应严格控制集料含泥量在3%以下。
3.5、严格控制振捣半径和振捣时间
由于掺加聚羧酸系高性能减水剂的混凝土坍落度一般较大，再加上拌合物粘度较低，所以拌合物在浇注过程中的振捣半径和振捣时间应通过试验确定，或者经同种作业的经验积累。振捣半径过小或振捣时间过长，都很容易破换混凝土的工作性能，主要表现在含气量下降，集料与浆体严重分离等缺陷。
4、工程实例
4.1巴南广高速公路TJ2-2合同段，该合同段桥梁众多，混凝土标号从C25-C55均有涉及，采用江苏博特PCA-Ⅰ型聚羧酸系高性能减水剂，掺量为胶凝材料用量的1.0%~1.2%，混凝土拌和物工作性、力学性能均能满足设计及施工要求，取得了良好效果。
4.2巴南广高速公路TJ2-11合同段，该合同段主体工程为寥叶互通立交，桥梁上部结构为C40预应力混凝土小箱梁及C50预应力混凝土T梁，采用四川路桥特种材料有限公司RB型聚羧酸系高性能减水剂，掺量为胶凝材料用量的1.0%~1.2%，用水量小，混凝土和易性好，坍落度经时损失小。
5、结语
聚羧酸系减水剂已在混凝土工程中得到广泛运用，针对不同的水泥、掺合料，选取适宜的聚羧酸系减水剂是非常重要的。同时，在使用的过程中，应严格控制集料含泥量、混凝土用水量和外加剂掺量，防止出现质量问题。
参考文献
[1] 罗金连，黄小灵.砂石含泥量对聚羧酸高性能减水剂性能的影响[A].内蒙古师范大学学报,2016年3期.
[2] 张海亚,张斌.一种聚羧酸高效减水剂减水率试验研究[B].四川建筑科学研究,2014年4期.
[3]冉千平,丁蓓,游有鲲,田倩.聚羧酸系混凝土超塑化剂与萘系减水剂的性能比较[A].混凝土外加剂及其应用技术,2004年.
[4]徐兆付.聚羧酸减水剂的合成及性能研究[D].江南大学,2008年.
论文作者:刘敏
论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期
论文发表时间:2017/11/15
标签：羧酸论文; 混凝土论文; 减水剂论文; 高性能论文; 用水量论文; 水泥论文; 性能论文; 《防护工程》2017年第13期论文;