摘要：随着科学技术的不断发展，为了满足建筑市场对高保坍减水剂的需求，相关企业研制一种新型缓释高保坍型聚羧酸减水剂。结果显示，无论在水泥浆体，还是在混凝土中，缓释保坍型聚羧酸减水剂通过缓释原理，缓慢对水泥进行分散，推迟水泥的水化反应，达到了缓释保坍的效果。温度对缓释保坍型聚羧酸减水剂的应用有一定的影响，当胶凝材料处于较低的温度时使用缓释型聚羧酸减水剂容易出现流动性变大的现象，对于配制大流动度的混凝土要严格控制外加剂的用量，否则混凝土易出现泌水、离析现象。
关键词：聚羧酸减水剂；缓释；高保坍
引言
随着人类文明的不断演化，科学技术知识的日趋健全，电子化、信息化、技术化、工业化步伐阔步前进，城市高楼林立，城野高速公路交错纵横，与之息息相关的混凝土建筑施工过程中不可或缺的减水剂也在更新换代。目前广泛使用的聚羧酸减水剂已是继木质素、奈系减水剂之后的第三代减水剂，作为一种优良的混凝土外加剂，聚羧酸减水剂极大的提高了传统混凝土各个方面的性能，为工业化进程做出了巨大的贡献，其适应性广，在不同种类的水泥和砂石制混凝土中都能发挥良好的作用。
1试验
1.1主要原材料及仪器设备
异戊烯基聚氧乙烯醚（TPEG，Mn=2400），工业级；丙烯酸（AA），工业级；丙烯酸羟乙酯（HEA），工业级；过硫酸铵（APS），工业级；氢氧化钠（NaOH），质量浓度30%，工业级。水泥：尖峰P.O42.5水泥，密度3.10g/cm3；砂：河砂，表观密度2.65g/cm3，细度模数2.6~2.8；反击破小石子：5~10mm，反击破大石子：10~20mm。增力电动搅拌器（JJ-1）；电子节能控温仪（ZNHW-Ⅱ型）；电炉（FD-2）；蠕动泵（BT100-01）；红外光谱仪（NicoletAvatar360）；凝胶色谱仪（WatersGPC1515）；水泥净浆搅拌机（NJ-160A）；强制式单卧轴混凝土搅拌机（SJD-60）。
1.2试验方法
1)净浆试验
参照GB/T8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》测试水泥净浆流动度。在实验室内控制试验温度为（20±2）℃条件下，研究对比了P•Ⅱ42.5水泥与掺西卡缓凝型聚羧酸减水剂1100NTR和巴斯夫缓释保坍型聚羧酸减水剂SKY8330的相容性，分析了掺不同外加剂水泥浆体1h前后流动性能的变化，试验外加剂的掺量分别为0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%。
2)混凝土配合比试验
为了研究缓释保坍型聚羧酸减水剂与缓凝型聚羧酸减水剂差异，采用P•F42.5水泥，在只改变外加剂种类的情况下，设计了LT-1和LT-2两组混凝土配合比（见表2）：LT-1组通过加强缓凝剂的功效即用普通缓凝剂SVZ与缓凝型聚羧酸减水剂1100NTR复掺来减小混凝土的坍落度损失，LT-2组通过掺加缓释保坍型聚羧酸减水剂来减少混凝土坍落度的损失，LT-3研究了缓释保坍型聚羧酸减水剂在大流动性、超长缓凝时间混凝土方面的应用。考虑到温度对混凝土坍落度的影响较大，参照LT-2的配比研究对比了混凝土出机温度在24、32℃时，掺缓释保坍型聚羧酸减水剂配制的混凝土坍落度随时间的变化情况。
2试验结果与分析
2.1外加剂掺量对水泥净浆流动度的影响
通过实验可知，掺普通缓凝聚羧酸减水剂的水泥净浆1h流动度略微减小，而掺缓释保坍型聚羧酸减水剂的浆体1h流动度却有一定幅度的增大，增大了约20%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与普通缓凝聚羧酸减水剂相比，在1h内缓释保坍型聚羧酸减水剂显示了其逐步释放的功能，使得水泥净浆流动度增大，流动性变好。
2.2外加剂对混凝土坍落度及强度的影响
（1）掺复合型缓凝剂的混凝土LT-1坍落度随时间的延长一直降低，1h坍落度损失为50mm，2h坍落度损失为90mm，坍落度损失非常明显；而掺加缓释保坍型聚羧酸减水剂的混凝土LT-2在1h坍落度有所增大，2h时基本与初始坍落度一致；LT-3也具有与LT-2类似的效果。
（2）在抗压强度方面，掺缓释保坍型聚羧酸减水剂的混凝土LT-2的后期强度略高于掺普通缓凝聚羧酸减水剂的混凝土LT-2强度。LT-3混凝土因具有超长的缓凝时间，初凝时间长达24h，早期强度有一定的降低，但后期强度增幅较大，在配制LT-3混凝土的过程中发现：当原材料有一定的波动时，配制出来的混凝土在放置一段时间后出现了泌水、离析现象，而通过调整缓释保坍型外加剂的掺量可以消除该类现象，因此缓释保坍型聚羧酸的用量对混凝土的性能也会有一定的影响，使用过程中应充分考虑。
2.3温度对缓释保坍型聚羧酸减水剂应用的影响
在混凝土出机温度相对较低（即24℃）时，混凝土1h的坍落度略微增大，即混凝土流动性变强，2h坍落度有与初始坍落度基本一致；当混凝土出机温度相对较高（即为32℃）时，混凝土1h坍落度基本保持不变，2h坍落度有一定的减小。当混凝土温度较高时，混凝土中胶凝材料的反应速率加快，同时混凝土表面的水分散失也较多，而此时缓释保坍型聚羧酸减水剂通过缓释的功能补偿了这些因素对混凝土坍落度造成的损失，从而可将混凝土的坍落度损失降低到最小，因此，缓释保坍型聚羧酸减水剂在温度相对较高的环境中具有良好的使用效果。
2.4缓释保坍型聚羧酸减水剂保坍机理的探讨
聚羧酸减水剂在混凝土的多相体系中，主要作用机理是静电排斥，位阻，络合，水化膜润滑剂润湿等。聚羧酸减水剂的分散机理一般被认为是空间位阻的主要作用。在含有PEO链的聚羧酸减水剂吸附在水泥颗粒表面上后，当水泥颗粒彼此接近时，由于空间位阻，吸附了聚羧酸减水剂的水泥颗粒将分离的水泥颗粒相互排斥。它可防止水泥颗粒的聚集和结块，从而增加流动性并形成良好的分散体系。当含有不饱和羟基酯结构的PCE-A和PCE-B被吸附在混凝土中时，亲水作用有利于吸附在水泥颗粒上的减水剂并与水泥颗粒表面上的电荷结合起到锚定作用。有利于减水剂溶液在水泥表面的润湿和润滑作用，以及骨料颗粒之间的相对润滑作用;同时，水泥颗粒表面的同样电荷会产生静电排斥，使水泥水体系相对稳定。状态。低表面张力的PCE-A更容易吸附在亲水性水泥颗粒表面，降低表面张力并产生静电排斥，改善空间位阻效应，实现低表面张力和稳定的静电斥力，有利于实现分散的水泥颗粒。
结语
（1）缓释保坍型聚羧酸减水剂具有缓慢释放其分散作用的特性，在1～2h对水泥净浆体和混凝土均具有保持甚至改善流动性的效果。
（2）温度对缓释保坍型聚羧酸减水剂的应用有一定的影响，温度相对较低时缓释效应明显，容易导致水泥浆体或混凝土的流动性变大，温度相对较高时正好可以补偿因水泥水化和温度等因素对混凝土坍落度造成的损失。
（3）缓释保坍型聚羧酸减水剂克服了普通减水剂吸附、分散时效短的缺陷，在一定的时间内延缓了水泥水化的高峰期，达到了缓释保坍的效果，有效的保证了混凝土的各项性能。
参考文献
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论文作者:张海利
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/12
标签：羧酸论文; 混凝土论文; 减水剂论文; 水泥论文; 坍落度论文; 温度论文; 颗粒论文; 《基层建设》2018年第22期论文;