浅析聚羧酸类减水剂在混凝土中的应用

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1、浅析聚竣酸类减水剂在混凝土中的应用（安徽中铁工程材料科技有限公司，安徽合肥230000）摘要：尽管我国聚竣酸系减水剂发展起步较晚，但其在国内重特大工程中的应用正逐渐增多。从分子设计的角度，从高性能减水剂的合成结构与性能的关系、作用机理等方面进行深入系统的研究，开发出价格较低、具有更高减水能力、更高保坍性能的聚竣酸系高性能减水剂，以满足配制高性能混凝土的需要，替代进口产品，尽快抢占国内市场，无疑对我国的经济和社会发展都有重要的现实意义和经济意义。关键词：聚竣酸减水剂；混凝土；应用刖g聚竣酸减水剂作为一种新型高性能减

2、水剂，具有减水率高、流动保持性好、水泥适应广、分子构造上自由度大、合成技术多、高性能化的余地大、对混凝土增强效果显著、能降低混凝土收缩等突击优点，同时产品不含甲醛等对人体有害的物质，是一种绿色环保的产品。这使得其在近年来得到了飞速的发展，也被越来越广泛地应用在工程中。然而在大量应用过程中发现，聚竣酸减水剂存在着在高温环境下保坍性不足、温度敏感性强、对砂石集料的含泥量敏感性强、对机制砂适应差等缺点，而且混凝土中聚竣酸减水剂的掺量、单方用水量稍有增加，混凝土拌合物就容易出现泌水、分层现象，对混凝土泵送施工性能、力学性

3、能和耐久性都造成了不利的影响。1聚竣酸减水剂特性简介聚竣酸系高效减水剂（简称PC）属于新型的减水剂，其特有的分子结构决定了它有更多的优良性能，最主要是能有效减少坍落度损失，在一些学术论著中都提到聚竣酸减水剂对水泥粒子的分散性和分散稳定性都有明显的改善。（:L）聚竣酸减水剂对水泥的缓凝效果明显，减少混凝土的坍落度损失；（2）聚竣酸减水剂分子链存在空间位阻效应；（3）聚竣酸减水剂对水泥呈齿形吸附，分子内有许多侧链基团，容易形成立体状吸附，其吸附能力远大于蔡系减水剂的柔性链横卧吸附；（4）聚竣酸减水剂对水泥的后期强度有

4、较大增强；（5）聚竣酸减水剂中竣基（-COOH）、瓮基（・0H）、胺基（-NH2）等与水亲和力强的极性基团主要通过吸附、分散、润湿、润滑等表面活性作用，对水泥颗粒提供分散和流动性能,并通过减少水泥颗粒间摩擦阻力，降低水泥颗粒与水界面的自由能来增加新拌混凝土的和易性。2聚竣酸高效减水剂性能特点减水剂用于混凝土中主要起三种不同的作用：一是改善混凝土施工工作性；二是减小水灰比，提高混凝土的强度和耐久性；三是节约水泥，减少混凝土初始缺陷。60年代以来发展起来的是蔡系、密胺系高效减水剂，它们赋予新拌混凝土较好的流动性和强度

5、，对于现场搅拌，基本上能满足需要，但用于商品混凝土中，普遍存在着坍落度损失过大的问题。多年来，科研和生产部门采用把减水剂与缓凝剂的复合物掺入混凝土以使坍落度损失有所减缓，但仍未根本上解决问题。聚竣酸系减水剂的问世，使高流动、低坍落度损失混凝土的制备得以实现。近年来，通过“分子设计”合成聚竣酸系高性能减水剂并探讨其结构与性能之间关系的研究非常活跃。聚竣酸系物质由于其分子结构特性具有很多优点，低掺量发挥高效塑化效果、坍落度保持性好、水泥适应性广、减水效率高、分子构造上自由度大、合成技术多，因而高性能化的余地很大。在结

6、构特征上，聚竣酸系减水剂完全不同于传统的蔡磺酸甲醛缩合物或磺化三聚氧胺甲醛缩合物类高效减水剂，其亲水性的官能团主要为竣基，而憎水性的聚合物主链则主要是脂肪族结构单元，在线形主链上还带有许多一定长度的侧链，形成所谓的梳形结构。它的分散和分散保持性能与化合物的结构有密切关系，良好的结构特征可以使其在混凝土中作为减水剂使用吋，在用量很小的情况下就会对水泥颗粒产生很强的分散作用，而口这种分散作用还不会随着时间的延长而明显降低，即表现出较好的坍落度保持性能。研究发现，对于聚竣酸系高效减水剂的减水机理，主要表现在以下几个方面

7、:(1)缓凝作用；(2)在水泥颗粒上吸附，极性亲水端朝向溶液，多以氢键与水分子缔合，再加上水分子之间的氢键缔合，构成了水泥微粒表面的一层水膜，阻止水泥颗粒的直接接触，起到了润滑作用；(3)更为重要的是聚竣酸系减水剂分子在水泥颗粒表面的立体吸附层结构，聚竣酸系减水剂人分子在水泥颗粒表面的吸附状态呈环状、引线状和齿轮状吸附(多数呈现齿型)，使水泥粒子间的静电斥力呈立体的交错纵横式，立体的静电斥力随时间增长变化小，宏观表现为分散性更好，坍落度经时损失小；(4)聚竣酸系接枝共聚物电位绝对值比蔡系(NS)和三聚氧胺系(Ms

8、)减水剂的低，即掺量相同时，接枝共聚物对水泥粒子的分散效果更好。3目前国内在建高速公路对混凝土的控制高速公路建设使用聚竣酸减水剂，对混凝土的和易性和施工都有了很好的控制，在T梁预制、现浇箱梁等聚竣酸减水剂使实体的强度和施工周期得到很好的控制，在保质保量的情况下聚竣酸类减水剂为工程的顺利完工做了很大贡献。聚竣酸类减水剂还有水泥适应性好、高强度、高减水增长、低掺量等优点，而且