聚羧酸高性能减水剂

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1、目录1.减水机理22.优良的性能32.1减水剂的匀质性分析32.2水泥水化热－电性能分析42.3早强效应52.4减水性能分析52.5环保分析67聚羧酸高性能减水剂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。它主要是通过不饱和单体在引发剂作用下共聚，将带活性基团的侧链接枝到聚合物的主链上，使其同时具有高效、控制坍落度损失和抗收缩、不影响水泥的凝结硬化等作用。聚羧酸系高性能减水剂是完全不同于萘磺酸盐甲醛缩合物NSF和三聚氰铵磺酸盐甲醛缩合物MSF减水剂，即使在低掺量时也能使混凝土具有高流动性，并且在低水灰比

2、时也具有低粘度和坍落度保持性能。它与不同水泥有相对更好的相容性，是高强高流动性混凝土所不可缺少的材料。聚羧酸系混凝土减水剂是继木钙和萘系减水剂之后发展起来的第三代高性能化学减水剂，与传统减水剂相比主要具有以下几个突出的优点: a.高减水率：聚羧酸高性能减水剂减水率可达25-40％。b.高强度增长率：很高的强度增长率，尤其是早期强度增长率较高。c.保坍性优异：极好的保坍性能，可保证混凝土极小的经时损失。d.匀质性良好：所配混凝土有非常好的流动性，容易浇注和密实，适用于自流平、自密实混凝土。e.生产可控性：可通过对聚合物分子量、侧链的长短、疏密及侧

3、链基团种类的调整来调节该系列减水剂的减水率、保塑性和引气性能。f.适应性广泛：对各种纯硅、普硅、矿渣硅酸盐水泥及各种掺合料制混凝土均具有良好的分散性及保塑性。g.低收缩性：能有效提升混凝土的体积稳定性，较萘系减水剂混凝土28d收缩降低了20%左右，有效的减少了混凝土开裂带来的危害。h.绿色环保：无毒性、无腐蚀性，不含甲醛及其他有害成分。1.减水机理7聚羧酸高性能减水剂是运用分子结构设计原理，以DLVO电荷排斥理论和空间位阻效应理论为基础，将带有不同功能的活性基团接枝到主链上聚合而成。聚羧酸高性能减水剂分子的主链牢牢的吸附在水泥颗粒表面，能够有效

4、的阻碍水化反应提高其保塑性，支链则包围在水泥颗粒四周，起到空间位阻与静电排斥的双重作用，这与传统减水剂通过静电排斥分散水泥颗粒的机理完全不同，因而具有更好的分散能力和减水效果，最终使混凝土产品的综合性能得到质的飞跃。2.优良的性能2.1减水剂的匀质性分析表1聚羧酸系减水剂的匀质性指标PH值碱含量（%）氯离子（%）7～8≤2.0≤0.01检测项目1234含固量（%）91.792.095.094.1流动度（mm）195190175230氯（C1-）含量（%）1.82.02.380.45硫酸钠含量（%）19.122.02.3516.5表2国产萘系高效

5、减水剂匀质性指标聚羧酸减水剂采用自由基水溶液聚合，氯离子含量极少，只采用少量的碱中和，碱含量极低，碱含量及氯离子含量相对比较稳定。而萘系减水剂的碱含量受磺化程度的影响，各种工艺差别较大，见表2。众所周知，碱是诱发混凝土碱-骨料反应的主要因素之一，而由于碱-骨料反应导致混凝土工程损毁的案例在国内外屡见不鲜。如巴西的Moxoto大坝和法国的Chambon大坝，前者在工程完工三年后便出现了碱-骨料反应，后者在建成后50～60年发生了碱-骨料反应。混凝土中碱主要来源于水泥、粉煤灰、减水剂等原材料。世界上对于碱含量的控制也非常重视，南非规定混凝土碱总量不

6、得超过2.1Kg/m3，我国在三峡工程中规定混凝土碱总量不得超过2.5Kg/m3，美国规定混凝土碱总量不得超过3.3Kg/m3。而作为混凝土五组分之一的减水剂，碱含量特别是Na2SO4含量直接影响到混凝土的碱总量。目前我国高效减水剂中90%以上是萘系减水剂，由于萘系减水剂的生产采用浓硫酸磺化和氢氧化钠中和等工艺，有些厂家的萘系减水剂中Na2SO47的含量高达30%，大多数维持在10%左右，氯离子含量一般在0.3%以上，有的产品甚至更高。而聚羧酸系减水剂是通过水溶液聚合、非磺化的高性能减水剂，在生产中只需极少量氢氧化钠来调整其pH值，因此此类减水

7、剂的含碱量极少，基本不含氯离子。由表1中可以看出，聚羧酸系减水剂碱含量低，且不含氯离子，极大地提高了混凝土的耐久性，是配制绿色高性能混凝土的必备组分。2.2水泥水化热－电性能分析图1描述了萘系、聚羧酸系对水泥浆体水化热性能的影响规律。由图可知，聚羧酸系减水剂对水泥水化热历程的调控作用较强。由于吸附与空间位阻效应，聚羧酸系减水剂阻碍了水泥颗粒中离子的释放，进而延缓水化反应的进行。与萘系减水剂相比，聚羧酸盐系减水剂能使水泥浆体初期水化速度加快，诱导期延长，加速期滞后，放热范围宽化，有效降低水化放热。图1萘系、聚羧酸系减水剂对水化热的影响图2萘系、聚

8、羧酸系减水剂对水泥浆体电阻率的影响聚聚图2描述了萘系、聚羧酸系对水泥浆体电阻率的影响规律。由图可知，聚羧酸系减水剂使水泥颗粒的最初水化减慢，推迟进入诱