高效减水剂在高性能预制构件中的应用和发展趋势

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1、1、高性能预制构件的基本特点近年來，随着我国基础设施建设的快速发展，各种高性能预制构件层出不穷，比如：在地铁隧道、引水输水隧洞、西气东输过江隧道等丄程中广泛使用的高精度钢筋混凝土盾构管片；在城市桥梁施工中发展预制拼装节段梁；在高速铁路施工中推广无渣轨道和预制箱梁;在大型体育场看台开发了高性能先张预应力板；在一些重点工程中使用了预制淸水混凝土饰面板等等。这些高性能预制构件具有如下共同特点：(1)使用设计强度等级大于C50的高性能混凝土，而且有较高的早期强度耍求，在蒸汽养护条件下满足12h—次模具周转。(2)构件几何尺寸偏差要求高，生产构件用的模具必须进行机加工或釆购国外进口产品。比

2、如盾构管片的几何尺寸偏差要求要求小于lnrni,生产模具几何尺寸偏差要求小于0.5muio(3)构件外观质量要求高，要求棱角完整无磕碰、外观光亮颜色均匀一致、衣面致密气泡少。(4)休积稳定性好，裂缝少。(5)耐久性耍求高，如混凝土抗渗性要求高，有的述有耐腐蚀耍求，必须满足低碱骨料反应性等。2、预制构件高性能混凝土的特点高性能预制构件要求使用高性能混凝土。高性能混凝土是一•种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标。针对不同用途要求，高性能混凝土应对耐久性、工作性、适用性、强度、休积稳定性、经济性等性能有重点

3、的沖以保证。高性能混凝土在配合比设计上的特点是低水胶比，选用优质材料，并除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效减水剂。大多数情况预制构件用高性能混凝土和一般意义上的高性能混凝土相比，在工作性耍求上有较大差别。也就是说，大多数构件山于生产工艺的特点决处了必须使用低坍落度混凝土,坍落度一般为0〜80伽。一般高性能混凝土则要求使用大流动度、不离析的高工作性混凝土。由于预制构件采用的振捣工艺往往更为强烈，即使用低坍落度混凝土，也容易出现分层、离析和泌水等匀质性差的缺点。3、预制构件用高效减水剂应用现状和发展趋势根据化学组成，国外用于预制构件的高效减水剂主耍有：甲醛缩聚物、

4、聚竣酸盐(PCE)和小分子三种类型。甲醛缩合物主要使用B-蔡磺酸盐甲醛缩聚物(BNS)和磺化三聚氧胺(PMS)两种。近年來，聚竣酸盐(PCE)使用量迅速增加。目前，国内生产高强预制构件主要使用荼磺酸盐甲醛缩聚物(BNS),磺化三聚氧胺(PMS)使用较少，近年來氨基磺酸盐高效减水剂也有少暈使用。目前，聚竣酸盐高效减水剂(PCE)在FI本的帀场占有率已经达到70%,在美国达到45%,在欧洲也己经达到20%,iftj在我国的应用处于刚刚起步阶段。1962年，德国的SKW和日本的Kao各白独立地发明了甲醛缩聚物。SKW发明了一种三聚氧胺-甲醛-亚硫酸盐的产品叫做聚磺化三聚蠻胺(PMS)o

5、Kao发明的高效减水剂是山0-荼磺酸盐与甲醛的缩聚物所组成（BNS）。以使用量计算，BNS和PMS仍然是目两世界上使用最广泛的高效减水剂。它们在应用方面的主要差别是：BNS在延缓混凝土坍落度方面的稍强优势使其更多应用在预拌混凝土方面。PMS町提高早期强度以及低引气性使其在预制混凝土方面应用比较理想。为什么新一•代聚竣酸盐高效减水剂（PCE）在国外得到如此快的发展？究其主要原因是山于甲醛缩聚物高效减水剂在应用方面存在一些明显缺点：（1）水灰比低于0.35时对水泥的分散性差，无法配制超高性能混凝土；（2）预拌混凝土搅拌后1-2个小时内坍落度保留性较差；（3）对不同晶种水泥适应性较差；

6、（4）有限的化学组成无法满足不同的应用耍求。1981年,日本的NipponShokubai和MasterBuildersTechnology（现在的Degussa）开始研发PCE高效减水剂，并于1986年首先将产品打入市场。如今，市场上有近百种不同化学成分的PCE,分别是不同种类PCE或PCE缩聚物的混合产品。按照德国Plank教授的观点，所有这些产品按其化学组成nJ以划分为四类。笫一类PCE：甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物。第二类PCE：内烯基瞇共聚物。第三类PCE：酰胺/酰亚胺型PCE。第四类PCE：两性型PCE。第四类PCE因其特有的PCE分子可使我们获得较好的坍落度保留性和高

7、早期强度性能。这种性能IIIShokubai在1991年发现。配制坍落度损失小的理想预拌混凝土可以使用MAA和MPEG酯以摩尔比1.5:1组成的产品,支链约25个E0单位长,即使在低水灰比（如0.30〜0.35）或高温下，混凝土仍能在2个小时内保持良好的工作性。配制高早强理想预制混凝土可以使用MAA和MPEG酯以摩尔比3〜5:1组成的产品，支链约50〜130个E0单位长。这种性能上的差界是因为在水泥颗粒上不同的吸附特性而产生的：坍落度保留分子的最初吸附量低（20〜30%）,而预制