缓释型聚羧酸减水剂在混凝土中的应用研究

缓释型聚羧酸减水剂在混凝土中的应用研究

吴德晗

广东博众建材科技发展有限公司

摘要：为了在一定程度上减少混凝土坍落度损失，进而能够有效的发挥出混凝土的工作性能，研究人员对缓释型聚羧酸减水剂在混凝土中的应用研究，探究出缓释型聚羧酸减水剂会破坏絮凝结构，将水泥浆的分散性激发，推迟了水泥水化反应，让混凝土产生缓释保坍的效果。缓释型聚羧酸减水剂材料的使用对温度比较敏感，低温时使用缓释型聚羧酸减水剂配制混凝土，往往会出现流动性大大提高的现象，当配制大流动度的混凝土时，混凝土易发生泌水、离析现象，因而要精准控制外加剂用量。

关键词：缓释保坍；混凝土；聚羧酸减水剂

引言

水泥混凝土发展至今已有近200年的历史。减水剂的发明降低了混凝土用水量且同时提高了混凝土工作性，被公认为是继钢筋和预应力混凝土技术之后混凝土领域的第三次技术飞跃[1]。由于聚羧酸系减水剂具有极强的减水性能优势及环保特点，被广泛应用于各类水利工程、电力工程、港口项目、机场、军事工程等混凝土施工。混凝土坍落度会因天气高温、长距离的运输而大打折扣，受到损失。为避免坍落度大的损失，行业内都会使用以下两种方案去解决：一是用部分冰水来代替水去用以混凝土搅拌达到降温的目的，二是使用高性能外加剂，如缓释型聚羧酸减水剂。用冰去代替水往往会增加施工成本。水泥颗粒会被缓释型聚羧酸减水剂作用，能让水泥在一段时间内有连续、迟缓地开始扩散的特性，使用缓释型聚羧酸减水剂，发挥效应让使用初期的水泥坍落度损失减少。缓释型减水剂的这些高性能外加剂能够有效保证预拌混凝土长期运送中的坍落度损耗减少，并且也拥有防止混凝土坍落度在高温下长期运送导致的由于拌合水蒸发导致的坍落度损失的特性[2]。本文重点研究缓释型聚羧酸减水剂对混凝土的坍落度的影响，在不同温度下配制混凝土，测试其坍落度。

一、试 验

1、原材料

水泥：广州某水泥厂生产的 P.Ⅱ52.5R 水泥，水泥的相关性能指标如表1所示。粗集料：采用广东清远某石场 5～20mm 连续级碎石。河砂：采用清远中砂；机制砂，采用广东新会。粉煤灰：采用清远某电厂，II级。矿粉：采用韶关某建材公司，S95。外加剂：缓凝型聚羧酸减水剂（自研），普通聚羧酸减水剂（市售）。

表1 水泥的相关性能指标

2、性能测试

水泥净浆流动度，参照 GB/T 8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行测定。

混凝土拌合物坍落度，参照《普通混凝土拌合物性能试验方法》GB/T50080-2011进行测定。

混凝土抗压强度测试，参照《普通混凝土力学性能试验方法》GB/T50081-2002进行测定。

3、混凝土配合比试验

1）为了研究缓释型聚羧酸减水剂与普通减水剂对水泥净浆流动度的影响，分别配制混凝土，测试水泥净浆流动度随时间变化的趋势。

    2）为了研究缓释型聚羧酸减水剂与普通减水剂对混凝土的影响，分别配制混凝土，并测试混凝土的坍落度与抗压强度。

3）为了研究缓释型聚羧酸减水剂在不同温度下配制混凝土配的差异，分别在24、32、40℃配制混凝土，测试混凝土坍落度。混凝土配合比设计如表2所示：

表2  混凝土配合比设计

二、试验结果与讨论

1、外加剂对水泥净浆流动度的影响如图1所示

图 1 外加剂对水泥净浆流动度的影响

从图1可以看出，掺缓释型聚羧酸减水剂比普通聚羧酸减水剂的水泥净浆流动都是先提高，再逐渐降低的趋势。而掺缓释型聚羧酸减水剂的水泥净浆流动度降低趋势比掺普通聚羧酸减水剂的相对平缓。

2、外加剂对混凝土坍落度及强度的影响如表3所示（编号1为普通聚羧酸减水剂，编号2为缓释型聚羧酸减水剂）

表3外加剂对混凝土坍落度及强度的影响

    从表3可以看出，使用缓释型减水剂配制的混凝土在1小时坍落度先增加，在2小时坍落度与初始坍落度相等，而用普通减水剂配制的混凝土坍落度一直在下降，可以看出缓释型减水剂具有良好的保坍性能，而混凝土的抗压能力并不会因为使用缓释型减水剂而降低。

3、温度对缓释型聚羧酸减水剂应用的影响

   不同出机温度下掺缓释型聚羧酸减水剂，混凝土坍落度变化如图2所示

图 2 不同温度下缓释型聚羧酸减水剂对混凝土坍落度的影响

由图 2 可以看出，出机温度在24℃时，混凝土放置1小时的坍落度先增加，放置2小时的坍落度与初始坍落度相近。当出机温度在32℃或40℃时，混凝土放置1小时的坍落度与初始坍落度相近，放置2小时的坍落度降低较多。结果表明，温度越高，混凝土表面的水分散失速度也越快，从而使混凝土坍落度损失越多，而缓释型减水剂的分散作用对水分散失的影响起到补偿作用，降低了混凝土坍落度的损失。

三、结语

   缓释型聚羧酸减水剂的缓释功能，能够有效提高水泥净浆流动性，降低用水量，从而提高混凝土坍落度，而且不会明显改变混凝土的抗压强度。温度对缓释型聚羧酸减水效果影响明显，在相对较低的温度下，会大大提高混凝土的流动性，从而提高坍落度，需要精准控制好缓释型聚羧酸减水剂的用量，避免发生泌水、离析现象。而在温度相对较高的情况下，缓释型聚羧酸减水剂则起到良好的补偿作用，降低了混凝土坍落度的损失，从而保证了混凝土的各项性能。

参考文献

[1]缪昌文,穆松.混凝土技术的发展与展望[J].硅酸盐通报,2020,39(01):1-11.

[2]李晓东，任萍李，晓燕. 常温合成高保坍型聚羧酸减水剂及其性能研究[J]. 新型建筑材

料，2017（1）：97-99.