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聚羧酸減水劑作為新一代綠色環保的高性能混凝土外加劑,具有比傳統減水劑更加優異的性能特點,其摻量僅為萘系、脂肪族減水劑摻量的1/4,但卻可以獲得更高的減水率,廣泛應用于各種強度等級的混凝土結構。但由于聚羧酸減水劑具有一定敏感性,在應用時應加以重視,否則會影響其使用效果,甚至造成難以挽回的損失。
1、影響聚羧酸減水劑減水率的因素
(1)膠凝材料
聚羧酸減水劑與膠凝材料存在適應性問題,當兩者適應性較好時,聚羧酸減水劑就能得到較高減水率,拌制的混凝土狀態也較好;當兩者適應性較差時,即使提高減水劑摻量,減水率也較低,而且容易造成混凝土離析、泌水、坍落度損失加大,嚴重影響施工。因此,在混凝土生產之前,必須進行膠凝材料與減水劑的適應性試驗,以免造成不必要的損失。
研究表明,聚羧酸減水劑的減水效果與膠凝材料用量的多少關系也很大。采用相同摻量對同一種減水劑進行試驗,當基準混凝土水泥用量分別為330、350、380 和420kg/m3時,測得的“減水率”分別為18%、22%、28%和35%。膠凝材料中礦物摻合料的品種、品質、摻量以及攪拌工藝等因素對其減水效果也有較大影響,在混凝土生產中應給予重視。
(2)聚羧酸減水劑摻量
在低于飽和摻量時,聚羧酸減水劑的減水率隨摻量增加而增加。在膠凝材料用量相同下,聚羧酸減水劑的減水率隨摻量增加而增加,但有時因混凝土泌水、板結,流動性難以用混凝土坍落度來反映,也會出現減水率下降的情況。
(3)聚羧酸減水劑與其他外加劑復合使用
聚羧酸減水劑往往通過復配進行改性,以增加其某種性能,但聚羧酸減水劑在復配過程中減水率容易受到復配外加劑品種的影響。例如,復合葡萄糖酸鈉可以起到増塑作用,提高減水率;但如果采用萘系減水劑,反而會減低其減水效果。
2、聚羧酸減水劑復配應用中的問題
(1)聚羧酸減水劑與傳統減水劑的復合使用問題
傳統減水劑如萘系、脂肪族系、氨基磺酸鹽高效減水劑,可以按照任何比例復合使用,往往可以獲得良好的疊加效應。從溶液互溶性來看,聚羧酸減水劑可以與木質素磺酸鹽、脂肪族減水劑互溶,卻不能與萘系、氨基磺酸鹽系減水劑復配使用。實際上聚羧酸減水劑與木質素磺酸鹽的復合使用效果較好,聚羧酸與萘系、氨基磺酸鹽減水劑復合使用都可能出現混凝土流動性差、用水量增加、坍落度損失嚴重,甚至難以卸料等現象,最終影響混凝土強度及耐久性。
(2)聚羧酸減水劑與其他外加劑組分的復合使用
目前對聚羧酸減水劑的改性主要通過分子設計合成生產出分別具有不同緩凝/促凝效果、不引氣或不同引氣性、不同粘度的聚羧酸減水劑系列產品。但在實際混凝土生產中,水泥、摻合料、骨料的多樣性和不穩定性,加劇了聚羧酸減水劑的應用難度,需要通過復配來改善其適應性,但傳統減水劑的復配技術并不一定適合聚羧酸減水劑的復配。如對萘系減水劑復配的緩凝成分中,檸檬酸鈉就不適合聚羧酸減水劑,不僅起不到緩凝作用,反而有可能促凝,且檸檬酸鈉溶液和聚羧酸減水劑的互溶性也很差。再者,許多品種的消泡劑、引氣劑和增稠劑也不適合于聚羧酸系減水劑。
3、如何提高摻加聚羧酸減水劑混凝土的穩健性?
(1)嚴格控制用水量
采用聚羧酸減水劑生產混凝土時,常會遇到拌合物對用水量十分敏感,尤其是膠凝材料與聚羧酸減水劑相容性較好,砂石含泥量低,生產中低強度等級混凝土時表現更為突出,有時用水量只增加3~5 kg/m3,就會出現嚴重泌水。在實際應用中可以考慮將聚羧酸減水劑固含量減低到10%左右,降低用水量對摻量的敏感性,便于生產控制。同時,也要加強對砂石含水率的控制及檢測,嚴格控制用水量。
(2)施工過程中,要根據具體情況靈活施工
聚羧酸減水劑分散效果好,混凝土流動性大,拌合物黏度相對較低。在施工振搗時,應注意混凝土拌合物的振搗半徑和振搗時間,振搗半徑過小或振搗時間過長,易造成混凝土離析、分層。
當遇到混凝土工作性不能滿足施工要求,需采用二次添加減水劑調整工作性時,應充分考慮聚羧酸減水劑的特性,注意摻量對混凝土拌合物性能的影響,防止混凝土離析、泌水,二次添加減水劑應進行嚴格試驗,充分驗證其可行性后方可進行。
(3)混凝土澆筑后加強養護,防止開裂
雖然聚羧酸減水劑對混凝土干縮性能影響較小,但也要加強養護。混凝土澆筑振搗密實后的表面二次抹壓、薄膜覆蓋或噴霧保濕等,對防止混凝土塑性收縮裂縫、干縮裂縫及保證混凝土強度的正常增長非常有效。
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