聚羧酸减水剂对自密实混凝土性能影响

合集下载

减水剂在自密实混凝土施工中的应用

减水剂在自密实混凝土施工中的应用自密实混凝土(SCC，Self-compacling concrete)是一种具有优异施工性能的混凝土，它保持了拌合物的高匀质性和高黏聚性。

自密实混凝土是我国未来混凝土技术发展的一个趋势。

聚羧酸系高性能减水剂是最新一代混凝土减水剂，它为配制优质的自密实混凝土和解决自密实混凝土在复杂结构中的施工问题，提供了一个良好的技术途径。

一、工程概况由北京银泰置业有限公司投资建设，北京城建集团总承包部承建的北京银泰中心工程地处北京CBD商圈核心地带，投资总额为35亿元。

该工程分A、B、C三座塔楼，施工现场地处国贸大厦南侧繁华地带，因此混凝土施工技术难度、生产供应组织难度、施工浇注难度均极大。

该工程A区钢结构箱型柱设计采用自密实混凝土浇注，后来，根据自密实混凝土在箱型柱中的优良施工效果，其A塔楼中筒墙和B、C区的东西塔楼转换梁相继也变更为自密实混凝土浇注。

为此，负责该工程混凝土供应的北京城建道桥银龙混凝土分公司技术人员经过精心准备，设计配制出科学合理的混凝土配合比，制定了翔实、周密的混凝土生产组织及质量保障方案，密切配合施工单位，圆满地完成了C50、C60自密实混凝土的生产供应和质量保障工作。

二、自密实混凝土主要技术指标要求该工程对自密实混凝土提出的主要技术指标要求如下：1．坍落度为≥260mm，经时损失≤20mm/h；2．坍落扩展度为I>600mm；3．填充性为U型连通器试验，高差△h≤5mm：4.抗离析性能良好。

三、原材料选用1．外加剂：自密实混凝土的性能特点不同于普通混凝土，其自密实的特性决定了必须选用优质的外加剂。

初选某公司生产的自密实混凝土用聚羧酸系SK-V减水剂、某厂生产的NF-2-6高效萘系减水剂、某公司生产的JF-7萘系超塑化剂共三种外加剂。

经外加剂基本性能试验，上述外加剂均符合高效减水剂相关技术指标要求，在推荐掺量下减水率分别为：SK-V 达到34％，NF-2-6达到32％，JF-7达到25％。

聚羧酸减水剂使用说明

聚羧酸减水剂使用说明聚羧酸减水剂用途:本品适用于高强度混凝土、高性能混凝土、水下灌注混凝土、自密实混凝土、流态混凝土、大掺合料混凝土和各种灌浆料自流平砂浆材料。

本品用于混凝土中，可改善工作性能、降低水化放热速度、避免温度应力裂缝产生、提高断裂韧性和耐久性等。

本品与8H相比，采用了不同分子量的原材料，提高了减水率，保坍性能增强。

聚羧酸减水剂特性:1、早强高强：本品能提高混凝土的早期强度及其它各龄期强度；2、适应性优良：水泥、掺合料相容性好，温度适应性好，与不同品种水泥和掺合料具有较好的相容性；3、低坍落度损失：符合泵送剂标准，坍落度损失明显减少；4、高耐久性：本品能有效降低混凝土水胶比，提高耐久性能，降低收缩和徐变；5、高减水率：当坍落度为80mm左右时，减水率可为25%以上；当坍落度为200mm 左右时减水率可为30%以上；6、绿色环保产品：本品生产过程中不产生对自然环境的污染，符合ISO14000环境保护管理国际标准。

聚羧酸减水剂产品标准:本品的出厂标准如下：聚羧酸减水剂推荐掺量:在混凝土中的推荐掺量如下（胶凝材料用量的质量％）：FOX-5H： 0.4～0.6聚羧酸减水剂使用方法:1、根据混凝土设计要求，经试验调整用水量和砂率，确定使坍落度、强度、凝结情况都满足要求的减水剂的掺量。

2、本品适用于高性能混凝土、高强度混凝土、大流动混凝土。

用于C50以上混凝土时还应按照有关技术规范选好原材料，确定适当的搅拌工艺，并取得一定数量的试验数据。

使生产的混凝土流动性能满足施工要求，混凝土强度应具有一定的富裕系数。

3、本品可与拌和用水同时掺入混凝土中，滞后于水掺入混凝土效果更佳。

聚羧酸减水剂安全事项:1、本品为酸性液体，无毒，使用中对环境无污染，但不可食用，当接触到人的身体和眼睛时，应尽快用清水冲洗，对部分人体造成过敏现象时应及时就医治疗。

2、本品应存储于有盖塑料容器中，避免雨淋漏水及杂物混入或水分蒸发干枯。

木质素磺酸钠接枝聚羧酸减水剂对混凝土性能的影响

木质素磺酸钠能够提高混凝土拌合物和易性，提高混凝土耐久性和力学性能[1]，但因其减水率低、引气性高，在混凝土中应用时往往需要大掺量，这样会导致混凝土含气量增大，强度下降，因此应用受限[2]。

而聚羧酸作为一类减水剂，减水率高，能在较低掺量下改善混凝土拌合物和易性，提高混凝土力学性能和耐久性[3-4]，因此应用广泛，但是其保坍效果较差[5]，敏感性较高。

因此，提高聚羧酸保坍性能，降低其敏感性是改善其性能的重要方向。

已有研究表明，采用木质素接枝聚羧酸能优化聚羧酸系减水剂的性能[6-7]，降低其敏感性，改善混凝土拌合物和易性，但对木质素磺酸盐接枝聚羧酸减水剂在高含粉量和高含泥量用砂制备的混凝土中的应用研究较少。

因此，本文在已有研究的基础上，以木质素磺酸钠、丙烯基聚醚和丙烯酸为原料，常温合成木质素磺酸钠接枝聚羧酸系高性能减水剂（M-PCE），研究了其对高石粉含量和高含泥量用砂条件下制备的混凝土性能的影响，为工程应用提供借鉴。

1、试验部分1.1 原材料水泥：山东某水泥厂P·O 42.5水泥。

砂：包括河砂和机制砂，均为中砂，细度模数2.4，机制砂含粉量10%，河砂含泥量5%；石子：碎石，粒径5~25mm。

粉煤灰：山东黄台火电厂II级FA。

矿粉：鲁新S95级。

外加剂：聚羧酸系高性能减水剂（PCE），减水率25%，市售；M-PCE，减水率25%，自制；PCE-CK，减水率25%，自制，与M-PCE的合成工艺一致，但未进行木质素磺酸钠（MN）接枝的减水剂。

水泥、粉煤灰、矿粉的化学组成见表1。

表1 胶凝材料化学成分%1.2 木质素磺酸钠接枝聚羧酸系高性能减水剂的制备方法M-PCE的合成步骤如下：（1）固态大单体溶解：将甲基烯丙基聚氧乙烯基醚、去离子水倒入四口烧瓶中，然后放置在加热套内，同时插入温度计以便于实时监测反应温度，然后在四口烧瓶内插入搅动棒搅拌至大单体全部溶解；（2）分别制作A瓶滴加液和B瓶滴加液并使液体均匀，A瓶为丙烯酸（AA）和纯净水，B瓶为VC、巯基乙酸（TGA）、MN和纯净水；（3）以双氧水为引发剂，10min后，缓慢滴加A液和B液，A液滴加2h，B液滴加2.5h，反应温度25~35℃；（4）滴加完毕后，保温反应1h；（5）NaOH溶液调节pH值至6~7，即得到M-PCE。

聚羧酸减水剂对自密实混凝土性能影响

关键词：板式无砟轨道；聚羧酸减水剂；自密实混凝土
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌａｔｅｔｙｐｅｂａｌｌａｓｔｌｅｓｓｒｔａｃｋ；ｐｏｌｙｅａｒｂｏｘｙｌａｔｅｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ；ｓｅｆｌ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅ中图分类号：ＴＵ５２８文献标识码：Ａ文章编号：１００６－－４３１１（２０１５）２０ — ００９７ — ０３０引言
ＶａｌｕｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
・９７・
聚羧酸减水剂对自密实混凝土性能影响
ＩｍｐａｃｔｏｆＰｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅＳｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｏｎｔｈｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＳｅｌｆ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇＣｏｎｃｒｅｔｅ
ＣＲＴＳ１１１型板式无砟轨道【ｌ１，是在学习、消化、吸收日本和德国板式无砟轨道先进技术和对多条不同形式无砟轨道运营验证的基础上，通过再创新研发出的板式无ＴＳ Ⅲ型板式无砟轨道，通过在城灌、武汉城市圈、西宝等多条客专铁路铺设试验及不断改进，已基本形成具有自主知识产权的双向预应力、单元板式、凹槽限位、便于更换维修的无砟轨道复合板式新型结构体系。其突出特点是采用自密实混凝土【２】（工程界亦称自流平混凝土或免振捣混凝土）替代了原有的ＣＡ砂浆填充层，采用底座凹槽替代原有的侧向挡块实现轨道板的限位、并取消了纵联形成采用单元板式结构。自密实混凝土填充层是ＣＲＴＳｌｌＩ型板式无砟轨道的核心技术之一。自密实混凝土是建筑工程界的成熟技术，但引入高速铁路无砟轨道结构中尚属首次，充分利用自密实混凝土的流动性可实现轨道板的“ 先铺后灌 ” 施工工艺，即现将轨道板按设计位置铺设在底座上，完成精调作业，安装模板，再行灌注混凝土。通过轨道板自身的门形钢筋实现与自密实混凝土的永久性连接，形成复合板式结构ｉ替代沥青水泥砂浆，从而提高轨道结构的耐久性。自密实混凝土工作性和稳定性，是实现ＣＲＴＳＩＩ１型无砟轨道灌注施工的关键，减水剂［３１对自密实混凝土性能有着直接的影响，掌握减水剂对自密实混凝土性能的影Ⅱ 向规律，对于ＣＲＴＳ１１Ｉ型无砟轨道灌注施工具有重要意义。１自密实混凝土的组成自密实混凝土主要由水泥、骨料（级配碎石、砂）、矿物掺和料（粉煤灰、矿渣粉）、拌和用水、外加剂、黏度改性材料等组成。各种原财源的检验标准，在（ＣＲＴＳ１Ｉ型板式无砟轨道自密实混凝土技术条件》中有明确的规定，本文不

探究聚羧酸类减水剂在混凝土中的应用

探究聚羧酸类减水剂在混凝土中的应用摘要：改革开放以来，国家在经济建设方面取得举世瞩目的成绩。

各种各样的建筑都离不开聚羧酸类减水剂，它是一种新型的混凝土外加剂，掺入到混凝土中能够降低混凝土早期绝热升温、改善混凝土和易性，特别是提高混凝土的抗裂性有很好的效果，在同类型的产品中，聚羧酸类减水剂是目前为止最有发展潜力的一种。

关键词：聚羧酸类减水剂混凝土性能试验研究聚羧酸类减水剂应用的范围越来越广，混凝土性能的高低已经完全取决于是否加入适量的聚羧酸类减水剂，在建的高楼大厦、桥梁等建筑对混凝土的要求颇高，在这些领域商品搅拌站的效益主要取决于聚羧酸类减水剂在混凝土的使用。

随着对聚羧酸类减水剂的不断认识，国内越来越多的专业机构和部门都投入到研究找出一种更高效的减水剂，但是目前都只还是停留在理论阶段，对于真正俯下身来精心研究的是少之更少，因此在对减水剂使用上经常出现问题。

本文主要运用研究了聚羧酸类减水剂水泥水化的影响，为下一步聚羧酸类减水剂在混凝土的使用做了铺垫。

一、原材料的选择1.拌合水；选取各项都达到指标的饮用水2.减水剂：福建省新邑建材科技有限公司生产，浓度为20%，Nfd-973聚羧酸类减水剂，又名叫甲基丙烯酸体系3.水泥：华新32，5级P。

S和P。

O，42。

5级P。

O；凌云32。

5级P。

S，42。

5级P。

O。

4.碎石：采用阆苑岩石场连续级配为4。

75～25。

0mm碎石（采用4。

75～16mm占30%、16～25。

0mm占70%掺配），各项指标均符合要求；5.外加剂：采用厦门宏发先科化工生产的HPCA-600高效减水剂。

二、聚羧酸减水剂特性简介聚羧酸系高效减水剂（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羧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。

第一、聚羧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；第二、聚羧酸减水剂分子链存在空间位阻效应；第三、聚羧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，其吸附能力远大于萘系减水剂的柔性链横卧吸附；第四、聚羧酸减水剂对水泥的后期强度有较大增强；第五、聚羧酸减水剂中羧基（-COOH）、羟基（-OH）、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。

聚羧酸分子结构对混凝土性能的影响(重要)

Ab s tra ct: This stidy designs and synthesizes two common kinds of polycarboxylate superplasticizer by Active-Controllable-Free-Radical-Polymerization-Reaction （ACFRPR），basing on molecular structure design theory and synthetic reaction mechanism.We explore the impact of polycarboxylate superplasticizer's molecular structure on the performance of concrete. Ke y w o rd s : polycarboxylate superplasticizer；molecular structure；concrete
120~130
2~3
75~80
2~3
2
-
-
85~90
1~2
1
表 3 20 ℃时两类聚羧酸减水剂匀质性试验结果
类型性状 pH 值含固量 /% 密度（/ g/cm3）减水率 /%
PC-1 浅褐色 6.5
40.0
1.10
30
PC-2 淡黄色 6.5
40.0
1.08
24
3.2 分子结构分析
将合成得到的酯类聚羧酸减水剂（PC-1）和醚类聚羧酸减
单体活性选择及反应温度是聚羧酸减水剂合成反应关键控制参数。由于单体的活性不同，活性差距会导致活性大的单体迅速发生自聚合，从而使活性低的单体未反应或反应不充分。因此聚羧酸减水剂的分子结构与单体投料比组成往往不同。考

聚羧酸减水剂掺量对混凝土性能影响研究

减水剂性 JTG E30-2005》要求进行试验。然后通过理论计算、试
能指标见表 3。
件配制和调整分析，最终确定混凝土基准配合比设计
(6)拌合水：采用实验室洁净自来水。
如表 4 所示。
表 3 聚羧酸减水剂性能指标
(2)细集料：试验采用由山石破碎后所得机制砂，石粉 1.2 配合比设计
含量为 2.4%，细度模数为 2.8。
(1)试验方法
(3)粗集料：试验采用石灰岩碎石，骨料粒径为 5~ 10mm、10~20mm，连续级配，表观密度为 2700kg/m3，针片
关键词混凝土聚羧酸减水剂工作性能干燥收缩性能
0 引言
近年来，随着水泥混凝土的高速发展，建筑工程中对混凝土的品质和性能要求随之提高，普通混凝土逐渐无法满足建筑设计要求 [1-2]。聚羧酸减水剂因具有减水率高、适应性强、增强效果好等优点，逐渐成为混凝土新型高性能外加剂中极具代表之一[3-4]。聚羧酸减水剂不仅起到低掺量高减水效果，更能提高混凝土的保坍性能，因此深入研究聚羧酸减水剂对高性能混凝土的发展具有重要意义。
密度 /t·m-3
含固量 /%
含气量 /%
减水率%
硫酸钠含量/% 氯离子含量
PH 值
1.065
28
1.6
27
0.4
0.2
6.2
聚羧酸减水剂掺量 /% 0 0.5 1 1.5
水灰比 /%
0.4
砂率 /%
32
表 4 混凝土基准配合比设计表
矿物掺合料 kg/m3

聚羧酸系减水剂引气方式对混凝土性能的影响

ａｐｒｐｒａｉｉｎｒｉｎｇａｅｓｆｒｐｙａｒｏｘ１ｔ — ｙｔｒｒｄｅｓｐｏｉｔｖｅａｒｅｔａｎｉｇｎｔｏｏ１ｃｂｙａｅｔｐｅｗａｅｅｕｃｒ．Ｋｅｒ：ｐｙａｂＯｌｔ — ｙｔｒｒｄｅ；ａｒｅｔａｎｉｎｎｅｙｗｏｄｓｏｌｃｒｘｙａｅｔｐｅｗａｅｅｕｃｒｉｎｒｉｎｇｍａｒ；ｐｒｐｅｔｆａｒｖｉｏｒｙｏｉｏｄｓ
近年来，高效减水剂的应用对高性能混凝土、自
密实混凝土等新型混凝土的生产和应用产生了重要
式对掺入聚羧酸系减水剂的混凝土含气量稳定性、硬化混凝土气泡间距系数及平均气泡径、压强度、抗渗透性和抗冻性能的影响．
聚羧酸系减水剂引气方式对混凝土性能的影响
刘加平，尚燕，缪昌文，冉千平
（江苏省建筑科学研究院有限公司博特新材料有限公司，江苏南京２００）１０８
摘要：讨了部分消泡、部消泡、消后引这３种引气方式对混凝土含气量稳定性、泡间距系探局先气
登项目（Ｂ０８２３ＳＫ２０２２）
第一作者：加平（９７）男，苏海安人，苏省建筑科学研究院有限公司研究员级高级工程师，士．ｉｌ＠ｃｊｋｃ刘１６一，江江博Ｅｍａｌｉ：ｐｎｓ．ｎｊ

聚羧酸酸碱度对混凝土的影响

聚羧酸酸碱度对混凝土的影响聚羧酸是一种常用的高性能减水剂，广泛应用于混凝土工程中。

聚羧酸的酸碱度对混凝土的性能具有重要影响。

本文将从酸碱度的角度探讨聚羧酸对混凝土的影响。

聚羧酸的酸碱度会影响其分散性能。

聚羧酸是通过酸碱中和反应合成的，酸碱度的不同会导致聚羧酸分子结构的差异。

在不同酸碱度下，聚羧酸分子中的羧基含量、羧基的空间排布以及分子链的长度都会发生变化。

这些变化将直接影响聚羧酸与水泥颗粒之间的相互作用，从而影响混凝土的分散性能。

一般来说，酸性聚羧酸具有较好的分散性能，能够有效地降低混凝土的黏度，提高流动性。

而碱性聚羧酸则具有较弱的分散性能，容易导致混凝土的凝结，降低流动性。

聚羧酸的酸碱度还会影响混凝土的凝结和硬化过程。

在混凝土中，聚羧酸分子与水泥颗粒之间存在着吸附作用。

酸性聚羧酸的羧基在水泥颗粒表面形成了较强的吸附层，能够有效地抑制水泥颗粒间的胶凝反应，延缓混凝土的凝结过程。

而碱性聚羧酸的吸附层较弱，无法有效地抑制胶凝反应，导致混凝土的凝结加快。

因此，在混凝土的施工中，根据需要控制聚羧酸的酸碱度，可以有效地调节混凝土的凝结时间和硬化速度。

聚羧酸的酸碱度还会影响混凝土的强度和耐久性。

在混凝土中，聚羧酸的添加可以改善混凝土的力学性能和耐久性。

但是，不同酸碱度的聚羧酸对混凝土的影响是不同的。

一般来说，酸性聚羧酸在混凝土中的分散效果较好，能够使混凝土中的水泥颗粒更加均匀地分散，提高混凝土的强度和耐久性。

而碱性聚羧酸的分散效果较差，可能导致混凝土中的水泥颗粒聚集，降低混凝土的强度和耐久性。

聚羧酸的酸碱度对混凝土的影响是多方面的。

酸碱度的不同会影响聚羧酸的分散性能、混凝土的凝结和硬化过程，以及混凝土的强度和耐久性。

因此，在混凝土工程中，根据需要选择合适酸碱度的聚羧酸，对于优化混凝土的性能具有重要意义。

同时，也需要注意聚羧酸的使用量和掺入时间，以充分发挥其优良性能，提高混凝土的施工质量和工程效益。

聚羧酸减水剂对不同水泥的净浆流动性和混凝土性能影响的试验研究

162.50
137.50
131.25
外加剂/kg·m-3
掺量用量
0.8
3.2
1.0
4.0
1.5
6.0
0.8
3.2
1.5
6.0
2.0
8.0
பைடு நூலகம்
0.8
3.2
1.0
4.0
1.5
6.0
2.0
8.0
坍落度/mm
T0 T30 min T60 min
195
150
80
200
170
110
2.0
1.0
75
175
115
75
1 前言
作为新一代高性能减水剂的聚羧酸系减水剂由于具有梳形分子结构，与水泥适应性好、掺量小、减水率高、配制出的混凝土具有保坍性好、和易性好等特点，并克服了萘系减水剂在生产中带有甲醛等缺点，特别适用于生产高性能混凝土。但从目前市场上销售的聚羧酸系减水剂的品种及占有率上看，聚羧酸系减水剂的应用推广仍处于起步阶段。从国内公开发表的相关学术论文和研究文献，以及公开的中国专利文献来看，国内对聚羧酸系减水剂产品的研发大多处于实验研制阶段，真正形成产品的厂家还很少，远不能满足高性能混凝土发展的需要。因此研究聚羧酸系减水剂将更多地从混凝土的强度、施工性、耐久性及价格等多方面综合考虑。
3 混凝土性能试验
图 2 水泥 X1 净浆流动度试验直观示意
图 3 水泥 X2 净浆流动度试验直观示意（注：图 1~3 中各掺量所对应的外加剂品种依次为外加剂 A、
外加剂 B、外加剂 C、外加剂 D）由图 2 可以看出，对普通硅酸盐水泥而言，当减水剂掺量为 0.5%时，水泥净浆流动性较矿渣水泥好，但依然存在

聚羧酸高效减水剂对混凝土性能的影响

聚羧酸高效减水剂对混凝土性能的影响随着世界经济的迅速发展，建筑行业对混凝土的要求也越来越高。

普通混凝土在某些方面已不能满足要求。

这就要求对混凝土作出更加有效地改善。

自20世纪初，外加剂的正式使用，不仅对建筑业有了很大的贡献，在其他行业也是大有裨益。

主要的外加剂有减水剂，减缩剂，引气剂等等对改善混凝土性能有莫大的贡献。

本文主要介绍一下减水剂对混凝土的影响。

减水剂是高效混凝土里必不可少的组分。

本文主要介绍聚羧酸高效减水剂对混凝土的影响。

聚羧酸减水剂系列混凝土外加剂是目前国内外市场用量最大的混凝土外加剂。

1、聚羧酸高效减水剂的性能聚羧酸高效减水剂中氯离子含量和碱含量都很低，表面张力也仅为37.8mN/m，可大幅度降低混凝土空隙溶液中毛细管的表面张力，降低混凝土的干燥收缩，对混凝土耐久性有很大的改善。

经过大量试验研究，党委佳绩掺量为水泥用量的0.15%时，就具有20%以上的减水率，其减水率超过目前市场上一般萘系高效减水剂的水平。

掺量大于水泥用量的0.30%时，减水率可以达到30%，当外加剂掺量增加，用水量降低，减水率增加而减水率增加幅度不是很大，但塌落度保持能力更趋稳定，新拌混凝土无论塌落度或扩展度1h都是增加的，但当掺量太高时，混凝土会有一定的泌水。

当掺量大于水泥用量0.15%时，无论是塌落度或扩展度都不损失。

2、聚羧酸对混凝土强敌的影响聚羧酸有很好的增强效果。

混凝土掺加聚羧酸后、混凝土的抗压强度明显提高，尤其是混凝土的早期抗压强度。

在产量为水泥用量的0.15%时，混凝土3d的抗压强度可增至190%，其他掺量情况下，抗压强度增加幅度也达到了200%以上。

同时，不同龄期的混凝土抗压强度的增加幅度也是非常明显的。

根据响应的试验结果显示，混凝土3d的抗压强度提高80%-150%，7d抗压强度提高50%-150%，28d的抗压强度提高50%-100%，90d抗压强度也可提高50%以上。

可见，掺聚羧酸的混凝土的抗压强度不仅具有相当高的早期强度，而且后期强度亦有大幅度提高，且不断稳定增长。

聚羧酸减水剂的优缺点

聚羧酸减水剂的优缺点聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂，是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂。

广泛应用于公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程。

化学上可以分为两类，以主链为甲基丙烯酸，侧链为羧酸基团和MPEG，聚酯型结构。

1、聚羧酸减水剂的性能优点同萘系、脂肪族、磺化三聚氰胺等减水剂相比，聚羧酸系减水剂的优点主要有以下几点：(1)保坍性好，90min内坍落度基本不损失或损失较小;(2)在相同流动性情况下，对水泥凝结时间影响较小，可很好地解决减水、引气、缓凝、泌水等问题;(3)聚羧酸盐高性能减水剂可以通过调节分子结构，制备具有特殊性能和用途的超减水剂，如：低温高早期强度型、零坍落度损失型、抗收缩型等。

(4)使用聚羧酸类减水剂，可用更多的矿渣或粉煤灰取代水泥，从而使成本降低;(5)合成高分子主链的原料来源较广，单体通常有：丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯等;(6)分子结构上自由度大，外加剂制造技术上可控制的参数多，高性能化的潜力大;(7)聚合途径多样化，如共聚、接枝、嵌段等。

合成工艺比较简单，由于不使用甲醛、萘等有害物质，不会对环境造成污染。

2、聚羧酸减水剂的性能缺点聚羧酸系减水剂在使用过程中还是存在一定缺点，主要有以下几点：(1)聚羧酸减水剂的性能缺点——产品性能的稳定性较差。

在一定程度上，这一缺陷是由于我国的水泥品种太多、掺合料复杂、聚羧酸制备工艺不成熟造成的。

(2)聚羧酸减水剂的性能缺点——在复配过程中，对引气剂、消泡剂的选择性较强。

通过试配实验及使用经验可以发现，不同厂家、不同品牌的聚羧酸盐减水剂必须通过大量的实验来选择合适的引气剂和消泡剂。

这一现象主要是由于聚羧酸盐减水剂的合成中，对聚合活性单体的选择性很大，不同的生产厂家可能聚合时使用的单体类型及合成工艺不尽相同，从而使得最终合成的聚羧酸减水剂在分子量、分子量分布以及链结构等方面都会存在着较大的差异，所以其本身的引气性就会有很大的不同。

减水剂类型对混凝土性能的影响

凝土的抗碳化性能大小。颜色距离混凝土边界越近，碳化深度越小，表明扛碳化性能越好。从图 B 中可以看出，三种减水剂的 3d 和 28d 碳化深度均是减水剂 B 最深，减水剂 A 次之，减水剂 C 最浅，聚羧酸减水剂属于阴离子活性剂，有降低液气界面张力的能力，因此具有引气作用，其掺入混凝土拌合物中，可使拌合物中形成许多微小气泡，在成型震实的过程中，很多气泡融合变成大气泡，在表面张力作用下迁移聚集在混凝土表面，造成混凝土表面具有较多蜂窝麻面缺陷，同时未融合的留在了混凝土内部，混凝土表面具有较多蜂窝麻面缺陷造成在碳化过程中，二氧化碳气体极易进入孔隙缺陷中，与水形成碳酸，与碱性氧化物反应生产碳酸盐，导致混凝土被碳化。相反地，萘系减水剂因为其自身的引气作用相对较弱，所以掺萘系减水剂混凝土表面相对出现较少的表面缺陷，二氧化碳相对难以进入到混凝土内部，因此表现出碳化深度最低，表现出更好的抗碳化性能。
2018年第07期
24
1 试验原材料及混凝土配合比水泥：42.5 普通硅酸盐水泥；粉煤：II 级粉煤灰；矿粉：类聚羧酸减水剂 B 和萘系减水剂 C。
水泥用量为 210 kg/m3，粉煤灰掺量为 50kg/m3，矿渣微粉为 60 kg/m3，外加剂掺量为 2kg/m3，其余为砂石骨料。 2 试验结果及分析
减水剂类型图A
减水剂类型图B
3 结语聚羧酸减水剂塌落度要高于萘系减水剂，酯类聚羧酸减水
剂的压落度要优于醚类聚羧酸减水剂的塌落度，但是醚类聚羧酸减水剂的塌落度保持能力要优于酯类聚羧酸减水剂；萘系减水剂的扛碳化性能要优于醚类聚羧酸减水剂和酯类聚羧酸减水剂。
参考文献： [1] 张秀芝.高效减水剂的应用与发展[J].济南大学学报(自然科学版),2004(6). [2] 孟鸿宾,唱志勇.水剂对混凝土经时损失的影响[J].四川水泥,2016(2).

聚羧酸系高性能减水剂对混凝土强度的影响

0引言聚羧酸系高性能减水剂作为外加剂的最前沿科技，具有掺量少、减水率高、保坍性强、相容性强等优点。

大规模的施工中广泛使用聚羧酸减水剂已成为发展趋势。

1混凝土的工作性与强度工作性、强度和耐久性是混凝土的重要性能指标。

现代大型工程根据不同施工要求和工作环境，对混凝土的要求有所侧重，而强度、工作性和耐久性三者相辅相成，又不可避免地存在矛盾性。

良好的工作性可以保证施工进度，提高施工质量，同时也是混凝土强度和耐久性的保障。

高强度的要求混凝土拌合单位用水量减少，而这样将导致混凝土工作性不佳。

[1]高耐久性则要求较低的水灰比，但水灰比过低则会导致水泥水化不充分，混凝土成型后有可能因孔隙率较高而影响强度。

因而，在施工中，控制一项或两项指标时，必须兼顾其他指标在合理范围内。

本文拟通过多组混凝土实验，测定添加不同减水剂及不同用量的情况下，各组混凝土的坍落度和强度。

对比并研究三种减水剂不同掺量下对混凝土初始坍落度、30min 和60min 的坍落度影响，同时制作强度试块，测定28天的强度，研究减水剂对混凝土强度影响。

2试验仪器、材料和工序2.1试验仪器试验用到的仪器主要有强制式混凝土搅拌机、坍落度筒，压力试验机和150×150×150钢制试模。

2.2试验配合比设计混凝土配合比为水泥∶水∶砂子∶石子=343:185:624:1328。

2.3试验材料试验用水泥标号为42.5，比表面积340，细度1.8%。

初凝时间69min ，终凝时间185min 。

试验用碎石为表观密度290kg/m 3孔隙率38%，针片状含量1.3%，压碎值为5.3%。

试验用砂为细度模数2.8，含泥量1.3%，吸水率0.5%。

外加剂采用两种聚羧酸系高性能减水剂与一种普通减水剂，依据《GB8076-2008混凝土外加剂》[2]检测出各项性能，结果见表1。

2.4试验工序先加入水泥、砂和水进行预搅拌，然后按配合比计算添加材料。

材料添加顺序为水泥，砂子，石子，水。

聚羧酸减水剂对混凝土强度增长的影响

聚羧酸减水剂对混凝土强度增长的影响
聚羧酸减水剂是目前混凝土行业中广泛使用的一种助剂，其作用是通
过调节混凝土的水灰比，优化混凝土的物理性能，提高混凝土的强度
和耐久性。

那么，聚羧酸减水剂对混凝土强度增长的影响究竟如何呢？
首先，聚羧酸减水剂在混凝土中的应用可以有效地降低混凝土的水灰比，从而降低混凝土的含水量，减少混凝土的收缩和裂缝，提高混凝
土的稳定性和耐久性。

同时，聚羧酸减水剂可以改善混凝土的流动性
和均匀性，使混凝土中的水泥和骨料能够更好地混合和分散，从而使
混凝土的强度和密实性得到提高。

其次，聚羧酸减水剂还可以调节混凝土表面电荷，增强混凝土颗粒间
的静电斥力，防止颗粒结合过于紧密，导致混凝土流动性能下降。

同时，聚羧酸减水剂还可以形成一层薄膜覆盖在混凝土颗粒表面，保护
混凝土颗粒，防止其受到外界环境的侵蚀，从而提高混凝土的耐久性
和抗渗性。

最后，聚羧酸减水剂还可以促进混凝土的早期强度发展，在混凝土早
期（24小时内）的强度增长中发挥了重要作用。

聚羧酸减水剂可以在混凝土早期提高水泥的分散性和细粉的使用效率，从而使混凝土的早
期强度得到充分发挥。

同时，聚羧酸减水剂还可以防止混凝土的过早
硬化，保证混凝土的长期强度发展。

综上所述，聚羧酸减水剂对混凝土强度增长的影响是显著的。

聚羧酸减水剂可以降低混凝土的水灰比，改善混凝土的物理性能，提高混凝土的强度和稳定性。

同时，聚羧酸减水剂还可以促进混凝土的早期强度发展，在混凝土的长期强度发展中起到关键作用。

因此，在混凝土工程中合理地应用聚羧酸减水剂是非常重要的。

聚羧酸系减水剂在混凝土中应用存在的典型问题及其解决措施

聚羧酸系减水剂在混凝土中应用存在的典型问题及其解决措施摘要：总结了聚羧酸系减水剂（PCE）在混凝土工程中应用存在的典型技术问题，包括：砂石料含泥量过高引起的PCE分散性大幅下降；混凝土配合比设计不合理导致掺PCE混凝土离析泌水和粘度过高；以及掺PCE的新拌混凝土工作性差、坍落度保持性不理想，硬化后早期强度发展较慢等。

针对这些技术问题进行了详细的机理分析，并从PCE 的制备、复配和其他方面提出了有效的解决措施。

在我国基础设施建设大浪潮的背景下，聚羧酸系减水剂（简称PCE）作为第三代减水剂，凭借其较低的掺量、优异的分散性能、功能可设计性强及制备过程绿色环保等一系列优点已成为我国工程建设领域应用最广的减水剂。

同样，也正是PCE应用领域的不断拓宽、实际工程对混凝土性能要求的不断提高以及混凝土原材料的复杂多变，使得PCE在推广应用过程中遇到了许多亟待解决的技术难题。

对这些技术难题的深入分析和有效解决，不仅有助于PCE的进一步发展，更能提高混凝土品质的稳定性和耐久性，保证建筑物或构筑物的安全使用，因此意义十分重大。

1、混凝土原材料品质差的问题混凝土外加剂的推广应用为混凝土性能提升及混凝土技术进步起到了直接的推动作用，也正是因为混凝土外加剂能够很好地解决混凝土性能需求方面的问题，使得混凝土工程人士越来越依赖混凝土外加剂，甚至一味地认为混凝土外加剂是解决一切混凝土性能问题的“万金油”。

当混凝土工程出现任何问题时，人们首先向外加剂厂商提出要求，而外加剂厂商因受产业链所处地位的限制和自身职业习惯，也习惯性地认为通过调整外加剂配方和使用方式几乎能够解决所有问题，但往往只取得事倍功半的效果。

事实上，多数的外加剂应用效果波动是与混凝土原材料物性波动直接相关的。

笔者认为，保证混凝土各原材料的稳定供应是保证混凝土质量的关键。

水泥与各类辅助胶凝材料性能对减水剂作用效果的影响在之前的许多文献中都有所报道。

近年来，随着优质砂石资源的日益枯竭，机制砂和含泥量大的砂石骨料被大量应用于混凝土工程中，这些原材料的使用给PCE的安全高效应用提出了巨大挑战，下面将针对此类问题进行分析并提出解决措施。

减水剂对混凝土性能影响

减水剂对混凝土性能影响减水剂对混凝土性能影响的研究1 引言混凝土外加剂是在混凝土、水泥净桨或砂浆拌合时、拌合前或额外拌合中掺入，用以改善混凝土性能的化学物质。

非特殊情况，加入量一般不超过水泥质量的5％。

目前，针对混凝土工程的各种特殊要求，已经研制出了许多种能满足各式各样要求的外加剂，将它们以适当方式加到混凝土中就可以达到一些预期的效果。

根据这些外加剂的作用，可分为减水剂、速凝剂、缓凝剂、引气利、防水剂、粘结剂、膨胀剂、阻锈剂、消泡剂、脱模剂、着色剂、防潮剂等等。

这些混凝土外加剂按其主要功能可分为四类：(1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，包括减水剂、引气剂和泵送剂等。

(2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。

(3)改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。

(4)改善混凝土其它性能的外加剂，包括粘结剂、膨胀剂、阻锈剂、消泡剂、脱模剂、着色剂、防潮剂等等。

本文先介绍几种常用的外加剂，再着重对混凝土减水剂的分类、作用机理、现状及发展加以阐述。

此外，本文还针对目前常用的几种检测混凝土初终凝时间的方法，分析了其优点和不足。

并提出了一种新的检测方法——收缩率测定法。

２混凝土外加剂2.1外加剂的分类对外加剂可按其功能和化学成分分类。

按功能分类，有改善混凝土拌和物流变性能的，有调节混凝土凝结时间和硬化性能的，有改善混凝土耐久性能的;按化学成分分类，有无机类、有机类、有机无机复合类共三类。

2．1．1 混凝土减水剂减水剂能在不影响和易性的条件下使给定混凝土的拌和用水量减少，在不影响用水量的条件下使混凝土拌和物的和易性增加。

此类减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂。

①普通减水剂:要求减水率>5%，龄期为3-7天的混凝土抗压强度提高10%，龄期为28天的混凝土抗压强度提高5%以上。

常用的普通减水剂有木质素磺酸钙减水剂。

②高效减水剂:能大幅度地减少拌和用水量或显著提高混凝土的流动度。

聚羧酸减水剂官能团和分子结构对混凝土抗裂性能的影响

（3）试验仪器：KDM 型控温电热套；四口烧瓶；冷凝管；恒压漏斗；JJ-1 增力电动搅拌器；铁架台；温度计；烧杯；天平；坍落仪；2000kN 试验压力机等。 1.3 试验方法
将甲基丙烯磺酸钠、丙烯酰胺、聚醚在烧杯中加水溶解后，倒入恒压漏斗中，向装有温度计、搅拌器的四口烧瓶中滴加丙烯酸、丙烯酸羟基乙酯的混合液和过硫酸钾溶液，加热升温、搅拌，控制反应时间 2~3h。反应完毕后，冷却出料。
2℃、相对湿度 60%±5%），记录收缩过程中水泥净浆的
从表 1 可以看出，甲基丙烯酸摩尔含量的大小对
表 1 甲基丙烯磺酸钠摩尔含量对混凝土 28d 拉压比和净浆开裂时间的影响
编号
甲基丙烯磺酸钠摩尔含量/% 28d 抗压强度/MPa 28d 抗拉强度/MPa
28d 拉压比/%
净浆开裂时间 /h
0 前言混凝土抗裂性是当今国内外混凝土领域研究的热
点[1]，也是我国建筑工程所面临的最严峻问题之一。目前，工程界和学术界常采用在混凝土中加入纤维等措施，以改善混凝土的抗裂性，提高混凝土耐久性，延长混凝土使用寿命。纤维能够显著改善混凝土的塑性裂缝 [2~3]，但对提高硬化混凝土的抗裂性仍存在许多争议。聚羧酸减水剂是目前市场上综合性能较好的一种混凝土外加剂，具有减水率高、坍落度损失小等优点，可以明显改善混凝土拌合物性能，是近年来研究的最热点问题之一 [4~7]，但关于其对混凝土抗裂性能的研究还未见文献报道。本文研究了聚羧酸减水剂对混凝土抗裂性能的影响因素，并初步探讨了聚羧酸减水剂提高混凝土抗劈裂性能的机理。 1 试验内容 1.1 合成技术路线

聚羧酸减水剂对混凝土收缩开裂性能的影响

聚羧酸减水剂对混凝土收缩开裂性能的影响摘要：研究聚羧酸减水剂掺量对混凝土收缩开裂性能的影响，进行混凝土抗裂性能试验，砂浆自收缩和干燥收缩试验。

试验结果表明，确保混凝土有一定的流动度情况下，随着聚羧酸减水剂掺量的增加，混凝土的收缩开裂减小。

关键词：聚羧酸减水剂；抗裂性能；自收缩；干燥收缩作为一种高性能减水剂，聚羧酸减水剂具有高减水率和高保坍性。

在混凝土中掺加聚羧酸减水剂能极大提高拌合物的流动性，减少拌合用水量，增强混凝土的耐久性，目前被广泛应用于生产高性能混凝土。

合理使用聚羧酸减水剂能带来很好的技术、经济效益。

然而，有关研究表明，减水剂的应用也带来一些不利影响，例如，增加了混凝土收缩开裂，而收缩裂缝会导致混凝土结构变形，造成预应力损失，从而有可能危及整个结构的安全。

合理使用减水剂，选择合适的掺量，是减水剂在工程应用中特别要注意的问题。

1 试验材料与方法1.1 试验原材料水泥：华润水泥（南宁）有限公司生产的P.O42.5；细集料：河砂，细度模数M=3.0粗集料：5-20mm连续级配石灰石碎石；聚羧酸减水剂(PCA)：固含量20%，参量为水泥用量的0.5%-1.5%1.2 混凝土抗裂性能试验方法按照《普通混凝长期性能和耐久性能试验方法》（GB/T 50082-2009）的要求，采用平板刀口约束法,试件尺寸为800mm×600mm×100mm。

本实验用24h内的最大裂缝宽度和单位面积的总开裂面积来综合评价混凝土的抗裂性能。

总开裂面积按以下公式（1）计算:c=ab (mm2/m2) (1)式中，——裂缝平均开裂面积，;b=N/a——单位面积的开裂裂缝数目，根/ mm2；wi——第i根裂缝的最大宽度，mm；li——第i根裂缝的最大长度，mm；N——总裂缝根数，根；A=0.48m2——平板面积1.3 砂浆收缩试验方法采用40mm×40mm×l60mm三联试模成型试样。

自收缩试样脱模后测定初始长度l0后置于温度为(20±2)℃,湿度大于90%RH的标准恒温恒湿养护箱内养护。

浅析聚羧酸减水剂在混凝土配合比设计中的应用

浅析聚羧酸减水剂在混凝土配合比设计中的应用前言本文结合不同工程混凝土配合比设计中聚羧酸减水剂的应用实例，探讨聚羧酸减水剂在混凝土应用中的控制点。

1、聚羧酸减水剂的主要作用机理作为最新一代环保型高性能混凝土外加剂，聚羧酸减水剂工程应用日益增加广泛。

从预制混凝土构件到现浇混凝土，从自密实混凝土、清水混凝土到需要快凝早强的特殊混凝土，从铁路、桥梁、水电等领域到市政、民建工程，聚羧酸减水剂正占有越来越大的市场份额。

聚羧酸减水剂是一种分子结构与含羟基接枝共聚物的表面活性剂。

在混凝土中有很高和相对持久的减水作用，与萘系减水剂相比，减水剂进入水泥―水体系中的作用机理要复杂的多。

第一、它的主链和支链都有选择性的吸附；第二、不同集团可能形成强弱不同的双电层，使颗粒相斥；第三、吸附后在颗粒表面形成立体的大分子层，使颗粒难以团聚。

2、聚羧酸减水剂的优点聚羧酸减水剂是由多种高分子有机化合物聚合而成，属羧酸系接枝共聚物高效减水剂，是新一代环保型混凝土外加剂，聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、保坍能力强、环保等优点。

除此之外，聚羧酸减水剂的分子结构灵活、可设计性强，可以满足不同建筑工程的需要，按照GB8076检测，减水率在25%以上；流动性保持性好即塌落度损失小；掺量少；混凝土拌合物的和易性好、实体结构美观等优点，能显著提高混凝土的抗压强度，可满足各种特殊结构的施工。

氯离子含量：≤0.1%，符合ISO14000环境保护国际管理标准。

3、聚羧酸减水剂在混凝土配合比设计中的应用3.1采用聚羧酸减水剂配合比设计实例3.1.1普通混凝土配合比设计积石峡水电站位于青海省循化县境内的黄河干流积石峡出口处。

大坝最大坝高101m，坝顶全长355.5m，坝顶宽10m，坝顶上游侧设5.2m高“L”形混凝土防浪墙，上游坝坡1：1.5，下游坝坡1：1.4，混凝土面板一次性施工完成。

积石峡水电站工程根据气象资料显示，该地区属于高寒、干燥地区。

面板混凝土属于薄壁结构，混凝土面板配合比设计是面板防裂中的关键环节之一。