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丙烯酸在聚羧酸减水剂中的应用
聚羧酸减水剂是一种高性能的混凝土外加剂，广泛应用于建筑、桥梁、隧道等工程中。
在聚羧酸减水剂的生产中，丙烯酸是一种重要的原材料，它具有以下应用：
1. 调节聚羧酸减水剂的性能：丙烯酸可以调节聚羧酸减水剂的分子量和分子量分布，从而影响其分散性、流动性和坍落度保持性等性能。
通过控制丙烯酸的用量和反应条件，可以生产出不同性能的聚羧酸减水剂，以满足不同工程的需求。
2. 提高聚羧酸减水剂的稳定性：丙烯酸可以与聚羧酸减水剂的其他单体发生共聚反应，形成高分子聚合物。
这种聚合物具有良好的稳定性和耐久性，可以提高聚羧酸减水剂的储存稳定性和使用寿命。
3. 改善聚羧酸减水剂的适应性：丙烯酸可以与水泥中的钙离子发生反应，形成稳定的钙盐，从而改善聚羧酸减水剂在不同水泥中的适应性。
此外，丙烯酸还可以与其他外加剂如膨胀剂、防水剂等兼容，提高混凝土的综合性能。
总之，丙烯酸在聚羧酸减水剂的生产中具有重要的应用价值。
通过合理控制丙烯酸的用量和反应条件，可以生产出性能优良、适应性强的聚羧酸减水剂，为建筑工程的质量和安全提供保障。
聚羧酸系高性能减水剂应用中的几个问题随着高性能混凝土技术的发展，特别是今后混凝土不但性能要高，而且必须向着绿色的，与环境和谐相处的可持续发展方向发展。
聚羧酸系减水剂做为第三代减水剂，由于它在高性能混凝土中发挥了不可替代的优势，本身与环境友好的特点，在国内外已得到了普遍的认可。
聚羧酸系减水剂从1986年日本触媒公司首次将产品打入市场至今也不过短短的20年时间。
国内近几年来（进入21世纪以后），也给予极大的关注，最近这些年发展势头更加汹涌。
仅仅四五年时间，进入商品领域的生产厂家由几家发展到了几十家。
不少科研单位，高等院校都拥有了自主的知识产权，产品进入了各种工程用混凝土领域。
国内发达地区近年建设的一些标志性工程几乎都使用了聚羧酸系高减水剂，如上海磁悬浮列车轨道梁工程，北京奥运主场馆工程、三峡工程、首都国际机场扩建工程、杭州湾跨海大桥工程，大小洋山深水港工程，北京——天津城际轨道交通工程等，都取得了满意的效果，同时也积累了许多的应用技术方面的经验，也发现了不少应用技术中的新问题。
铁道部为即将开工的京沪高速铁路制定的高性能混凝土技术条件，空军的军用机场自密实水泥混凝土道面施工技术规范，在这些混凝土中也都考虑主要使用聚羧酸系高减水剂，为此，从06年就开展了相关的试验研究工作。
我们有机会接触到了一些聚羧酸系高性能减水剂应用技术工作，在叹服聚羧酸系高性能减水剂优越性能的同时，也发现了一些应用当中出现的各种问题，这些现象的出现对长期习惯于应用以萘系为主的高效减水剂的人会感到非常不合常理、或者叫做在我们的预料之外，这与我们对聚羧酸系高减水剂原来过高的期望值产生了差距。
人们原本期望新的外加剂不但性能优越而且能解决混凝土其它组分的在的一些问题，因为聚羧酸系高减水剂的“适应性”很好。
过去已经习惯了一种好的外加剂应当能解决一切混凝土性能方面的问题，当混凝土出现了性能方面的问题，人们首先向外加剂供应方提出要求，而外加剂厂商也习惯了立即用各种复配手段来满足要求，很少或不能去考虑其它方面的原因，只能在复配原料及相对参量上去做文章，往往是事倍而功半。
聚羧酸减水剂在混凝土当中的应用摘要：混凝土是最为常用的建筑材料，在建筑施工过程中被广泛应用。
在使用混凝土中常常使用聚羧酸减水剂，但是对聚羧酸减水剂进行调整，同时向其中加入矿粉以及粉煤灰等工业废料可以将混凝土的强度进行有效提升，对水泥用量有效降低，对工程成本最大程度地缩减。
本文研究与分析聚羧酸减水剂在混凝土当中的应用情况，以期为建筑过程中使用聚羧酸减水剂提供科学依据。
关键词：聚羧酸减水剂；混凝土；应用情况1.引言混凝土又被称之为"砼"，是指将集料胶由胶凝材料结成而形成的工程复合材料。
一般水泥作胶凝材料是我们日常所说的混凝土，集料主要为石作以及砂作，将与加入其中并且按照一定的比例进行配合，随后经过搅拌从而形成的水泥混凝土，此类形成的混凝土便是普通混凝土，该类建筑材料被广泛应用于土木工程建设中[1]。
在建设桥梁上部结构等结构复杂的配筋较为密集的构件时，需要在建筑设计强度中采取较高等级强度的混凝土，又因为强度等级较高的混凝土在配置时往往需要较大用量的水泥，同时水灰比要尽量低，对于强度的要求也往往较高，此类混凝土的拌和物粘稠度往往较高，一般需要将水泥用量进行有效降低来满足建筑施工过程中对于混凝土建筑材料的强度以及工作要求[2]。
同时降低水泥用量可以减少建筑施工的成本，因此选择最佳的高强度等级混凝土材料十分重要。
在配合设计混凝土时的前提便是满足混凝土材料的工作性能，最大程度地降低配合过程中的用水量，以此来有效地保证混凝土材料的强度，同时对水泥用量有效节约，将部分水泥采用矿渣、粉煤灰等工业废料代替，最大程度地将高能耗水泥的应用良进行降低[3]。
2.混凝土配合比实例本文以某市的三个施工工地作为研究对象，以此来研究与分析在混凝土中应用聚羧酸减水剂的相关情况。
此三个施工工地分别采用不同的混凝土配合比设计，具体的混凝土塌落度以及强度见表1。
表1 混凝土的混凝土塌落度以及强度施工过程中配置混凝土材料主要采取的材料为P，O42.5水泥，中砂以及6-25mm的碎石，除了上述所有材料外，很多施工工作人员还会使用聚羧酸减水剂，本研究选取的三个施工工地前两种C50混凝土砂的粗骨料为5-10mm以及10-20mm级配碎石比例为30：70，混凝土的细度模数为2.8，减水剂掺量为1.0%，后一种的C50混凝土粗骨料为5-10mm以及10-25mm级配碎石比例为20，混凝土的细度模数为2.6，减水剂掺量为0.8%。
聚羧酸高性能减水剂在混凝土中的应用【摘要】聚羧酸减水剂作为第三代减水剂，具有很好的性能效果，在建筑工程中是一项不可缺少的外加剂。
本文对聚羧酸高性能减水剂的性能特点、种类以及使用的关键技术做了详细介绍。
【关键词】聚羧酸减水剂；混凝土；应用技术减水剂是化学外加剂的重要组成部分，对现代混凝土的发张有不可取代的作用，聚羧酸高性能减水剂具有高减水、高保坍、低收缩、分子结构可调性强、高性能化的潜力大的特点，克服了传统减水剂的很多弊端，成为现代建筑技术中常用的外加减水剂。
1掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土的性能特点1.1掺量低、减水率高按固体掺量计，聚羧酸系高性能减水剂的一般正常掺量在胶凝材料重量的0.2%（0.15~0.25%）左右，在此掺量下，与萘系相比，减水率大幅提高，掺量大幅度降低，减水率这一基本性能的优势十分明显。
减水效率的提高同时还可以大幅度减少了混凝土中有害物质的增加。
1.2混凝土拌合物的流动性和流动保持性好、坍落度损失低聚羧酸系高性能减水剂的显著特点可以使混凝土拌合物流动性能良好，掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土拌合物的流动性和流动保持性要明显好于其他的减水剂，混凝土很少存在泌水、分层、缓凝等现象。
但由于我国水泥的品种和质量总体上复杂多变，在具体应用时要根据不同的水泥品种选择减水剂的种类，不能盲目的使用。
但许多对比试验与工程实践证明：在同样原材料条件下。
1.3增强效果潜力大掺加这种减水剂的混凝土其各龄期的强度会有较大幅度的提高。
在掺加了粉煤灰、矿渣等矿物掺合料后，其增强效果更佳。
当然，水泥品种、矿物掺合料的品种、掺量等一系列参数的不同，聚羧酸系高性能减水剂也有很多类型，其在实际工程中也会有不同的增强效果，这方面需要继续加以深入的系统研究。
1.4低收缩聚羧酸系高性能减水剂在原材料选择与配方设计方面对收缩性能加以了改善和提高，该类产品的推广应用，显著提高混凝土了的体积稳定性，大大降低结构混凝土的开裂几率。
聚羧酸减水剂是最新一代的混凝土外加剂，被称为第三代高性能减水剂。
，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。
那么它所发挥的主要作用有哪些呢？
聚羧酸减水剂主要有以下几种作用：首先，分散作用。
通过分散水泥颗粒，借以释放出被包裹的水分子，使其参与流动。
其次，润滑作用。
通过润滑，有效降低水泥颗粒之间的阻力。
最后，空间位阻作用。
通过空间位阻来改变混凝土的流变过程，但对后期强度没有影响。
这种试剂适用于高速铁路、客运专线、工业与民用建筑、道路、桥梁、港口码头、机场等工程建设的预制和现浇混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土。
特别适用于配制混凝土施工时间长，对混凝土坍落度保持要求高的工程，如核电工程。
以上就是全部内容，感谢您的阅读!。
聚羧酸减水剂工程应用另外，聚羧酸系减水剂和其它减水剂一样，“减水率”还取决于搅拌工艺，如果采用手工拌合，测得的“减水率”往往比机械搅拌低2-4个百分点。
如果混凝土中掺加掺合料，减水率当然也取决于掺合料的品种和掺量。
对于大掺量掺合料混凝土，聚羧酸系减水剂的减水效果更加优于萘系减水剂。
2.2 减水效果对减水剂掺量的依赖性很大聚羧酸系减水剂的减水效果对其掺量的依赖性很大，一般情况下随着减水剂掺量增加，减水率增大。
但也经常出现例外，即到了一定掺量后甚至出现随掺量增加，减水效果反而“降低”的现象。
这并不是说掺量增加其减水作用反而下降了，而是因为此时混凝土出现严重的泌水现象，混凝土拌合料板结，流动性难以用坍落度法反映。
为保证本厂聚羧酸系减水剂产品的检测结果全部达标，送检时指定的产品掺量就不能过高。
所以说，产品质量检测报告上反映的只是一些基本的数据，而产品的应用效果要以工程实际的实验结果为准。
2.3 配制的凝土拌合物的性能对用水量十分敏感反映混凝土拌合物性能的指标通常有流动性、粘聚性和保水性。
使用聚羧酸系减水剂配制的混凝土并不总是完全满足使用要求，经常会出现这样那样的问题。
所以目前在实际试验时我们通常还用严重露石起堆、严重泌水离析起堆扒底等术语来形象地描述混凝土拌合物性能。
采用大多数聚羧酸系减水剂制备的混凝土拌合物，其性状对用水量十分敏感。
有时用水量只增加（1-3）kg/m3，混凝土拌合物便严重泌水，采用这种拌合物无法保证浇注的均匀性，而易导致结构物表面出现麻面、起砂、孔洞等难以接受的缺陷，结构体强度和耐久性也下降。
商品混凝土搅拌站由于对集料含水率检测控制不严，很容易在生产中造成加水量过多而导致混凝土拌合物泌水、离析。
2.4．配制的大流动性混凝土容易分层离析大部分情况下，采用聚羧酸系减水剂配制的大流动性混凝土，即使减水剂掺量、用水量控制都是最佳的，混凝土拌合物也不泌水，但却非常容易出现分层、离析现象，具体的表现是粗集料下沉，砂浆或净浆上浮。
采用这种混凝土拌合物进行浇注，即使不振动，分层、离析也明显存在。
究其原因，主要是掺加这种聚羧酸系减水剂的混凝土在流动性较大时，浆体的粘度急剧减小所致。
适当复配增稠组分只能在一定程度上解决此问题，而且复配增稠组分往往导致减水效果严重降低的反作用。
2.5．与其它品种减水剂的相溶性差，无叠加的作用效果搅拌站反映，过去制备混凝土时，可随意更换泵送剂品种，也不会出现混凝土拌合物性状与实验室结果相差很悬殊的现象，更不会出现混凝土拌合物性状的突变。
但自从本搅拌站开始根据用户需要制备掺聚羧酸系减水剂的混凝土后，就经常出现一些令人十分费解的问题：设备中的混凝土拌合物性能严重偏离预先的实验结果，有时加水量已经很大，混凝土仍然很干涩，有时混凝土拌合物的坍落度损失比掺加普通泵送剂的还快，有时混凝土拌合物根本无法卸料，而取样测得的混凝土试件强度则更是低得无法令人相信！我们都知道，传统的减水剂，如木质素磺酸盐减水剂、萘系高效减水剂、密胺系高效减水剂、脂肪族系高效减水剂以及氨基磺酸盐高效减水剂，可以任何比例复合掺加，以满足不同工程的特殊配制要求，或获得更好的经济性。
这些减水剂复配使用都能得到叠加的（大多数情况下优于单掺）使用效果，且这些减水剂的溶液都可以互溶（除了木质素磺酸盐减水剂与萘系减水剂互溶产生部分沉淀但并不影响使用效果外）。
但聚羧酸系减水剂与其它品种减水剂复合使用，却不易得到叠加的效果，且聚羧酸系减水剂溶液与其它品种减水剂溶液的互溶性本身就很差。
下面是笔者针对该问题进行试验的结果：1)从溶液的互溶性来看，实际使用中聚羧酸系减水剂与密胺系减水剂或脂肪族系减水剂溶液不能复配在一起掺加，而不考虑复合使用效果的情况下，聚羧酸系减水剂存在与木质素磺酸盐、萘系、氨基磺酸盐系减水剂复配使用的可能。
2)从复合掺加后的叠加效果来看，聚羧酸系减水剂与木质素磺酸盐减水剂和脂肪族系减水剂存在复合掺加使用的可能性，但由于聚羧酸系减水剂与脂肪族系减水剂不互溶，实际上聚羧酸系减水剂只能与木质素磺酸盐减水剂进行复配。
2.6 与常用改性组分的相容性较差目前对聚羧酸系减水剂科研方面的投入较少，大部分情况下，科研工作的目标只在于进一步提高其塑化减水效果方面，很难做到按照不同工程需要，通过分子结构设计合成出具有不同缓凝/促凝效果、不引气或不同引气性、不同粘度的聚羧酸系减水剂系列产品。
工程中水泥、掺合料、集料的多样性和不稳定性，外加剂生产供应者如何根据工程需要对聚羧酸系减水剂产品进行复配改性非常重要。
目前减水剂的复配改性技术措施，基本上都建立在对木质素磺酸盐系、萘系高效减水剂等传统减水剂改性措施的基础上的。
试验证明，过去的改性技术措施不一定适合于聚羧酸系减水剂。
如对萘系减水剂进行改性的缓凝成分中，柠檬酸钠就不适合聚羧酸系减水剂，它不仅起不到缓凝作用，反而有可能促凝，且柠檬酸钠溶液和聚羧酸系减水剂的互溶性也很差。
再者，许多品种的消泡剂、引气剂和增稠剂也不适合于聚羧酸系减水剂。
通过上面的试验及分析，我们不难看出，因为聚羧酸系减水剂分子结构的特殊性，就现阶段的科研深度和工程应用经验的积累来说，通过其它化学组分对聚羧酸系减水剂进行改性的手段不多，而且由于过去针对其它品种减水剂改性所建立起的理论和标准规范，对于聚羧酸系减水剂来说，可能需要更深层次的探索研究进行修正和补充。
2.7 技术深度和产品的性能稳定性值得关注我国混凝土减水剂合成企业真正算得上精细化工企业的不多，这一点限制了我国混凝土减水剂的精细化程度。
就生产控制来说，原材料来源和品质的不稳定一直是困扰聚羧酸系减水剂性能的一大因素。
众所周知，萘系高效减水剂的原材料之一---工业萘的几度供求矛盾紧张导致萘系高效减水剂产品价格和产品质量出现波动，对预拌混凝土企业的生产控制及混凝土工程质量的影响不小，但萘系高效减水剂的质量波动大多还仅表现在塑化效果和增强效果方面。
聚羧酸系减水剂产品从一开始的主要原材料从德国、韩国进口，到现在的部分采用国产原材料，其产品性能和质量已经出现很大波动，这不仅表现在塑化效果方面，还有引气性、气泡结构、缓凝效果、坍落度保持性和粘度等多方面。
3 安全高效应用聚羧酸系减水剂必须注意的问题充分了解聚羧酸系减水剂性能特点，可以帮助我们有的放失地应用聚羧酸系减水剂。
总的来说，我国聚羧酸系减水剂的研发、生产和应用尚处在初级阶段，今后必须在以下方面开展工作。
3.1 提高技术水平，稳定产品质量，加强技术储备由于聚羧酸系减水剂生产企业本身的技术力量有限，对于所生产聚羧酸系减水剂技术的深层次理解不够，很难适应原材料、工艺的各种变动，产品质量的稳定也就无从谈起。
建议聚羧酸系减水剂生产企业积极与高校及科研院所联合，充分了解聚羧酸系减水剂产品性能的各种影响因素，适时调整合成工艺参数，以稳定产品质量，并通过联合或自主研发，创新产品，适应市场需求。
3.2 结合工程加强试配由于原材料的变化，项目招标时的试验结果并不能代表项目实施时的情况。
《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003中“2.1.4”明确规定：掺外加剂混凝土所用原材料如水泥、砂、石、掺合料、外加剂均应符合国家现行的有关标准的规定；试配掺外加剂的混凝土时，应采用工程使用的原材料，检测项目应根据设计及施工要求确定，检测条件与施工条件相同，当工程所用原材料或混凝土性能要求发生变化时，应再进行试配试验。
铁道部针对高性能混凝土配制所使用的减水剂提出了13项检验项目，规定的指标相当严格，大多数人认为只有聚羧酸系减水剂送检才能通过。
且对生产和供应外加剂的企业的科研能力、生产水平、检验手段、生产控制和参与重大工程项目的经验等都有严格的考核。
但笔者从研究者的角度出发，认为，即使通过这些检验指标和各项考核的产品，未必就一定能适合某项工程的实际需求。
产品检验只是一块敲门砖，只是一个证书而已，最重要的还在于结合工程所用原材料的特性，在经济性允许的情况下能配制出工作性、力学性能和耐久性均满足有关要求的高性能混凝土。
3.3 严禁其它品种外加剂的混入严禁其它减水剂或其它品种外加剂的混入，有两层含义。
一是聚羧酸系减水剂的复配（如与木质素磺酸盐、引气、消泡、缓凝等组分）只能由外加剂生产厂或供应商进行，减水剂使用者也就是混凝土制备者只需对其相关性能检测验收，不得在其中复配任何其它组分，也不得将其它组分混入其中。
不加清洗而使用泵送和计量其它外加剂的泵和计量设备，都是绝对禁止的。
另一层含义是，混凝土搅拌设备、运输车辆、泵送设备最好固定用于掺聚羧酸系减水剂的混凝土，当共用搅拌设备、运输车辆和泵送设备时，必须彻底清洗这些设备后，才能用作掺其它品种外加剂的混凝土，反之亦然。
3.4 严格计量减水剂和拌合水制备掺加聚羧酸系减水剂的混凝土拌合物时，应严格按照试验室确定的最佳减水剂用量和用水量计量，切忌随意增加减水剂用量或用水量，以免所拌制混凝土出现离析、泌水、板结、含气量增加等不良现象，影响混凝土正常的泵送施工和浇注质量。
对于原材料砂、石集料中所含的水分，必须准确测量，并从总用水量中扣除，杜绝因对砂、石集料中所含水分检测不准而导致不良后果。
3.5 保证最低的胶凝材料用量由于聚羧酸系减水剂塑化效果好，在配制较低强度等级混凝土时，混凝土的水泥用量不高，这种混凝土最易出现表面质量问题。
如若采用聚羧酸系减水剂配制C40以下混凝土，水泥用量一般不会超过380kg/m3就可达到强度要求。
工程中采用这种混凝土浇注后，往往结构表观质量较差。
常见的问题有蜂窝、麻面、流沙等。
为充分发挥聚羧酸系减水剂优势，在这类混凝土中用较大量的粉煤灰、矿渣粉替代部分水泥，不仅保证了混凝土的最低胶凝材料用量（一般大流动度混凝土最低胶凝材料用量以400kg/m3为宜），所配制的混凝土更经济，绿色化程度更高。
3.6 正确面对聚羧酸系减水剂与水泥/掺合料的适应性问题外加剂与水泥/掺合料的适应性问题由来已久。
多年来，针对萘系高效减水剂及其复配产品开展的适应性研究工作取得了很好的效果。
通过研究者的努力宣传，混凝土制备者、外加剂生产者、水泥和掺合料生产者、混凝土施工者和监理在这个问题上达到了共识，改变了那种过去一贯由外加剂生产、供应者承担一切责任的局面。
认识到外加剂与水泥/掺合料的不相适应性是多影响因素造成的，并对其影响规律开展了深入研究。
针对外加剂与水泥/掺合料具体的不适应现象，探索针对性的有效解决措施。
然而，对于聚羧酸系减水剂来说，尽管同样发现其与水泥/掺合料之间存在不相适应性问题，但是针对性的研究工作开展得非常少，这一点非常希望引起足够重视。
3.7 二次添加聚羧酸系减水剂应听从专家指导并经严格试验根据《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003，当掺加泵送剂的混凝土运送至浇注现场时，混凝土坍落度损失过大，以至于不适于泵送施工时，可以采用二次添加泵送剂的方法，将一定量泵送剂掺入混凝土运输搅拌车中快速运转，至搅拌均匀，测定坍落度符合要求后进行泵送和浇注。
