聚羧酸系高性能减水剂的应用

实践技术 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete 2010年第6期

商品混凝土

·52· 随着混凝土的高速发展，对混凝土的使用性能及耐久性要求不断提高，而且混凝土的发展必须向着绿色、与环境和谐相处的可持续发展方向。聚羧酸系减水剂作为第三代减水剂，由于它在高性能混凝土中发挥了不可替代的的优势，以及本身与环境友好共存的特点，在国内外已得到了普遍的认可，正好填补了外加剂市场暂时的空白。聚羧酸系减水剂从1986年自日本触媒公司首次将产品打入市场，至今也不过将近20年的时间，国内近几年来也给予了极大的关注，发展势头非常凶猛，短短的几年时间，进入商品混凝土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，产品进入各种工程用混凝土领域。国内很多地区近年建设的一些标志性建筑工程都使用了聚羧酸系高性能减水剂，如东莞移动大厦、深港西部通道桥梁工程、广深沿江高速公路、香港金钟太古广场三期、北京奥运会场馆工程、三峡工程、上海磁悬浮列车轨道桥梁工程、首都国际机场扩建工程、杭州湾跨海大桥工程、北京——天津城际轨道交通工程、广州西塔、广州新电视塔工程等，都取得了满意的效果。尤其是广州西塔的C100超高层高性能混凝土泵送技术更是闻名国内外。1 聚羧酸系高性能减水剂的作用机理聚羧酸系高性能减水剂是由一种全新理念来研制，它不同于第二代高效减水剂之处在于：一是分子结构的多样性和可聚羧酸系高性能减水剂的应用邬锦斌（广东省东莞市建业混凝土有限公司，广东 东莞 523238）[摘要]在传统观念中，聚羧酸减水剂以其优越的性能在高性能混凝土中得到推广和应用，但其昂贵的价格及受使用条件的限制，难以在商品混凝土中得到广泛应用，如何把第三代聚羧酸系高性能减水剂在商品混凝土中得到推广及应用，是当前同行和外加剂研究工作者共同探讨的问题。[关键词]聚羧酸系高性能减水剂；商品混凝土；应用调节性，或叫做可以根据性能要求来设计分子结构；二是把高效减水剂的优点进一步浓缩和提高，并且在生产过程中实现绿色无污染。聚羧酸系高性能减水剂不添加甲醛等有毒化学药品，总碱量低，氯离子含量低，对钢筋无锈蚀作用，为提高混凝土耐久性提供了有利条件，十分适用清水混凝土。聚羧酸系高性能减水剂的减水机理集中体现了表面活性剂分子中活性基团的多样性。不但活性基团种类多，且这些基团不仅集中在分子主链上，更活跃在嫁接于主链的侧枝上，形成极性较强的分子主链，以及带有亲水性的有一定长度和数量的侧链，分子对称呈梳形。主链很强的极性阴离子“锚固”基团用劲吸附在水泥颗粒上，由众多支链支撑的向外伸展的梳齿结构为水泥粒子的进一步分散提供了充分的空间排列效应。相比于萘系高效减水剂的双电层电性斥力作用，空间位阻作用使分散保持的时间要长得多。

2 聚羧酸系高性能减水剂在生产中的应用2.1 试验用原材料（1）水泥采用广东英德海螺水泥有限责任公司“海螺牌” P.O42.5R，其物理性能见表1。（2）粉煤灰：广州黄埔发电厂Ⅱ级粉煤灰，其性能见表2。（3）矿渣粉：广东韶钢嘉羊新型材料有限公司S95级矿渣粉，其性能见表3：从表3可以看出，矿渣粉的28d强度活性指数＞100%，

表1 水泥物理性能

标准稠度用水量（%）比表面积（m2/kg）凝结时间（h:min）抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）初凝终凝3d28d3d28d27.43782∶453∶545.88.432.751.7

表2 粉煤灰性能细度（%）需水量比（%）烧失量（%）含水量（%）三氧化硫（%）16.0101.51.480.51.25

表3 矿渣粉性能密度（g/cm3）比表面积（m2/kg）7d活性指数（%）28d活性指数（%）流动度比（%）含水量（%）烧失量（%）2.9045187.7103.21010.20.21 2010年第6期 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete 实践技术商品混凝土 ·53· 可以等量取代水泥用量。（4）砂：东江砂，其性能见表4。（5）石子：广东增城石场碎石，其性能见表5。（6）外加剂：广东省东莞市埃富地恩建材有限公司生产的萘系减水剂SP8及聚羧酸系高性能减水剂SP1000及SP2000系列，其性能见表6。外加剂的水泥净浆流动度试验材料用量（W=87g，C=300g，W/C=0.29，外加剂掺量为1.6%）从表6可以看出，聚羧酸系高性能减水剂的SP1000及SP2000系列均比萘系减水剂SP8的流动度要好，泌水率要少，氯离子含量低。

试验人员把净浆入模

表4 砂性能产地细度模数堆积密度（kg/m3）表观密度（kg/m3）含泥量（%）泥块含量（%）东江2.7152026200.70.3

表5 石子性能产地颗粒级配针片状含量（%）压碎指标（%）含泥量（%）广东增城连续级配（5～25mm）8.27.50.1

表6 外加剂性能品种外观含固量（%）流动度（mm）PH值减水率（%）密度（g/cm3）氯离子含量（%）泌水率比（%）SP8深棕色液体29.51977.4141.1700.0595SP1000浅棕色液体7.52255.7151.0300.0155SP2000浅棕色液体10.12675.8201.0350.0151

表7 低强度等级混凝土试验记录 kg/m

3

水泥矿粉粉煤灰砂石水外加剂坍落度（mm）抗压强度（MPa）和易性保水性用量名称初始1h3d7d28d

2084510176710591707.44SP818514519.726.137.5中差2084510176710591707.44SP100019015519.427.038.8好良253-10176710591707.44SP1000185150 20.527.437.0好良

表8 高强度等级混凝土试验记录 kg/m

3

水泥矿粉粉煤灰砂石水外加剂坍落度（mm）抗压强度（MPa）和易性保水性用量名称初始1h3d7d28d

33860105653106415010.6SP820516038.246.557.1好良3386010565310641509.05SP200021517039.548.859.8优良398-10565310641509.05SP200020016040.147.258.3好良

进行净浆流动度的测试图1 净浆流动度试验

2.2 混凝土配制情况从表7可以看出，三个混凝土配合比的初始坍落度大致相近，都能满足设计要求，但用聚羧酸系减水剂比用萘系减水剂的和易性要好，保水性改善，也就是说泌水率减少，从而减少混凝土毛细孔和含气量，从而提高混凝土的抗压强度和耐久性。在掺入适量矿粉的条件下，采用聚羧酸系减水剂的混凝土拌合性能更好，可提高混凝土的后期强度。由表8可见，越是往高强度等级发展，聚羧酸系高性能减实践技术 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete 2010年第6期

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·54· 水剂的性能越卓越，工作性能更好，并且掺量减少，提高经济效益。现把聚羧酸系高性能减水剂的混凝土部分配合比试验和结果记录摘要如表9。通过试验证明，聚羧酸系高性能减水剂不仅在高性能混凝土中得到推广和应用，即使在低强度等级（C30以下）的混凝土同样适用，并且比萘系减水剂具有更卓越的使用功能，提高混凝土的耐久性，趋向绿色、环保。在东莞市使用聚羧酸系高性能减水剂的标志性建筑有东莞移动大厦、广深沿江高速、槎滘大桥、中麻一级公路、东莞大道延长线等等。越来越多的工程开始使用聚羧酸系高性能减水剂，并得到广大客户的认同。有些特殊工程：如高速公路、机场、公路、大坝工程均指定使用聚羧酸系高性能减水剂。第三代聚羧酸系高性能减水剂将是混凝土发展的趋势，对社会和环境有不可多得的经济效益。

3 聚羧酸系高性能减水剂使用时应注意的问题需要说明的是，聚羧酸系高性能减水剂同样对材料有一个适应性的要求。虽然，聚羧酸系高性能减水剂有很多优点，但他并不是跟任何原材料都能适应，使用聚羧酸系高性能减水剂应注意以下几方面问题：（1）聚羧酸系高性能减水剂不能与其它减水剂混合储存及

表9 混凝土配合比 kg/m3强度等级水泥矿粉粉煤灰砂石水

外加剂坍落度（mm）抗压强度（MPa）

用量名称初始1h3d7d28C10154—13084710351854.54SP10001751308.612.719.6

C15183—12382010441805.66SP100018014012.417.925.4

C201803011679510541756.51SP100018514015.520.830.3

C252123010977210671707.37SP100018514518.225.735.8

C302453010374910781658.32SP1000195155 22.428.340.1

使用，特别是与萘系减水剂不能混合。更换使用不同减水剂前须清洗容器，生产时更应该严格区分开来。（2）砂的含泥量及细度对聚羧酸系高性能减水剂的使用会有一定的影响，当砂的含泥量超过2.0%时，会影响混凝土的流动度性。如遇上细砂，细度模数属Ⅲ区，要适当调整砂率来改善混凝土的和易性。（3）要控制好聚羧酸系高性能减水剂的掺量，以SP1000及SP2000为例，SP1000的掺量范围为1.2%~2.8%，常用掺量为1.5%~2.2%。SP2000的掺量范围为0.5%~2.0%，常用掺量为1.5%~1.8%。混凝土拌合物性能对聚羧酸系高性能减水剂掺量非常敏感，饱和点比较小，SP1000的饱和点在±0.15%掺量之间；SP2000的饱和点在±0.05%掺量之间已经非常明显，稍微增多便很容易离析，并出现石子颗露现象。（4）聚羧酸系高性能减水剂所拌混凝土流动性较好，粘聚性较大，流态不同于常用的萘系减水剂，生产时要严格控制好出厂混凝土坍落度，以免出现离析现象。

[作者简介]邬锦斌（1979-),男，广东省东莞市建业混凝土有限公司试验室主任。[单位地址]广东省东莞市中堂镇 蕉利工业区(523238)

国家九部门联合部署全国建材市场秩序专项整治工作国家质检总局按照“建立大质量工作机制”的思路，会同国家发改委、公安部、环保部、住房和城乡建设部、商务部、工商总局、林业局、电监会9部门，日前联合印发了《2010年全国建材市场秩序专项整治工作要点》，对各地因地制宜落实好建材市场秩序专项整治工作进行部署，以达到规范建材市场秩序、提升建材产品质量的目的。同时自6月20日起至9月30日，在全国范围内联合开展“清新居室百日行动”，为人民群众营造一个清新、安全的居室环境。 据介绍，9部门确定了7项主要任务，即开展好以“建材下乡”、灾后重建、重点产品、突出问题为内容的4项建材执法和专项执法检查工作，继续做好加大国家产业政策的执行力度、深入开展“清新居室”行动和建材产品区域整治3项工作。9部门指出，各单位要通过采取完善个案查办与专项治理有机结合、推动质量诚信体系建设、加强各环节(生产、流通、使用)全过程监管、加大对严重违法企业断电执行力度等主要措施，加强与行业协会的协调配合，引导和促进形成建材市场主体守信、自律的机制，做到既治标又治本，提高专项打击的系统性、针对性。 9部门强调，各部门要严格按照职责分工开展工作，落实责任，加强生产、流通、使用环节全过程监管。生产环节由质监部门牵头负责，流通环节由工商部门负责，建筑工程使用的建材产品质量由建设部门负责。各地结合实际，制定好建材市场整治工作实施方案。在工作过程中，各部门要进一步加强部门和区域联动，坚持大案要案随时报告和严重违法企业通报制度，对生产、销售、租赁、使用假冒伪劣建材的单位，在依法查处的同时予以曝光，对涉嫌犯罪的案件，严格按规定移送公安机关，确保每一起案件涉及的假冒伪劣建材的来源和流向都得到查实。