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聚羧酸高性能減水劑實(shí)際應(yīng)用技術(shù)
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聚羧酸高性能減水劑及應(yīng)用
聚羧酸類減水劑以其優(yōu)越的性能和無污染生產(chǎn),近年來在國(guó)外發(fā)展很快,尤其在日本,聚羧酸與萘系的使用比例已經(jīng)超過7:3。聚羧酸類減水劑從分子結(jié)構(gòu)、作用原理和在混凝土中的表現(xiàn)行為與傳統(tǒng)減水劑有很大區(qū)別,因此,正確認(rèn)識(shí)和合理使用是推廣聚羧酸減水劑應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。作者積累了三年來生產(chǎn)和應(yīng)用LEX-9系列聚羧酸減水劑的經(jīng)驗(yàn),希望通過交流對(duì)這類新型減水劑在我國(guó)的發(fā)展有益。
一、聚羧酸類減水劑
聚羧酸類減水劑是一種分子結(jié)構(gòu)為含羧基接枝共聚物的表面活性劑,在混凝土中有很高而又相對(duì)持久的減水作用??梢栽趪?guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中查閱到數(shù)十種具有上述分子結(jié)構(gòu)特征的表面活性劑,其中有:馬來酸接枝共聚物、丙烯酸酯接枝共聚物,含末端磺酸基接枝共聚物,不飽和聚醚接枝共聚物等等。所有這類共聚物都形成“梳狀”或“樹枝狀”支鏈結(jié)構(gòu),所不同的是主鏈和支鏈的長(zhǎng)短,剛度、形態(tài)、極性等不同。
萘系減水劑是一種典型的離子型分散劑,一旦進(jìn)入水泥—水體系中,立即形成吸附層,從而使顆粒表面靜電斥力增加而達(dá)到分散效果。聚羧酸類減水劑進(jìn)入水泥—水體系中行為要復(fù)雜得多,第一,它的主鏈和支鏈都有選擇性的吸附;第二,不同基團(tuán)可能形成強(qiáng)弱不同的雙電層使顆粒相斥;第三,吸附后在顆粒表面形成立體的大分子層,以位阻效應(yīng)使顆粒難以團(tuán)聚。多數(shù)專家認(rèn)為位阻效應(yīng)是聚羧酸減水劑持久分散水泥顆粒的主要作用。
正因如此,不同分子結(jié)構(gòu)聚羧酸接枝共聚物對(duì)水泥顆粒的吸附、分散作用不完全一樣,尤其對(duì)不同成分、不同大小的顆粒作用不盡一樣。聚羧酸減水劑產(chǎn)品就是選擇一種或數(shù)種共聚物,達(dá)到能最大程度上分散各種膠凝材料顆粒。
二、聚羧酸減水劑的基本性能
提起聚羧酸減水劑往往與“高性能”相聯(lián)系。日本JISA6204-1995標(biāo)準(zhǔn)為日本這類高性能減水劑作了界定。與其他標(biāo)準(zhǔn)相比,它在流動(dòng)度減水率及流動(dòng)度保持,含氣量及含氣量變化方面提出了比其他減水劑更高的要求。
表一1是近幾年來收集到十多種聚羧酸減水劑,用JC473-2001標(biāo)準(zhǔn)建議配合比,對(duì)其主要性能測(cè)試結(jié)果例舉一部分如下:
型號(hào) | 來源 | 折固 | 減水率 | 1小時(shí)坍落度損失 | 28天 | 和易性 |
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摻量 | 強(qiáng)度比 | 評(píng)述 | ||||
SP-8N | 進(jìn)口 | 0.17 | 27 | 5 | 128 | 好 |
EX-1 | 進(jìn)口 | 0.16 | 30 | 0 | 125 | 好 |
HP-11 | 進(jìn)口 | 0.2 | 26 | 3.5 | 121 | 好 |
ADVA | 進(jìn)口 | 0.18 | 33 | 2 | 133 | 好 |
Malialim A20 | 進(jìn)口 | 0.19 | 29 | 4 | 141 | 好 |
SP1 | 進(jìn)口 | 0.18 | 28 | 2.5 | 132 | 好 |
LEX-9H | 國(guó)產(chǎn) | 0.19 | 30 | 5 | 135 | 好 |
氨基磺酸萘系 | 國(guó)產(chǎn) | 0.45 | 24 | 6 | 130 | 有泌水 |
萘系 | 國(guó)產(chǎn) | 0.7 | 23 | 16 | 126 | 較差 |
根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果表明,聚羧酸減水劑應(yīng)該具有高性能的技術(shù)指標(biāo),特別必須達(dá)到以下幾方面技術(shù)要求:
a、高減水率:用GB8076—1997標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè),減水率應(yīng)在24%左右或以上,用JC473-2001標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè),坍落度增加值應(yīng)>12cm,
b、流動(dòng)度保持好:日本標(biāo)準(zhǔn)JISA6204-1995中規(guī)定坍落度經(jīng)時(shí)損失≤60mm,可以成為衡量流動(dòng)度保持的指標(biāo)。
c、摻量?。壕埕人釡p水劑折合固體摻量一般不大于膠凝材料重量的0.25%。
d、和易性好:摻聚羧酸減水劑混凝土在一般情況下,其擴(kuò)展度、粘聚抓底現(xiàn)象和泌水應(yīng)優(yōu)于相同情況的摻萘系減水劑混凝土。
三、若干應(yīng)用技術(shù)問題
1、水泥適應(yīng)性
水泥和膠凝材料成分復(fù)雜多變,從吸附一分散機(jī)理來看,不可能找到一種什么都適應(yīng)的減水劑,因此,聚羧酸減水劑盡管具備比萘系更廣泛的適應(yīng)性,但仍可能對(duì)部分水泥適應(yīng)性差。這種適應(yīng)性大多反映在:減水率降低和坍落度損失增加,有的兩者都有,也有的只反映在其中一方面。
即使是同一種水泥,球磨到不同細(xì)度時(shí),減水劑的作用也會(huì)不同。
表-2是把海螺水泥磨至不同細(xì)度,用調(diào)整工藝改變減水劑聚合物成分來檢驗(yàn)其適應(yīng)性。
聚合物比 | 水泥比表面積384 | 水泥比表面積455 | 水泥比表面積500 | |||
| ||||||
減水率 | 1小時(shí)坍落度損失 | 減水率 | 1小時(shí)坍落度損失 | 減水率 | 1小時(shí)坍落度損失 | |
10:00 | 29 | -25 | 25.6 | -55 | 20.8 | -115 |
8.5:1.5 | 28.3 | 0± | 29.1 | -40 | 25.1 | -60 |
7.0:3.0 | 24.5 | -40 | 26 | 10 | 28.8 | -15 |
就LEX-9聚羧酸減水劑而言,它對(duì)華北地區(qū)的某些水泥和摻合料的適應(yīng)性相對(duì)較差。解決適應(yīng)性的辦法有三種:
a、適當(dāng)增加摻量,特別采用滯后摻加方法比較有效。
b、適當(dāng)添加其它組份,尤其在坍落度損失較大的情況下,添加一些傳統(tǒng)緩凝組分,大多可改善。
c、改變聚合物成分,在合成過程中調(diào)整某些組分往往有可能使其適應(yīng)性完全變化。
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