1.防城港市十一冶混凝土有限公司；2.天皓建筑科技有限公司
摘要：伴随着我国社会经济的进步和建筑行业的快速发展，作为建筑材料的商品混凝土产品也不断取得更新，以满足高性能、高强度、耐久性等技术应用的要求，而提高混凝土产品质量最好的方法就是应用性能更好的减水剂，聚羧酸减水剂为第三代高性能减水剂成为各商品混凝土搅拌站的首选。本文结合笔者多年的研究实践，探讨聚羧酸减水剂在商品混凝土中的施工应用，以供参考。
关键词：聚羧酸减水剂；商品混凝土；施工应用
在商品混凝土中应用聚羧酸减水剂能够预防混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝的问题，并且在低掺量下发挥较高的塑化效果，以及具有流动性保持性好，分子构造上自由度大，合成技术多，高性能化大，对混凝土增强效果显著，能降低混凝土收缩，自身有害物质含量
低等技术特点，赋予了混凝土出色的施工和易性、优良的耐久性，具有良好的综合技术性能优势及环保特点，符合现代化混凝土工程的需要。因此，聚羧酸减水剂正逐渐成为配制高性能混凝土的首选外加剂。
1.聚羧酸减水剂的特点及存在的问题
就商品混凝土而言，聚羧酸系减水剂与萘系减水剂相比，具有以下特点：（1）在较低掺量时就能达到理想的减水率；（2）强度增长效果大；（3）具有较好的流动性及保坍性，对混凝土的凝结时间影响较小，可满足远距离、超高层建筑的混凝土泵送要求；（4）对水泥的适应性好；（5）混凝土体积稳定性好，对现浇板面的裂缝情况有很好的控制作用。目前我国核电站、大桥建设、高铁动车等线路的混凝土施工均使用聚羧酸系减水剂，并取得了很好的效果，但商品混凝土搅拌站与这些专用拌合站在原材料采购、管理运行等方面存在较大差异，导致商品混凝土搅拌站在使用聚羧酸减水剂时，会出现各种各样的问题[1]。
在我国，聚羧酸减水剂已成功应用在三峡大坝、苏通大桥、田湾核电站、京沪高铁等国家大型水利、桥梁、核电、铁路工程，并取得了显著的成果。但是聚羧酸减水剂也存在一些问题：（1）高温环境下保坍性不足；（2）温度敏感性强，同种聚羧酸减水剂在不同季节施工，混凝土保坍性相差甚远；（3）功能性产品较少，很难满足超高、超长距离混凝土泵送施工、超早强混凝土的制备以及混凝土高耐久等要求；（4）粘度高，在高掺合料、低水胶比混凝土配制中，混凝土粘度高，不利于施工；（5）对砂石集料的含泥量敏感性强。（6）对机制砂适应性差[2]。
2.聚羧酸减水剂复配的影响分析
复配是全球混凝土外加剂的发展趋势之一。选用合适的引气剂、缓凝剂、增稠剂与聚羧酸减水剂进行科学合理复配是目前国内改善混凝土减水剂的减水率，提高坍落度保持性能的主要措施。对复合效应的研究可以促进多种减水剂以最优性能，最低成本进行复合，充分发挥各种组分的优异性能。如聚羧酸减水剂与葡萄糖酸钠复配使用，可以有效提高混凝土的施工性能，延长混凝土的凝结时间。另外，减水剂与引气剂和消泡剂复配可以在混凝土内部形成微小稳定的气泡，从而使混凝土抗冻性和流动性得到改善。将木质素磺酸钙与萘系高效减水剂进行复配，不仅可以提高混凝土的减水效率，提高混凝土拌合物的流动性、节约原料成本，且在温度较高的环境下仍具有较好的效果。但是复配后的减水剂性能很不稳定，且对原材料的适应性差。当下国内大多数生产商都采用单一的聚羧酸减水剂母液进行复配，对于一些高性能混凝土就以难达到要求，给减水剂的复配工艺带来很多的困难[3]。另外，不同厂家的聚羧酸减水剂性能相差很大，不能保证减水剂在复配后都能取得理想的应用效果，工程中常出现减水剂缓凝时间过长、混凝土离析、泌水、耐久性和体积稳定性差等诸多问题。在利用各种助剂提高减水剂性能的同时必须考虑到减水剂母液本身的重要性，既要发挥各种助剂的协同作用，更要提高母液的多功能性。通过不同功能的母液复配达到最佳的效果。
3.聚羧酸减水剂减水率与保坍性能的矛盾分析
聚羧酸减水剂的保坍性能，从作用机理上聚羧酸减水剂集中体现了表面活性剂分子中活性基团的多样性。不但活性基团的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，分子结构呈梳型。主链很强的极性阴离子“ 锚固”基团用以吸附在水泥颗粒上，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。而高的减水率则表现在需要更多长的大分子主链和支链，在聚羧酸减水剂合成过程中长主链与短而密的支链间存在着竞争关系。因此，从聚羧酸减水剂的分子设计来说，高的减水率与良好的保坍性能本身是一个矛盾的过程，要突破这个矛盾，必须在分子设计上或者在合成过程中加入新的基团和小单体方面进行深入研究。否则依靠单一的提高聚羧酸减水剂的减水率不但不能起到降低成本的目的，而且会带来保坍方面的问题。
4.聚羧酸减水剂与主要原材料的适应性问题
在水泥的应用过程中，生产厂家的不同对同种聚羧酸减水剂表现的适应性也各不相同，有的混凝土搅拌站更换水泥品牌后发现原有的减水剂根本没有没办法使用。水泥的矿物成分影响聚羧酸减水剂的性能发挥，水泥中C3A、C4AF含量较高时，会降低其初始流动度，且C4AF含量高时还会降低其保坍性能[4]。水泥中碱含量应控制在0.4%～0.63%范围内，对聚羧酸系减水剂的适应性较好。水泥颗粒对聚羧酸分子的吸附与其流动性成正相关性。聚羧酸减水剂对水泥的适应性问题现在仅限于理论研究，实践中遇到类似的问题只能采取更换减水剂来解决。
砂石原料含泥量是混凝土用砂石骨料质量标准中一项常用的指标。由于砂石多为天然地方性材料，材质随成因、产地、采集、堆运等情况的不同而变化，常常会遇到含泥量达不到相关标准规定的情况。而聚羧酸高性能减水剂对砂石原料中含泥量尤为敏感，砂石原料中含泥量对新拌混凝土的工作性和流动性影响非常严重。首先对于混凝土工作性的影响，高含泥量砂石原料会减小混凝土坍落度并加大混凝土坍落度损失；其次对于混凝土力学性能也有影响，砂石原料含泥量大于 3%会大大降低混凝土的强度发展。目前工程应用中都是通过加大减水剂掺量的办法来抵消高含泥量对混凝土性能的影响，但加大减水剂掺量的同时也提高了每立方米混凝土的成本，且大大增加了混凝土施工的难度。因此，正确认识砂石含泥量及其对混凝土性能的影响，并针对具体情况采取相应有效措施是十分必要的。
5.结束语
综上所述，在我国聚羧酸减水剂已在商品混凝土应用中广泛使用，发挥不可或缺的功能及作用，为了有效改善聚羧酸减水剂混凝土新拌性能、减小坍落度损失、减少泌水、提高早期强度等，除了采用合成工艺来实现，还可以通过简单有效的不同类型聚羧酸减水剂母液产品间的复合以及与其他外加剂或组分复配来改善和提高。复配成分包括缓凝（常用的有葡萄糖酸钠、柠檬酸、糖类、酒石酸等）、保水、早强、消泡、引气组分等，目的是实现各组分的协同作用、叠加作用、配伍效应。聚羧酸减水剂尤其对骨料含泥量影响比较敏感，工作人员还需在合成与复配工作中进行大量的研究实践，并积极参考国内外其他先进的应用技术和应用手段，以解决和改善其适应性的问题。
参考文献：
[1]李伟.聚羧酸减水剂在商品混凝土应用中的常见问题及控制要点[J].研究探讨，2020，2（1）
[2]杜丽娟.聚羧酸减水剂研究[J].现代商贸工业，2009，21（6）
[3]王明丽，张家彬.聚羧酸系高效减水剂合成工艺研究现状[J].混凝土，2007，2（6）
[4]王子名.聚羧酸系高性能减水剂——制备、性能与应用[M].中国建筑工业出版社，2009