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原材料适应性对聚羧酸减水剂应用的影响

编辑:华伟银凯   发布时间:2017-7-7?

  聚羧酸减水剂具有减水率高、适应性好等特点,越来越多的受到大家的青睐。


  近些年来,聚羧酸减水剂相关的研究工作主要集中在如下几个方面:1.合成工艺的研究以及组成和分子结构的优化,以进一步提高聚合物的减水性能和流动性保持能力;2.分子结构与性能关系的研究,以及这种新型高性能减水剂的作用机理研究;3.应用技术方面的研究;4.母液系列化以及不同母液之间的相互复配性能的研究。虽然聚羧酸减水剂对水泥的适应性相比于其他减水剂较好,但实际工程应用中发现,聚羧酸系减水剂与水泥仍然存在着适应性问题,而大家对聚羧酸系减水剂与各种混凝土原材料之间的适应性问题研究的不多,工程实际证明这恰恰是制约聚羧酸系减水剂推广应用的重要因素。


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  聚羧酸减水剂对于不同水泥表现出来的分散性和流动性保持能力并不相同,应用于某种水泥流动性及其保持能力表现良好的聚羧酸系减水剂,对其他水泥使用时,可能会使其流动性快速损失。除水泥之外,其他混凝土原材料也与聚羧减水剂有着适应性问题,试验发现掺加聚羧酸高性能减水剂的水泥净浆流动度2小时内基本保持不变,而使用完全相同原材料的混凝土新拌合物的流动性在半小时内几乎完全丧失。使用完全相同材料的水泥浆体流动度结果与混凝土新拌合物流动度结果有着巨大的反差,这充分说明了混凝土中其他原材料对聚羧酸减水剂的应用性能也有很大影响。

  大多数加入水泥浆体的有机外加剂对水泥颗粒或水泥水花颗粒表现出亲和力,这导致了显著的吸附,带电荷的有机物分子通过静电力与颗粒表面相互作用(颗粒的表面电荷与外加剂分子的离子团)。除了水泥相和外加剂之间的化学反应,吸附的化合物将改变水泥颗粒的表面特性进而影响它与液相以及其他水泥颗粒之间的相互作用。除了水泥浆体与外加剂界面之间的相互作用,被吸附的物质还将改变水泥粒子的表面特性去影响其与液相以及跟其他水泥粒子之间的化学作用。典型的吸附型阴离子表面活性剂和被吸附物会向粒子表面传递净负静电荷,引起相邻水泥颗粒表面间的相互排斥并且有利于增强分散作用。

  聚羧酸减水剂起减水作用,主要是主链上的羧基制造出阴离子效果与中性的含有聚氧乙烯的长侧链之间产生的空间位阻作用。聚羧酸高性能减水剂主链上大多接枝各种活性基团,如具有一定长度的羧基、聚氧乙烯链、磺酸基、-COOH和-SO3Na等能对水泥颗粒产生分散和流动作用的极性基团。聚羧酸系高性能减水剂一般以梳状方式吸附在水泥颗粒层间,首先因为其空间位阻作用让水泥粒子之间分散,减少其凝聚。另外,聚羧酸减水剂分子的EO侧链因为较长,仍然可以在有机矿物颗粒表面之间伸展,所以水泥的水化反应对聚羧酸减水剂分子影响就比较小,可以使其长时间的维持其良好的分散效果,让混凝土减小坍落度损失。

  大量的试验及工程实践表明,砂石原料中泥对聚羧酸减水剂具有近乎致命性的影响,由于粘土的层状结构,使其对聚羧酸减水剂具有强烈的吸附,导致水泥浆体中有效减水剂的含量大幅降低,这种影响主要体现在对新拌混凝土工作性影响上,以及对构筑物后期强度及结构稳定性的影响上。粉煤灰、矿粉等掺合料对聚羧酸系减水剂的应用性能也有明显影响。

  由于实际混凝土工程中的原材料条件及应用环境都远比试验室研究情况复杂,目前应用过程中还有许多相关的应用技术需要不断地研究探讨,特别是聚羧酸系减水剂对混凝土的适应性问题,对用水量敏感性问题以及滞后泌水等新问题,还需要系统研究。此外,聚羧酸系高性能减水剂在普通商品混凝土中的应用技术和经济性,适合于小坍落度混凝土的坍落度保持问题等也需要开发适宜的聚羧酸系聚合物。为了使聚羧酸系减水剂在工程应用中发挥出最佳的性能,大量推广聚羧酸系减水剂在工程中的应用,保证混凝土施工质量和结构安全,必须深入研究混凝土原材料对聚羧酸系减水剂的应用性能的影响,找出混凝土原材料对聚羧酸系减水剂应用性能的影响规律和影响机制。

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  山东华伟银凯建材科技股份有限企业,专注混凝土外加剂研发与生产。企业聚羧酸减水剂研究成果发表在1996年《化学建材》第一期,并于2003年成功应用于宜万铁路宜昌长江大桥。多年来,企业对相关产品进行了多次技术升级,几十项国家大型重点工程的成功应用,见证了华伟外加剂的品质!

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