聚羧酸减水剂应用中的理论问题

河海大学材料科学与工程学院 蒋亚清 · 2008-07-02 00:00

1. 组成、结构与性能的关系

  吸附-分散是减水剂效能发挥的前提和基础,无论是以静电作用为机制还是以空间位阻作用为机制的减水剂,其在水泥颗粒表面的吸附形态、水泥颗粒ζ-电位的变化、体系自由熵的变化是决定减水剂吸附-分散效能的重要因素。

  需更深入地研究分子设计理论。

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2.空间位阻增效构建理论

  聚羧酸减水剂主要通过空间位阻效应对水泥起分散和分散保持作用。但是,聚羧酸减水剂也存在与水泥品种的适应性问题,严重时甚至会导致混凝土在拌制后即失去流动性。尚无一种特定分子结构及分子量的聚羧酸系减水剂能够适应所有的水泥品种,对不同C3A含量、不同碱含量、以不同石膏调凝的水泥,特定品种的聚羧酸减水剂会表现出不同甚至相反的作用效果。 

2.空间位阻增效构建及其机理

  应利用现代分析测试手段,揭示聚羧酸减水剂组成、结构对空间位阻效应的影响规律,通过构建空间位阻与静电作用双重分散机制;通过合理复配,提高与可溶性硫酸盐的竞争吸附。

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3.掺聚羧酸减水剂水泥的早期水化特性

  水泥以二水石膏或无水石膏作调凝组分。在硫酸钙存在时,聚羧酸减水剂加快了水泥中铝酸三钙的水化。因此,选择合适的缓凝剂是当前聚羧酸减水剂应用中亟待解决的问题之一。

  对补偿收缩混凝土,聚羧酸减水剂与膨胀效能关系的基础研究值得重视。

4. 用水量易感性与混凝土流变性能

  聚羧酸减水剂对混凝土用水量非常敏感,因而要求混凝土具有适宜的流变性能:较高的屈服应力、较高的塑性粘度和触变性,主要通过调整配合比来解决。

  适当改变聚羧酸减水剂掺量和缓凝剂用量,对优化混凝土流变参数也具有一定作用。

5. 引气与消泡

  聚羧酸减水剂的高引气特性对混凝土强度不利。采用消泡再引气的方法,存在消泡剂分散不良、PCA和消泡剂相溶性太差,消泡剂常从水中分离飘浮于溶液表面等问题。

6. PCA在普通混凝土中的应用理论

  由于 PCA对用水量的易感性,使得在水灰比较高时,PCA掺量大幅度降低,甚至应用成本与萘系减水剂具有可比性。

  需加强应用基础研究,探索聚羧酸减水剂低掺量广普应用的技术原理。

结束语

  聚羧酸类减水剂是混凝土外加剂的重要发展方向,已在重大和重点工程中得到广泛应用,但仍存在与水泥品种的适应性问题。其与可溶性硫酸盐的竞争吸附、高引气特性、促进C3A水化的问题应引起足够重视。

  聚羧酸类减水剂分子特性多变,需针对水泥性状设计PCA分子或进行复配使用。

  还应重视在中、低强度混凝土中推广应用PCA。

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