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上世紀(jì)八十年代末，為滿足高強(qiáng)混凝土、大流動(dòng)性混凝土及混凝土高耐久性的技術(shù)需求，日本、美國、德國等國家開始了聚羧酸類高效減水劑的研究。我國許多科研院所及高校于九十年代也開始了上述產(chǎn)品的研制。據(jù)有關(guān)報(bào)道，目前已有數(shù)十家企業(yè)可以生產(chǎn)此類產(chǎn)品，生產(chǎn)品種多為甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物，丙烯基醚共聚物，酰胺/酰亞胺等與國外研究路線基本相近。

國內(nèi)有關(guān)報(bào)道所顯示的一些產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)顯示：該產(chǎn)品的共有特點(diǎn)是“低摻量、高減水、低收縮、低坍損及高耐久性”，實(shí)是一種多功能優(yōu)質(zhì)高效減水劑，也是國內(nèi)外混凝土外加劑的發(fā)展方向。為全面推廣聚羧酸類減水劑，有關(guān)單位近幾年已舉辦了近十次有關(guān)聚羧酸酸高性能減水劑的產(chǎn)品研討會或產(chǎn)品推介會，國內(nèi)有關(guān)雜志發(fā)表的有關(guān)聚羧酸減水劑的技術(shù)論文，筆者所見已近百篇。可以說，研制并生產(chǎn)聚羧酸類減水劑在我國已形成了一股熱潮。但筆者感到不解的是，幾年來還沒有一家外加劑廠真正在大批量生產(chǎn)此類產(chǎn)品。筆者熟悉的廣東、江蘇、上海幾所較大外加劑廠聚羧酸產(chǎn)品月銷量只有百噸或數(shù)百噸，多數(shù)將開發(fā)此類產(chǎn)品作為企業(yè)的技術(shù)儲備，甚至將該產(chǎn)品在國內(nèi)一些重點(diǎn)工程應(yīng)用作為一個(gè)提高企業(yè)知名度的宣傳措施。筆者認(rèn)為，影響聚羧酸類產(chǎn)品大量普及應(yīng)用的真正原因應(yīng)該是：一、對該產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)研究不夠;二、多數(shù)企業(yè)缺乏對系列化產(chǎn)品工藝的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，生產(chǎn)品種較為單一;三、目前國內(nèi)混凝土工程百分之九十為C40以下普通混凝土，而目前國產(chǎn)聚羧酸類產(chǎn)品與常用外加劑復(fù)配產(chǎn)品相比沒有技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢。現(xiàn)就聚羧酸類產(chǎn)品應(yīng)用中所發(fā)現(xiàn)的問題淺析如下：

一、 聚羧酸類產(chǎn)品的應(yīng)用范圍

由于此關(guān)產(chǎn)品的優(yōu)勢是高減水、高增強(qiáng)。因此它最適用于配制高強(qiáng)混凝土、大流動(dòng)性混凝土，加之它的高保塑性，用于高強(qiáng)商品混凝土施工更能發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。目前即使在應(yīng)用面較大的日本，低標(biāo)號混凝土中聚羧酸產(chǎn)品應(yīng)用面也不十分廣范。

筆者曾多次在C30低標(biāo)號混凝土中將聚羧酸高效減水劑與常用以萘系高效減水劑為主劑的復(fù)合產(chǎn)品進(jìn)行對比測試，試驗(yàn)結(jié)果表明，在C30混凝土施工中，聚羧酸類產(chǎn)品毫無技術(shù)優(yōu)勢，混凝土早期強(qiáng)度甚至低于萘系產(chǎn)品，應(yīng)用成本聚羧酸類更高。目前國內(nèi)缺少適用于低標(biāo)號混凝土價(jià)廉物美的品種。

在C40泵送混凝土施工中發(fā)現(xiàn)，聚羧酸類產(chǎn)品雖然有一定引氣性，有利于泵送施工，但由于該產(chǎn)品會增大混凝土粘稠度，泵送施工需增大泵壓，因此，應(yīng)用中也失去了一定優(yōu)勢。

二、聚羧酸類減水劑對水泥適應(yīng)性

施工單位對與外加劑與水泥適應(yīng)性，主要是指對混凝土流動(dòng)性的改善及混凝土坍落度的保持性能。對水泥適應(yīng)性而言，聚羥酸類產(chǎn)品明顯占有一定優(yōu)勢。但由于我國水泥產(chǎn)品礦化成份較為復(fù)雜，加之摻合料的大量應(yīng)用，聚羧酸類產(chǎn)品對不同水泥仍存在水泥適應(yīng)性問題。用于高堿水泥，比表面積較大或水泥中C3A含量較高的水泥，水泥中調(diào)凝劑石膏存在一定問題的水泥，與其它減水劑一樣同樣也不適應(yīng)。我們收集了廣東江蘇用量較大的15種普硅水泥，用萘系高效減水劑與聚羧酸類高效減水劑同做水泥適應(yīng)性試驗(yàn)，結(jié)果見下表：

從上表可以看出，聚羧酸類高效減水劑對水泥適應(yīng)性高于萘系產(chǎn)品，但仍有兩種水泥聚羧酸類不能適應(yīng)（占13%），所謂聚羧酸類減水劑水泥適應(yīng)性好只是與萘系產(chǎn)品相對而言。我們在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，用于可溶性硫酸鹽較高的水泥，聚羧酸類減水劑甚至不如萘系低濃效果好。這可能是硫酸根離子與聚羧酸減水劑對水泥競爭吸附的結(jié)果，也可能是大量硫酸根離子使聚羧酸外加劑中的EO鏈產(chǎn)生了收縮，減弱了EO鏈的立體位阻效應(yīng)。筆者認(rèn)為，所見有關(guān)報(bào)道“聚羧酸類減水劑對水泥適應(yīng)性好”不應(yīng)被無限夸大，只能是相對而言，絕不是該產(chǎn)品對任何水泥都能適應(yīng)。

三、 聚羧酸類減水劑對混凝土收縮性能的影響

對于聚羧酸減水劑的減縮功能機(jī)理目前仍在研究中，很可能與由于減水并減少了膠凝材料用量有關(guān)，也可能與大幅度降低了溶液的表面張力有關(guān)。

我們測試了多種國產(chǎn)及日本產(chǎn)品，它們的減縮率相近，一般多為10%左右，個(gè)別產(chǎn)品能達(dá)到15%，而許多報(bào)道中都宣稱減縮率可達(dá)20%以上，不知是否有所夸張？我們也測試了以萘系高效為主劑復(fù)配了聚醚類減縮劑產(chǎn)品，它的減縮率明顯高于聚羧酸類產(chǎn)品。不難看出，降低混凝土收縮率并非只有聚羧酸類產(chǎn)品可以達(dá)到。

四、 聚羧酸類減水劑的引氣性

混凝土適當(dāng)引氣可以明顯改善混凝土的可泵性、保水性、防止混凝土泌水分層離析，還可以提高混凝土抗?jié)B、抗凍等耐久性能。而如果混凝土含氣量過大會影響混凝土強(qiáng)度?；炷聊途眯砸膊⒎呛瑲饬吭礁吣途眯栽胶?。筆者測試的幾種聚羧酸類減水劑上，含氣量明顯偏高，甚至達(dá)到5-6%，混凝土也顯得太稠，這也是該產(chǎn)品的弱勢所在。經(jīng)試驗(yàn)，只有降低該產(chǎn)品的摻用量或同摻消泡劑才能解決這種現(xiàn)象，而如果摻量過少不能發(fā)揮該產(chǎn)品的性能優(yōu)勢。目前國產(chǎn)多種消泡劑對聚羧酸類產(chǎn)品不能相溶，這是該產(chǎn)品有待解決的難題。

五、 聚羧酸類減水劑與其它外加劑的相溶性

為進(jìn)一步改善聚羧酸類減水劑的性能，提高其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，該產(chǎn)品必需與其它外加劑復(fù)合同摻，但該產(chǎn)品對所復(fù)配的外加劑有較高的選擇性。目前國產(chǎn)減水劑有一半不能與該產(chǎn)品相溶。該產(chǎn)品對緩凝劑也有選擇性，例如與羥基酸鹽類緩凝劑相配穩(wěn)定性不好，與多種磷酸鹽緩凝劑也不能相溶。許多減水劑在加入緩凝劑后混凝土流動(dòng)性隨著緩凝劑的加入量增大而提高，但試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，聚羧酸類減水劑與緩凝劑復(fù)配只能摻入一定緩凝劑，隨著緩凝劑用量增大，混凝土流動(dòng)性卻會急劇下降。這就對在大體積混凝土、高溫施工混凝土等有較長緩凝時(shí)間要求的混凝土中的應(yīng)用產(chǎn)生不利影響。優(yōu)質(zhì)引氣劑與木鈣、木鈉減水劑同摻，可改善混凝土中的氣泡性能（泡徑更小更細(xì)密），但該產(chǎn)品與聚羧酸類減水劑同摻卻不能改變產(chǎn)品的氣泡性能。

六、 解決聚羧酸類減水劑性能不足的措施

該產(chǎn)品的性能缺陷或差異是完全可以解決的。首先在產(chǎn)品合成配方設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮多品種，在施工中可根據(jù)混凝土工程的不同技術(shù)要求差異有選擇地應(yīng)用。例如，通過變化側(cè)鏈長度或主鏈單體，引入一些其它活性基因來改善混凝土的保塑性能。引入一定的磺酸基提高混凝土早期強(qiáng)度，通過控制羧基側(cè)鏈分子量解決此類產(chǎn)品的引氣量問題。產(chǎn)品中的親水基團(tuán)影響外加劑的減水性能，采用******酸酯比控制混凝土減水性能。另外，可通過控制產(chǎn)品分子量讓外加劑空間位阻效應(yīng)有效發(fā)揮。

與多種其它外加劑復(fù)合使用是改善聚羧酸類減水劑性能的又一有效途徑。例如，與易使混凝土產(chǎn)生泌水的減水劑復(fù)合，改善混凝土過稠現(xiàn)象，與相溶性好的緩凝劑復(fù)合有效調(diào)整混凝土凝結(jié)時(shí)間，與木鈉木鈣等普通減水劑合用有利于降低外加劑應(yīng)用成本。

混凝土高減水雖然有利于強(qiáng)度的提高，但絕不是提高強(qiáng)度的唯一途徑。水灰比過低對混凝土早期收縮抗裂性能并不好，對于一些超高強(qiáng)混凝土宜采用多種增強(qiáng)措施，不必采用過高的減水率。對于中低標(biāo)號混凝土應(yīng)適當(dāng)降低聚羧酸類減水劑摻用量，可以滿足這些混凝土的技術(shù)需求，還可以降低使用成本，減小產(chǎn)品的不利因素影響。

必須指出的是，上述聚羧酸類減水劑應(yīng)用中的問題討論并非是筆者對目前國內(nèi)所研制產(chǎn)品的全面否定，主要是分析此類產(chǎn)品性能的不足之處，有利于產(chǎn)品的不斷改善，目前國產(chǎn)聚羧酸產(chǎn)品由于設(shè)計(jì)合成工藝配方不同，不一定都存在上述問題。只有多進(jìn)行產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)的細(xì)致研究，才能讓此類第三代外加劑得以普及應(yīng)用。

結(jié)論：

1. 目前國產(chǎn)聚羧酸類產(chǎn)品雖然產(chǎn)品性能與常用外加劑相比較為優(yōu)越，但國內(nèi)多數(shù)品種只適用于高強(qiáng)、高流動(dòng)性混凝土，用于低標(biāo)號混凝土應(yīng)用效果不如其它高效減水劑產(chǎn)品。

2. 通過改變產(chǎn)品合成工藝配方設(shè)計(jì)有利于產(chǎn)品性能的改善。

3. 國產(chǎn)聚羧酸類減水劑的研究方向應(yīng)該是多品種，產(chǎn)品系列化。

4. 目前國產(chǎn)聚羧酸類減水劑使用成本較高，與其它較低廉的外加劑復(fù)合使用是普及該產(chǎn)品應(yīng)用的方向，但需多進(jìn)行相溶性研究。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 蔣亞清“高性能減水劑技術(shù)要點(diǎn)” 全國高性能減水劑工程應(yīng)用技術(shù)交流研討會文集2007.6.9