聚羧酸减水剂与混凝土原材料的相容性

聚羧酸减水剂与混凝土原材料的相容性

一直以来，混凝土的工作性能和强度都与水灰比有很大的关系，例如配制高强度混凝土通常需要采用低水灰比，而低水灰比必然导致混凝土流动性减小，不利于施工。减水剂的出现成功的缓和了由于水灰比导致的混凝土工作性能和强度之间的矛盾，使得配制的混凝土同时具有良好工作性和高强度成为可能。
 

聚羧酸减水剂由于具有掺量低、减水率高、保坍性好、分子结构可调和绿色环保等优点，使其应用范围越来越广，聚羧酸减水剂更是配制超高远泵送混凝土、自密实混凝土、高强混凝土等高性能混凝土首选的减水剂。    聚羧酸减水剂虽然得到越来越广泛的应用，但是在实际应用过程中也出现了聚羧酸减水剂减水分散效果不好、混凝土异常凝结、坍落度经时损失过大甚至混凝土强度下降等情况，其中聚羧酸减水剂与混凝土各原材料之间的相容性问题是主要原因之一。

根据JC/T1083-2008《水泥与减水剂相容性试验方法》中水泥与减水剂相容性的定义，若加入的减水剂饱和掺量点明确、水泥净浆初始流动性较好、经时损失小以及无明显泌水、离析等现象，那么表明该减水剂与水泥的相容性良好。聚羧酸减水剂与混凝土各原材料之间都存在着相容性问题，主要表现在以下几个方面：

（1）水泥

当使用同种聚羧酸减水剂而不同水泥时，有可能出现这种聚羧酸减水剂与一种水泥相容性良好却与另一种水泥相容性差，当使用同种水泥而不同聚羧酸减水剂时，也有可能出现类似情况，从表面上看是由于水泥和聚羧酸减水剂品种不同导致的，其实质却是与其物理化学性质有关。此外，水泥比表面积也是影响其与聚羧酸减水剂相容性的原因，当水泥比表面积增大时，由于水泥颗粒与水和聚羧酸减水剂分子的接触面积增大，导致表面能增加，水泥水化速度加快，吸附作用增强，因此会导致水泥浆的经时损失变大，造成相容性不良。

（2）矿物掺合料

粉煤灰、矿渣和硅灰等工业固体废弃物作为混凝土掺合料不仅起到了绿色环保的作用，同时从技术层面也是配制高性能混凝土不可缺少的原材料。矿物掺合料与聚羧酸减水剂之间的相容性主要是由于掺合料对聚羧酸减水剂的吸附引起的，粒化高炉矿渣和含球形玻璃体较多的优质粉煤灰对聚羧酸减水剂吸附少，故它们之间相容性良好。

含碳量是影响粉煤灰与聚羧酸减水剂相容性的主要原因，含碳量高的粉煤灰能吸附大量的聚羧酸减水剂和水分，使得其与聚羧酸减水剂相容性差。硅灰由于具有很高的比表面积，能够吸附大量聚羧酸减水剂，其与聚羧酸减水剂相容性差。

（3）其他化学外加剂

外加剂的复配可以起到超叠加效应，作为一条技术路线越来越多的应用于混凝土领域。有时仅使用一种减水剂不能满足施工要求，因此就需要不同减水剂进行复配，聚羧酸减水剂与其他减水剂的适应性因其他减水剂种类而异，聚羧酸减水剂与木质素磺酸盐类减水剂适应性较好，与萘系减水剂复配使用会产生负面影响。另外，聚羧酸减水剂与早强剂、缓凝剂和膨胀剂等其他外加剂之间也存在相容性问题，特别是外加剂中硫酸盐含量和碱含量对相容性影响较大。

（4）砂石骨料

砂石骨料对混凝土的各项性能有直接影响，其中含泥量是衡量骨料质量的主要指标之一。在聚羧酸减水剂出现之前，由于砂石中的泥粉在规范规定范围内对混凝土性能影响相对较小，没有引起广泛重视。近年来随着聚羧酸减水剂用量增加，而品质较好的天然砂石资源逐渐紧缺，当用含粉量较高的机制砂和含泥量较高的天然砂石配制混凝土时，表现出聚羧酸减水剂与其相容性不好。聚羧酸减水剂对砂石含泥量显得尤为敏感，当砂石中含泥量较高时，严重影响聚羧酸减水剂的减水分散性能、会降低混凝土的工作性能和强度。

（5）硫酸盐及碱含量

混凝土中硫酸盐主要来源于水泥熟料、掺合料、外加剂和对水泥起缓凝作用的外掺石膏等。大量研究表明硫酸盐一方面与聚羧酸减水剂存在竞争吸附，使得起分散水泥颗粒的聚羧酸减水剂减少，另一方面硫酸盐的存在会降低聚羧酸减水剂的空间位阻作用，从而影响聚羧酸减水剂的减水分散性能。

来源：银泰化​学