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原創(chuàng) 2017-06-30 砼話

自從聚羧酸減水劑發(fā)明以來，研究工作主要集中在如下幾個方面：①聚羧酸系減水劑的合成工藝研究以及組成和分子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以進(jìn)一步提高聚合物的減水性能和流動性保持能力；②分子結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的研究，以及這種新型高效減水劑的作用機(jī)理研究；③聚羧酸系高性能減水劑的應(yīng)用技術(shù)研究；④聚羧酸系減水劑的母液和系列化以及不同母液之間的相互復(fù)配性能；⑤聚羧酸減水劑的粉狀化制備技術(shù)。而對聚羧酸系減水劑與各種混凝土原材料之間的適應(yīng)性問題研究的不多，工程實際證明這恰恰是制約聚羧酸系減水劑推廣應(yīng)用的重要因素。
雖然聚羧酸減水劑對水泥的適應(yīng)性相比于其他減水劑較好，但實際工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，聚羧酸系減水劑與水泥仍然存在著適應(yīng)性問題，不僅相同品種的聚羧酸系減水劑對于不同水泥表現(xiàn)出來的分散性和分散性保持能力都不相同，應(yīng)用于某種水泥流動性及其保持能力表現(xiàn)良好的聚羧酸系減水劑，對其他水泥使用時，可能會使其流動性快速損失；而且，同一種聚羧酸減水劑應(yīng)用于不同水泥中時，其流動性及保持能力也有差異。
除水泥之外，其他混凝土原材料也與聚羧酸系高性能減水劑有著適應(yīng)性問題，試驗發(fā)現(xiàn)摻加聚羧酸減水劑的水泥凈漿流動度2小時內(nèi)基本保持不變，而使用完全相同原材料的混凝土新拌合物的流動性在半小時內(nèi)幾乎完全喪失。使用完全相同材料的水泥漿體流動度結(jié)果與混凝土新拌合物流動度結(jié)果有著巨大的反差，這充分說明了混凝土中其他原材料對聚羧酸減水劑的應(yīng)用性能也有很大影響。
大多數(shù)加入水泥漿體的有機(jī)外加劑對水泥顆粒或水泥水花顆粒表現(xiàn)出親和力，這導(dǎo)致了顯著的吸附，帶電荷的有機(jī)物分子通過靜電力與顆粒表面相互作用（顆粒的表面電荷與外加劑分子的離子團(tuán)）。除了水泥相和外加劑之間的化學(xué)反應(yīng),吸附的化合物將改變水泥顆粒的表面特性進(jìn)而影響它與液相以及其他水泥顆粒之間的相互作用。除了水泥漿體與外加劑界面之間的相互作用，被吸附的物質(zhì)還將改變水泥粒子的表面特性去影響其與液相以及跟其他水泥粒子之間的化學(xué)作用。典型的吸附型陰離子表面活性劑和被吸附物會向粒子表面?zhèn)鬟f凈負(fù)靜電荷，引起相鄰水泥顆粒表面間的相互排斥并且有利于增強(qiáng)分散作用。
聚羧酸系減水劑的減水作用的主要是主鏈上的羧基制造出陰離子效果與中性的含有聚氧乙烯的長側(cè)鏈之間產(chǎn)生的空間位阻作用。聚羧酸高性能減水劑主鏈上大多接枝各種活性基團(tuán)，如具有一定長度的羧基、聚氧乙烯鏈、磺酸基、-COOH和-SO3Na等能對水泥顆粒產(chǎn)生分散和流動作用的極性基團(tuán)。聚羧酸系高性能減水劑一般以梳狀方式吸附在水泥顆粒層間，首先因為其空間位阻作用讓水泥粒子之間分散，減少其凝聚。另外，聚羧酸減水劑分子的EO側(cè)鏈因為較長，仍然可以在有機(jī)礦物顆粒表面之間伸展，所以水泥的水化反應(yīng)對聚羧酸減水劑分子影響就比較小,可以使其長時間的維持其良好的分散效果，讓混凝土減小坍落度損失。
大量的試驗及工程實踐表明，砂石原料中泥對聚羧酸減水劑具有近乎致命性的影響，由于粘土的層狀結(jié)構(gòu)，使其對聚羧酸減水劑具有強(qiáng)烈的吸附，導(dǎo)致水泥漿體中有效減水劑的含量大幅降低，這種影響主要體現(xiàn)在對新拌混凝土工作性影響上，以及對構(gòu)筑物后期強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響上。粉煤灰、礦粉等摻合料對聚羧酸系減水劑的應(yīng)用性能也有明顯影響。
由于實際混凝土工程中的原材料條件及應(yīng)用環(huán)境都遠(yuǎn)比試驗室研究情況復(fù)雜，目前應(yīng)用過程中還有許多相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)需要不斷地研究探討，特別是聚羧酸系減水劑對混凝土的適應(yīng)性問題，對用水量敏感性問題以及滯后泌水等新問題，還需要系統(tǒng)研究。此外，聚羧酸系高性能減水劑在普通商品混凝土中的應(yīng)用技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性，適合于小坍落度混凝土的坍落度保持問題等也需要開發(fā)適宜的聚羧酸系聚合物。為了使聚羧酸系減水劑在工程應(yīng)用中發(fā)揮出佳的性能，大量推廣聚羧酸系減水劑在工程中的應(yīng)用，保證混凝土施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全，必須深入研究混凝土原材料對聚羧酸系減水劑的應(yīng)用性能的影響，找出混凝土原材料對聚羧酸系減水劑應(yīng)用性能的影響規(guī)律和影響機(jī)制。
又會導(dǎo)致過度緩凝或離析等故障現(xiàn)象。高性能混凝土是與高效減水劑大劑量相聯(lián)系的。高效減水劑的摻量（占膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)）一般為。由于高性能混凝土一般為低水膠比和低用水量，在某種情況下，混凝土坍落度的加大是以增加高效減水劑的摻量來實現(xiàn)。
（4）骨料
高性能混凝土比普通混凝土強(qiáng)度高，用水量少，骨料的性質(zhì)對混凝土的強(qiáng)度、工作性都有著較大影響。普通混凝土適當(dāng)加大粗骨料大粒徑可一定程度上提高混凝土的工作性和強(qiáng)度。但對于高性能混凝土應(yīng)使用大粒徑小的骨料，因為加大骨料尺寸會使混凝土性能下降。優(yōu)良的骨料級配是節(jié)約水泥、保證混凝土良好工作性的重要因素。