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聚羧酸減水劑于混凝土流變劑原材料的相容性

長(zhǎng)期以來，混凝土流變劑的工作性能和強(qiáng)度與水灰比密切相關(guān)，如配制高強(qiáng)度混凝土流變劑一般需采用低水灰比，而低水灰比必然會(huì)降低混凝土的流動(dòng)性，不利于施工。減水劑的成功緩解了水灰比引起的混凝土工作性能與強(qiáng)度之間的矛盾，使配制的混凝土流變劑同時(shí)具有良好的工作性能和高強(qiáng)度。

聚羧酸減水劑因其摻量低、減水率高、保坍性好、分子結(jié)構(gòu)可調(diào)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。聚羧酸減水劑是制備超高遠(yuǎn)程泵送混凝土、自密實(shí)混凝土、高強(qiáng)度混凝土等高性能混凝土的首選減水劑。聚羧酸減水劑雖然應(yīng)用越來越廣泛，但在實(shí)際應(yīng)用過程中也出現(xiàn)了聚羧酸減水劑減水分散效果差、混凝土流變劑異常凝結(jié)、坍落度經(jīng)時(shí)損失過大甚至混凝土強(qiáng)度下降的情況，其中聚羧酸減水劑與混凝土各原材料的相容性是主要原因之一。

根據(jù)JC/T1083-2008《水泥與減水劑相容性試驗(yàn)方法》中水泥與減水劑相容性的定義，如果加入的減水劑飽和點(diǎn)明確，水泥凈漿初始流動(dòng)性好，經(jīng)期損失小，無明顯泌水和離析，說明減水劑與水泥相容性好。聚羧酸減水劑與混凝土流變劑原料之間存在相容性問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

（1）水泥

當(dāng)使用相同的聚羧酸減水劑和不同的水泥時(shí)，這種聚羧酸減水劑可能與一種水泥相容性好，但與另一種水泥相容性差。當(dāng)使用相同的水泥和不同的聚羧酸減水劑時(shí)，也可能出現(xiàn)類似的情況。從表面上看，這是由不同品種的水泥和聚羧酸減水劑引起的，但本質(zhì)上與其物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。此外，水泥比表面積也是影響其與聚羧酸減水劑相容性的原因。當(dāng)水泥比表面積增加時(shí)，由于水泥顆粒與水和聚羧酸減水劑分子的接觸面積增加，表面可以增加，水泥水化速度加，吸附效果增強(qiáng)，從而導(dǎo)致水泥漿經(jīng)時(shí)損失增加，相容性差。

（2）是礦物摻合料

粉煤灰、礦渣、硅灰等工業(yè)固體廢棄物作為混凝土摻合料，不僅起到綠色環(huán)保的作用，而且在技術(shù)層面上也是制備高性能混凝土流變劑不可缺少的原料。礦物摻合料與聚羧酸減水劑的相容性主要是由摻合料對(duì)聚羧酸減水劑的吸附引起的。粒化高爐渣和含球形玻璃體較多的優(yōu)質(zhì)粉煤灰對(duì)聚羧酸減水劑的吸附較少，相容性好。

碳含量是影響粉煤灰與聚羧酸減水劑相容性的主要原因。碳含量高的粉煤灰可以吸收大量的聚羧酸減水劑和水分，使其與聚羧酸減水劑相容性差。硅灰由于比表面積大，可以吸收大量的聚羧酸減水劑，與聚羧酸減水劑相容性差。

（3）其他化學(xué)添加劑

添加劑的復(fù)合可以起到超疊加的作用，作為一條技術(shù)路線，在混凝土領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。有時(shí)候只用一種減水劑不能滿足施工要求，所以需要不同的減水劑進(jìn)行復(fù)合。聚羧酸減水劑和其他減水劑的適應(yīng)性因其他減水劑的類型而異。聚羧酸減水劑和木質(zhì)素磺酸鹽減水劑的適應(yīng)性更好，與萘減水劑的復(fù)合會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，聚羧酸減水劑與其他添加劑如早強(qiáng)劑、緩凝劑和膨脹劑也存在相容性問題，尤其是添加劑中硫酸鹽和堿的含量對(duì)相容性有很大影響。

（4）砂石骨料

砂石骨料直接影響混凝土流變劑的性能，其中泥含量是衡量骨料質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。在聚羧酸減水劑出現(xiàn)之前，由于砂石中的泥粉對(duì)混凝土性能的影響相對(duì)較小，沒有引起廣泛關(guān)注。近年來，隨著聚羧酸減水劑用量的增加，質(zhì)量較好的天然砂石資源逐漸短缺。當(dāng)用含粉量較高的機(jī)制砂和含泥量較高的天然砂制成混凝土?xí)r，聚羧酸減水劑的相容性差。聚羧酸減水劑對(duì)砂的含泥量特別敏感。當(dāng)砂中含泥量較高時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響聚羧酸減水劑的分散性能，降低混凝土流變劑的工作性能和強(qiáng)度。

（5）硫酸鹽和堿的含量

混凝土流變劑中的硫酸鹽主要來源于水泥熟料、摻合料、添加劑和對(duì)水泥凝結(jié)緩慢的混合石膏。大量研究表明，硫酸鹽一方面與聚羧酸減水劑競(jìng)爭(zhēng)吸附，減少了分散水泥顆粒的聚羧酸減水劑；另一方面，硫酸鹽的存在會(huì)降低聚羧酸減水劑的空間阻力，從而影響聚羧酸減水劑的減水分散性能。