淺談聚羧酸外加劑在大體積混凝土中的影響

陳志剛

(文登德泓混凝土工程有限公司)

淺談聚羧酸外加劑在大體積混凝土中的影響

陳志剛

(文登德泓混凝土工程有限公司)

從技術(shù)角度而言，聚羧酸外加劑的分子結(jié)構(gòu)相比較而言具有更加強(qiáng)力的可設(shè)計(jì)性，用于混凝土當(dāng)中可以改善其性能，從本質(zhì)上改變工程的質(zhì)量。聚羧酸外加劑對(duì)大體積混凝土的影響是復(fù)雜多樣的，可以有效的降低水膠在混凝土當(dāng)中漿體的粘稠度，有效的解決混凝土開裂的現(xiàn)象，是目前國(guó)內(nèi)外建設(shè)大型工程項(xiàng)目的核心技術(shù)手段之一，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的深入研究可以促進(jìn)相應(yīng)技術(shù)的深入化發(fā)展。

聚羧酸外加劑 混凝土 粘稠度

前言：混凝土作為一種有效的建筑材料是目前世界上被應(yīng)用在大型工程中最為有效的材料之一，具有明顯的不可代替性，是現(xiàn)代城市建設(shè)的基礎(chǔ)。在上世紀(jì)早期發(fā)明鹽水泥后混凝土就開始使用，并在歷史的長(zhǎng)河中經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段，隨著科學(xué)技術(shù)的深入化發(fā)展，高效減水劑的應(yīng)用正式揭開了現(xiàn)代混凝土?xí)r代。但其本身因復(fù)雜的化學(xué)變化過(guò)程中容易引發(fā)開裂以及其他負(fù)面反應(yīng)，不利于堅(jiān)實(shí)的建筑建構(gòu)，因此，本文通過(guò)對(duì)聚羧酸外加劑對(duì)大體積混凝土的作用與影響來(lái)分析現(xiàn)代混凝土技術(shù)的發(fā)展方向。

一、現(xiàn)代混凝土技術(shù)概述

現(xiàn)代混凝劑是現(xiàn)代城市建設(shè)的基礎(chǔ)，它是建立在工業(yè)化生產(chǎn)的預(yù)拌混凝土為代表，其施工的主要方式以泵送為主?，F(xiàn)代混凝土技術(shù)更加注重如何在制作與施工中保證混凝土的耐久性，并在未來(lái)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中不斷追尋其可持續(xù)發(fā)展[1]。

從特征學(xué)的角度來(lái)分析，現(xiàn)代混凝土技術(shù)其組織成分更加復(fù)雜，現(xiàn)代混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是以工業(yè)固體的廢棄物為主要來(lái)源而形成的礦物摻和料，其本質(zhì)是一種凝膠材料，具有非常明顯的多樣化特征。現(xiàn)代混凝土的組成結(jié)構(gòu)部分超越了傳統(tǒng)單一性的材料而演變?yōu)橐阅ゼ?xì)礦渣粉以及粉煤灰等摻合料為主，在此基礎(chǔ)之上，超細(xì)石粉、沸石粉等具有功能性的摻和料也在現(xiàn)代混凝土中得到了深入化的應(yīng)用[2]。最重要的是，現(xiàn)代混凝土的另一主要特征則以高性能的減水劑為主，該項(xiàng)技術(shù)的使用促使混凝土中的水膠明顯降低，顯著的提高了混凝土的強(qiáng)度。但是現(xiàn)代混凝土中的組織元素復(fù)雜化導(dǎo)致其流動(dòng)度出現(xiàn)了明顯的降低趨向，這就阻礙了混凝土流動(dòng)性的保持?，F(xiàn)代混凝土相比較其他建筑材料，其對(duì)施工的要求更為嚴(yán)格?，F(xiàn)代建筑的超高層以及超大體積化的發(fā)展要求混凝土的泵送性能更加優(yōu)越，為了可以實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)化的施工，應(yīng)該加強(qiáng)混凝土的密實(shí)性，且長(zhǎng)距離的運(yùn)輸環(huán)境對(duì)混凝土的流動(dòng)性要求也越來(lái)越高?，F(xiàn)代混凝土的膠凝材料用量隨著現(xiàn)代建筑物的高層化其用量越來(lái)越多，這就導(dǎo)致水泥越來(lái)越細(xì)，促使其更容易引發(fā)收縮開裂的問(wèn)題，而伴隨著現(xiàn)代人類行為與活動(dòng)的擴(kuò)大化，在惡劣的環(huán)境中進(jìn)行施工成為了現(xiàn)代混凝土工程項(xiàng)目的主要形式，這無(wú)疑增加了混凝土的開裂風(fēng)險(xiǎn)，且嚴(yán)重的制約了混凝土的耐久性的真實(shí)性發(fā)揮。

二、聚羧酸外加劑在大體積混凝土中的影響

聚羧酸外加劑其內(nèi)部具有非常靈活的分子結(jié)構(gòu)，這就決定了其具有非常明顯的可設(shè)計(jì)性特點(diǎn)，其可以擴(kuò)大混凝土的功能性與穩(wěn)定性，滿足現(xiàn)代工程項(xiàng)目對(duì)建筑質(zhì)量的基本需求。其影響可以分為以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：

第一，常規(guī)性的聚羧酸外加劑是專門針對(duì)水泥的固有特性進(jìn)行了非常細(xì)致化的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣就保證水泥的顆粒表面具有原有所不具備的吸附力，但是如果是針對(duì)于礦物摻和料，那么所表現(xiàn)出來(lái)的吸附作用就會(huì)表現(xiàn)的相當(dāng)平緩。值得注意的是，如果在低品位的砂石集料當(dāng)中殘留了粘土以及聚羧酸外分子那么聚醚側(cè)鏈就會(huì)表現(xiàn)出比較強(qiáng)勁的氫鍵吸附作用。多種因素的限制嚴(yán)重阻礙了現(xiàn)代混凝土的流動(dòng)性，干擾了其應(yīng)用效果的利用。

第二，在比較復(fù)雜的施工環(huán)境中保證混凝土的流動(dòng)性是現(xiàn)代建筑施工的基礎(chǔ)，也是工程的核心所在，如果進(jìn)行長(zhǎng)距離的運(yùn)輸就要求混凝土的流動(dòng)性應(yīng)該保持在5小時(shí)之內(nèi)，而比較嚴(yán)格的核電工程則對(duì)其具有更加嚴(yán)格的要求，即混凝土在90分鐘之間其坍落度應(yīng)該嚴(yán)格的控制在一定范圍之內(nèi)。如果其中采用了復(fù)配緩凝組成的方法，就會(huì)增加混凝土的泌水以及干燥收縮作用，從而降低其在早期所表現(xiàn)出的應(yīng)用強(qiáng)度，并不能合理的滿足工程的基本需要求。借助專業(yè)性的研究發(fā)現(xiàn)，聚羧酸外加劑對(duì)于混凝土具有非常明顯的分散保持性，并與漿體絨業(yè)當(dāng)中所殘留的聚羧酸外加劑的濃度是呈現(xiàn)出非常明顯的正向相關(guān)關(guān)系[3]。如果聚羧酸分子中主鏈的吸附基因減少，那么吸附在水泥表面的分子側(cè)鏈就會(huì)加長(zhǎng)，這樣其提供的空間位阻做過(guò)就會(huì)愈發(fā)明顯，而保證了混凝土的分散保持性。

第三，現(xiàn)代混凝土中的水膠比例相對(duì)較低，這是因其粘度以及漿體的粘度之間都有非常緊密的關(guān)系。借助相應(yīng)的技術(shù)來(lái)提高其中的主鏈電荷密度從而最大程度的提升聚合物初始靜電吸附驅(qū)動(dòng)力。在現(xiàn)代混凝土當(dāng)中摻入分散降粘型聚羧酸外加劑可以有效的提高其流動(dòng)性，并在最大程度上降低其塑性粘度，這樣就提高了水泥材料的初始性分散速度，并從本質(zhì)上降低了漿體的粘度。

第四，根據(jù)LapLace方程對(duì)其內(nèi)質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，如果水泥的表面張力降低，那么其毛細(xì)孔當(dāng)中的彎曲液體表面之下的附加壓力也會(huì)明顯降低，因此，在消耗相同水分條件下，應(yīng)該盡可能的降低水泥的宏觀應(yīng)力，這樣才能最大程度的減少其收縮效應(yīng)。采用傳統(tǒng)的小分子減縮劑其存在成本高，可能會(huì)降低混凝土的后期強(qiáng)度等負(fù)面效應(yīng)，因此，應(yīng)該采用裁剪技術(shù)將其中具有縮減功能的烷基聚醚接枝到聚羧酸外加劑分子的主鏈當(dāng)中，從而制作出具有減縮作用的配劑可以更好的實(shí)現(xiàn)促進(jìn)混凝土當(dāng)中減縮與減水分散功能的相互統(tǒng)一。

結(jié)論：綜上所述，聚羧酸外加劑相比較傳統(tǒng)或其他類化學(xué)制劑具有更加特殊的分子結(jié)構(gòu)，其可以通過(guò)分子進(jìn)行構(gòu)筑作用，來(lái)從本質(zhì)上提高其本身所具有的分散作用，同時(shí)可以發(fā)揮出其應(yīng)有其它多項(xiàng)功能，如降粘、減縮等作用，因此，該項(xiàng)技術(shù)具有極高的利用價(jià)值，并被廣泛的應(yīng)用在高鐵、核電以及大型橋梁工程項(xiàng)目當(dāng)中，從技術(shù)角度上解決了現(xiàn)代混凝土組成復(fù)雜性的問(wèn)題，明顯的提高了混凝土的流動(dòng)性保持，并控制了混凝土易開裂的現(xiàn)象，促進(jìn)了工業(yè)綠化技術(shù)的發(fā)展與改進(jìn)，提高了大型工程建設(shè)項(xiàng)目的完整性。

[1]李宗津，孫偉，潘金龍．現(xiàn)代混凝土的研究進(jìn)展[J]．中國(guó)材料進(jìn)展，2013,28（11）：101-102．

[2]孫偉．現(xiàn)代混凝土材料的研究和進(jìn)展[J]．商品混凝土，2012,12（14）：105-106．

[3]劉加平，余寅輝，冉千平，等．梳妝聚羧酸系減水劑在水泥礦物上的吸附特性[J]．建筑材料學(xué)報(bào)，2012,15（25）：589-600．

G322

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1007-6344（2015）04-0339-01

陳志剛（1980-），男，高級(jí)工程師，主要從事建筑材料的應(yīng)用及研究