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脂肪族化合物

  聚羧酸系减水剂举动继萘系、密胺系、脂肪族系和氨基磺酸盐系减水剂之后研制分娩获胜的新型高效减水剂,以其正在掺量较低时(固体掺量)就能产心理念的减水和加强功效、对混凝土凝固岁月影响较小、坍落度依旧性较好、与水泥和掺和料符合性相对较好、对混凝土干缩性影响较小(指平常只是分扩充干缩)、分娩历程中不操纵甲醛和不排放出废液、含量低等卓越特征,从一先河就受到探索者和个别行使者的敬重。但另一方面,聚羧酸系减水剂正在实践工程行使中却往往发扬出某些难以设念的景色,这给聚羧酸系减水剂的行使带来很大困难。下面针对聚羧酸系减水剂的研发、分娩和行使提出少少发起。

  正在《混凝土外加剂》(GB8076)轨范修订举办的试验中发明,聚羧酸系减水剂正在混凝土中的减水率与净浆滚动度、砂浆减水率之间的合联不亲密。这一点对工程中常用净浆滚动度或/和砂浆减水率评议减水剂减水率的做法提出了挑拨。

  试验中往往发明,掺加某种聚羧酸系减水剂的净浆滚动度正在1h~2h内可能依旧得很好,而混凝土坍落度失掉却格外疾捷,而有些聚羧酸系减水剂即使正在净浆中发扬不是很好,但正在混凝土中却有上佳发扬。

  实践上,其他减水剂也云云,抗压强度比与减水率之间的合联很杂乱,这一方面正在于区别减水剂的引气性区别,另一方面不妨是减水剂中活性基团、逛离的离子区别,而这些对水泥水化过程均有区别水平的影响。

  聚羧酸系减水剂被说明正在较低掺量情状下就具有较好的减水功效,其减水率比其他种类减水剂大得众。但必需贯注的是,与其他减水剂比拟,聚羧酸系减水剂的减水功效与试验条款的合联更大。混凝土中集料的颗粒级配以及砂率,对聚羧酸系减水剂的塑化功效影响格外大。其余,聚羧酸系减水剂和其他减水剂相通,“减水率”还取决于搅拌工艺,假如采用手工拌和,测得的“减水率”往往比机器搅拌低2~4个百分点。

  聚羧酸系减水剂对付掺量万分敏锐,惟有抵达它的饱和掺量,技能起到精良的减水功效;相反,掺量过大往往会惹起离析、泌水而使减水、加强功效低落。

  反应混凝土拌和物功能的目标平常有滚动性、粘聚性和保水性。操纵聚羧酸系减水剂配制的混凝土并不老是完整餍足操纵央浼,往往会呈现如此或那样的题目,以是目前正在实践试验时咱们平常还用要紧露石起堆、要紧泌水和发散和起堆扒底等观念来更情景地描画混凝土拌和物功能。

  采用大大都聚羧酸系减水剂制备的混凝土拌和物,其性状对用水量万分敏锐。有时用水量只扩充1kg/m3~3kg/m3,混凝土拌和物便即刻要紧泌水,采用这种拌和物绝对无法保障浇注体的匀称性,而易导致组织物皮相呈现麻面、起砂、孔洞等难以继承的缺陷,且组织体强度和耐久性要紧低落。

  现场试验发明,采用聚羧酸系减水剂配制的混凝土,其和易性同时依赖于减水剂掺量和用水量,若减水剂掺量稍高,不妨用水量节减了少少,就容易呈现扒底、露石且坍落度失掉疾捷,此时只须稍节减减水剂用量而扩充个别水就可能处置题目。

  大个别情状下,采用聚羧酸系减水剂配制的大滚动性混凝土,尽管减水剂掺量、用水量独揽都是最佳的,混凝土拌和物也不泌水,但却格外容易呈现分层、离析景色,的确的发扬是粗集料一共下重,而砂浆或净浆位于集料的上部。采用这种混凝土拌和物举办浇筑,尽管不振动,分层、信誉娱乐平台离析也彰彰存正在。

  究其出处,首要是由于掺加这种聚羧酸系减水剂的混凝土正在滚动性较大时,浆体的粘度快速减小所致。适宜复配增稠组分只可正在肯定水平上处置此题目,并且复配增稠组分往往导致减水功效要紧消重。

  古代的减水剂,如木质素磺酸盐减水剂、萘系高效减水剂、密胺系高效减水剂、脂肪族系高效减水剂以及氨基磺酸盐高效减水剂,完整可能任何比例复合掺加,以餍足区别工程的特地配制央浼,得回更好的经济性。这些减水剂复配操纵都能获得叠加的(大大都情状下优于单掺)操纵功效,且这些减水剂的溶液都可能互溶(除了木质素磺酸盐减水剂与萘系减水剂互溶形成个别重淀但并不影响操纵功效外)。但聚羧酸系减水剂与其他种类减水剂复合操纵,却不易获得叠加的功效,且聚羧酸系减水剂溶液与其他种类减水剂溶液的互溶性自己就很差。下面是笔者针对该题目举办试验的结果:

  (1)从溶液的互溶性来看,实践工程中聚羧酸系减水剂与密胺系减水剂或脂肪族系减水剂溶液不行复配正在一块掺加,而不思虑复合操纵功效的情状下,聚羧酸系减水剂存正在与木质素磺酸盐、萘系、氨基磺酸盐系减水剂复配操纵的不妨。

  (2)从复合掺加后的叠加功效来看,聚羧酸系减水剂与木质素磺酸盐减水剂和脂肪族系减水剂存正在复合掺加操纵的不妨性,但因为聚羧酸系减水剂与脂肪族系减水剂不互溶,实践上聚羧酸系减水剂只可与木质素磺酸盐减水剂举办复配。

  这两点告诉咱们:起首,假如要复配正在一块操纵,聚羧酸系减水剂只可与木质素磺酸盐减水剂复配;别的,聚羧酸系减水剂对其他物质万分敏锐,假如掺加聚羧酸系减水剂的混凝土际遇哪怕一丁点萘系、密胺系或氨基磺酸盐减水剂或者是它们的复配产物,都不妨呈现滚动性变差、用水量快速扩充、滚动性失掉要紧,混凝土拌和物万分干涩以至难以卸料等景色,其最终的强度、耐久性将受到影响。

  因为目前对聚羧酸系减水剂科研方面的参加较少,大个别情状下,科研做事的标的只正在于进一步进步其塑化减水功效方面,很难做到依照区别工程须要,通过分子组织安排合成出永别具有区别缓凝/促凝功效、不引气或区别引气性、区别粘度的聚羧酸系减水剂系列产物,再加上工程中水泥、掺和料、集料的众样性和担心靖性,外加剂分娩供应者依据工程须要对本身聚羧酸系减水剂产物举办复配是正在所不免的。目前合于对减水剂的复配改性身手办法,基础上都是创立正在对木质素磺酸盐系、萘系高效减水剂等古代减水剂改性办法的基本上。试验证据,过去的改性身手办法并不肯定适合于聚羧酸系减水剂,如对萘系减水剂举办改性的缓凝因素中,柠檬酸钠就不适合聚羧酸系减水剂,它不只起不到缓凝感化,反而有不妨促凝,且柠檬酸钠溶液和聚羧酸系减水剂的互溶性也很差。再者,很众种类的消泡剂、引气剂和增稠剂也不适合于聚羧酸系减水剂。

  通过上面的试验及认识,咱们不难看出,由于聚羧酸系减水剂分子组织的特地性,就现阶段的科研深度和工程行使阅历的堆集来说,通过其他化学组分对聚羧酸系减水剂举办改性的手腕并不众,并且因为过去针对其他种类减水剂改性所创立起的外面和轨范榜样,对付聚羧酸系减水剂来说,不妨须要更深方针的搜索探索举办校正和填充。

  跟着我邦粉煤灰、水泥分娩中烟气脱硫、脱氮工艺装配的采用,聚羧酸系减水剂行使中呈现了少少新题目,如混凝土凝固岁月格外、混凝土拌和物长岁月冒泡等。发轫认识以为,脱硫石膏硫化不完整、水泥或粉煤灰中残留氮化合物等不妨是首要出处,其机理尚须要通过多量的考查、取样和试验认识后技能举办确实评释。

  聚羧酸分子呈梳形组织,具有自正在度大、分子组织可安排性强的甜头。通过革新单体原料品种,可使聚羧酸分子中接入区别的基团。因为聚羧酸中各基团对水泥水化的影响有分歧,从而可依据实践用处,制备具有特定功用的。尽管操纵肖似的原料单体,亦可通过革新聚醚单体分子量,单体比例和合成温度等手腕对集合产品的分子组织举办适宜安排,使其符合区别的操纵处境或具有区别的功用。改日几年,将从普适型产物向功用型产物倾向进展,这些功用型产物不妨会具有保坍、早强、减缩、抗黏土吸附、引气和消泡等中的一种或一种以上特地功用。

  混凝土坍落度失掉过疾,是预拌混凝土持久面对的庞大困难之一。目前,行业内首要通过聚羧酸后掺法、与缓凝组分复合操纵等途径来处置混凝土的坍损题目,不过身手上和实践行使中均存正在肯定贫困。而拓荒保坍型聚羧酸来处置预拌混凝土长隔绝运输和正在较高气温下施工的困难具有紧张的实际意思。

  常用的聚羧酸普及有肯定缓凝感化,导致混凝土早期强度进展迟缓,通常1d抗压强度仅能抵达安排强度的15%~25%,正在低温或掺加多量矿物掺和料的情状下,早期强度更低,局部了聚羧酸的行使限制。因而,探索实用于预制钢筋混凝土构件,不妨彰彰进步混凝土早期强度,加疾施工进度,将预制钢筋混凝土构件的分娩期延伸至深秋以至冬季的早强型聚羧酸具有庞大的经济价格和社领悟思。

  混凝土因缩短而惹起的开裂会导致混凝土的强度和耐久性大大消重,从而缩短混凝土的操纵寿命。混凝土越发是高功能混凝土的缩短开裂题目依然惹起了工程界的高度着重,聚羧酸虽正在肯定水平上消重了混凝土的缩短,但仍不行餍足工程的需求。减缩型聚羧酸是指既具有较高的减水率,同时又可节减硬化混凝土干燥缩短的聚羧酸,这种功用型聚羧酸已成为外加剂探索的热门之一。

  有些工程须要低引气温柔凝功效较好的聚羧酸,但常用的聚羧酸无法餍足这一需求。于是须要拓荒低引气缓凝型聚羧酸。低引气缓凝型聚羧酸除了具有通俗聚羧酸的功能外,还希罕具有缓凝和低引气感化,于是可用于大致积混凝土、炎夏天色条款施工的混凝土和长岁月停放或远隔绝运输的混凝土等很众混凝土工程中。前已述及,低引气缓凝型聚羧酸该当含有羟基、羧基、磺酸基、酰胺基和醚基等功用性官能团。

  集料含泥量大时聚羧酸系减水剂行使功效格外差,究其出处,首要正在于集料中的泥若以高岭土或膨润土为主,则对聚羧酸系减水剂吸附材干希罕强,导致真正施展星散感化的减水剂分子量节减,于是混凝土坍落度小、坍落度失掉疾。因而,研制抗黏土吸附聚羧酸,进步聚羧酸正在含泥量较高的集料所配制混凝土中的行使效益,诟谇常需要的。

  正在聚羧酸系减水剂的分娩方面,怎么进一步通过原原料的选用和工艺订正,消重其分娩能耗和三废物排放量,也是工业界所普及合切的热门题目。区别于平常的加热合成工艺(合成温度正在60℃~90℃之间)的常温合成工艺及因其合成的聚羧酸系减水剂本钱较低而先河受到合切。常温合成工艺分娩的筑厂本钱比加热合成工艺分娩的低,所得聚羧酸系减水剂产物却更能符合减水剂墟市需求的转化,更好地任事于偏远区域的混凝土工程。但应贯注的是,加热合成工艺分娩的上风正在于产物合成的门道手法较众,通过对聚羧酸系减水剂母液官能团的精准安排能得回具有区别功能特征的产物。

  依据笔者的取样试验探索发明:常温合成的聚羧酸系减水剂正在初始星散性方面,与加热合成产物处于统一身手秤谌;正在保坍性方面,常温合成工艺分娩的聚羧酸系减水剂与加热合成产物比拟,仍有肯定差异,这也局部了常温合成产物正在某些特地场所下混凝土配制中的行使。因而尚需进一步的探索做事来处置该身手困难。

  目前合于聚羧酸系减水剂的探索做事包含新产物拓荒、工艺订正和行使身手探索三个方面。针对聚羧酸系减水剂合成工艺的更始探索,通过合成工艺的变革,将现有的聚羧酸系减水剂举办功能优化或者抵达某种特地的功能央浼是聚羧酸系减水剂功能订正的另一个首要倾向,也是目前聚羧酸系减水剂探索的焦点实质之一。现有的聚羧酸系减水剂合成工艺均为水溶液集合,所得产物的含固量通常为20%~40%。正在筑立原料墟市界限,聚羧酸系减水剂往往须要远隔绝运输,假如正在合成时能进步产物含固量,或者直接合成粉体产物,则能大幅度消重产物的运输本钱,进步其墟市比赛力。再者,干混砂浆、压浆料等砂浆产物中所操纵的聚羧酸系减水剂产物必需是干粉状的,邦外里针对干混砂浆、压浆料等砂浆产物的行使,均是将液体聚羧酸系减水剂通过喷雾或离心雾化成粉体,这需消费多量能源。因而,通过合成工艺的更始和订正,直接合获胜能牢靠的粉体聚羧酸系减水剂,已成为邦外里减水剂行业的一大探索热门。

  依据本体集合反映激励速率疾、激励材干强的特征,将自阻聚感化较强的APEG单体正在油溶性激励剂的感化下可能大幅进步单体的转化率,进步有用分子含量。同时本体集合反映将集合反映浓度提拔到峰值,所获得的产品纯净无水,为聚羧酸系减水剂通过切片粉体化打下基本。

  切片粉体化的和平性和所得产物功能上风远高于古代的喷雾或离心雾化成粉工艺。笔者选用APEG及自制具有减缩功用的单体二乙二醇单丁醚单马来酸酯为集合反映单体,通过本体集合反映制备聚羧酸系减水剂,探索了单体摩尔比、集合温度以及激励剂的投料方法对产品保塑功能的影响,末了通过混凝土缩短率试验磨练了产品的减缩个性。

  因为聚羧酸系减水剂存正在以上身手特征,工程中应厉刻参照《混凝土外加剂行使身手规程》(GB50119-2013)来合理、和平地指点产人格使和施工。本文就聚羧酸系高功能减水剂的行使身手,提出少少主张。

  目前,早强型聚羧酸系减水剂已先河有较成熟的产物,为促进其正在预制混凝土中的行使,扩充这一产物种别是较量有利的。而引气型产物则适合于抗衡冻融轮回性央浼高的混凝土工程。由于聚羧酸系减水剂产物的含度量测试值从1%到10%以至10%以上,转化限制很大,以是发起扩充引气型聚羧酸系减水剂的规章,以便将引气型减水剂与轨范型减水剂区别开来,便利操纵者准确遴选。

  (1)聚羧酸系减水剂产物种别的遴选应依据工程安排和施工央浼遴选,通过试验及身手经济性的较量确定。

  (3)掺聚羧酸系减水剂的混凝土所用水泥,宜采用硅酸盐水泥、通俗硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥,并应磨练外加剂与水泥的符合性,合适央浼方可操纵。

  (4)掺聚羧酸系减水剂的混凝土所用掺和料,宜采用矿渣粉、粉煤灰、硅灰、石灰石粉以及它们的复合产物等,并应磨练外加剂与掺和料的符合性,合适央浼方可操纵。

  (5)掺外加剂混凝土所用原料如水泥、砂、石、掺和料、外加剂均应合适邦度现行的相合轨范的规章。试配掺聚羧酸系减水剂的混凝土时,应采用工程操纵的原原料,检测项目应依据安排及施工央浼确定,检测条款应与施工条款肖似,当工程所用原原料或混凝土功能央浼爆发转化时,应再举办试配试验。

  (6)厉禁正在工地现场不经磨练,将聚羧酸系减水剂与其他种类外加剂复配正在一块操纵。

  (1)聚羧酸系减水剂进场时,必需供应以下身手文献:产物仿单,应标明产物种别及其首要因素;出厂磨练告诉及及格证;掺外加剂混凝土功能磨练告诉;产人格使限制及个性等。

  (2)聚羧酸系减水剂运到工地(或混凝土搅拌站)应当即代替外性样品举办磨练。

  (3)磨练所用原料如水泥、砂、石、掺和料均应为工程取样原料,且应合适邦度现行相合轨范的规章。磨练采用的混凝土配合比、检测条款应与施工条款肖似,当工程所用原原料或混凝土功能央浼爆发转化时,应再举办磨练。

  聚羧酸系减水剂行使时,应厉刻计量,配料独揽体例标识应明白、计量应确实,计量偏差不应大于外加剂用量的1%。

  (1)除木质素系减水剂和膨胀剂外,不推选将聚羧酸系减水剂与其他种类减水剂复配操纵。

  (2)当与其他种类外加剂复合操纵时,必需亲密贯注它们的相容性及对混凝土功能的影响,并举办厉刻的试验举办复配功效的评议,餍足央浼方可操纵。

  (1)聚羧酸系减水剂的输送、运输和储存不得采用铁制原料(不锈钢除外),而应采用塑料、玻璃等材质。

  当掺加泵送剂的混凝土从预拌混凝土厂运送至浇注现场,不妨因为道途遥远、堵车或守候浇注的岁月过长,混凝土坍落度失掉过大,以至于不适于泵送或浇注施工时,可能采用二次增添泵送剂的手法,将肯定量泵送剂掺入混凝土运输搅拌车中敏捷运转,至搅拌匀称,测定坍落度合适央浼后举办泵送和浇注。

  规矩上,掺加聚羧酸系减水剂的混凝土,因弗成预测的出处变成其坍落度失掉过大时,也可能采用二次增添减水剂的手法,光复混凝土的滚动性,省得变成混凝土拌和物的挥霍。不过因为混凝土拌和物功能对聚羧酸系减水剂的掺量相当敏锐,一朝过量很易变成离析、泌水,以至分层。以是实践施工时,合于聚羧酸系减水剂二次增添与否、信誉娱乐平台二次增添的种类和数目等,应事先辈行厉刻试验,充裕验证其可行性后方可举办。

  因为掺加聚羧酸系减水剂制备的混凝土坍落度通常较大,再加上拌和物粘度较低,以是混凝土拌和物浇注后的振捣半径和振捣岁月应通过试验确定,或应听从专家指点。振捣半径过小或振捣岁月过长,都很易变成混凝土含度量要紧低落、集料相与浆体相要紧分层等组织缺陷。

  聚羧酸系减水剂对混凝土干缩功能影响较小,或者说掺加聚羧酸系减水剂只是分扩充混凝土的干缩,毫不代外掺加聚羧酸系减水剂的混凝土可能减弱以至撤废养护。

  与掺加其他外加剂的混凝土相通,掺加聚羧酸系减水剂的混凝土浇注振捣密实后的皮相二次抹压、薄膜笼罩或喷雾等,对制止其塑性缩短毛病格外有用。而相连的7d或14d的保湿养护则不只是混凝土强度平常拉长的须要,也是制止其干燥缩短毛病的保险。

  合于实践工程中聚羧酸系减水剂产物的磨练和遴选,最好将减水率、坍落度依旧性与抗压强度比相勾结。掺聚羧酸系减水剂混凝土所操纵的水泥、粉煤灰和矿渣粉中是否能有脱硫石膏的存正在,须要拘束试验和验证。掺聚羧酸系减水剂混凝土原原料中砂、石含泥量的局部,也须要进一步与工程施工单元举办商榷。(节选《高功能混凝土与高功能减水剂若干题目的琢磨》2015.10)返回搜狐,查看更众


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