抗泥型聚羧酸高性能减水剂的制备探究

陈健聪 李剑锋

摘要：本文主要从实验的角度分析了抗泥型聚羧酸高性能减水剂的制备过程，该减水剂能发挥优异的抗泥性能，而且此减水剂对砂石料泥含量也不是十分敏感，其优势在于适应性强，能适应水泥、混凝土掺合料等多种环境条件（砂石料泥含量变化造成的掺量、塌损剧烈变化），以此来有效地控制羧酸减水剂性能的浮动与变化，试验研究表明抗泥型聚羧酸高性能减水剂能发挥更理想的功能，有着更高的混凝土分散性，能提升混凝土强度，整体性能更为优异（能更好的防止含泥量变化对混凝土性能的影响，能更好的阻止泥粉对水泥水化晶体形成造成的影响）。

关键词：抗泥型聚羧酸减水剂;制备试验;混凝土

0 前言

为了提高混凝土质量，必须选择优质的原料。然而，当前很多的砂石材料内含泥量较高，这无疑将影响到混凝土的生产加工，传统的聚羧酸高性能减水剂能对砂石内的含泥量浮动情况产生较为敏感的反应，也就是减水剂分子可能受到泥土的吸附作用，从而使得减水效果急剧下降。基于聚羧酸减水剂分子结构较为灵活，容易改造、设计、优化等特点，可以从分子结构设计的角度出发，利用抗泥性能官能团，同时，借助引发剂来重新生成抗泥效果优的聚羧酸减水剂母液，也要配合抗泥牺牲剂，从而优化提升其抗泥性能，发挥其在混凝土性能调配方面的诸多优势功能，能有效地控制因为砂石内含泥量太多造成的混凝土流动性差、坍落度损失快等问题。经过试验结果证实，这一试验方法不仅能减少成本投入，还能达到理想的经济效益与社会效益。

1 试验

原材料

第一，合成用原料

本试验所需的合成用原料为：甲基烯丙基聚氧乙烯醚，双氧水、丙烯酸、抗坏血酸，去离子水。

第二，性能测试材料

水泥，型号为：中材享达P.II 42.5R水泥，台山国华电厂二级粉煤灰，人工破碎获得的粗骨料，5-25mm连续级配石子，细骨料，要控制其含泥量在2%，细度模数为2.7的北江砂，自筛土：来自于工地现场取样的黄泥，经晒干处理，取得0.075mm的细粉颗粒。同时，还要準备好标准砂、缓凝剂、引气剂、牺牲剂、普通聚羧酸减水剂，调配制得的聚羧酸减水剂。

第三，仪器与设备

合成仪器设备，电子天平、电子台秤、水泥净浆搅拌机、水泥胶砂搅拌机、强制式混凝土搅拌机，恒温恒湿养护设备，压力试验机。

1.2 抗泥型聚羧酸减水剂母液的合成

按照特定比例的聚醚单体添加至四口烧瓶内，此烧瓶内配设了搅拌器、温度计、滴加设备，同时，向烧瓶内添加去离子水，均匀搅拌，确保聚醚单体与水体彻底地融合在一起，而且发生溶解，再向内部添加双氧水，同步滴入A料，B料，它们分别为：AA与封端酰胺磷酸酯和水调配形成的溶液，前者需要滴入3小时，后者则需要滴加三个半小时，整个过程都维持均匀、匀速地滴加，整个过程的合成温度可设计成：20-30摄氏度，这两个类型的料添加以后，则要持续保温一小时则完成了聚合的过程，在此基础上自然地降低母液的温度，然后再进行补水处理，而且要调节溶液的酸碱值，使其处于5-6范围内，最终获得固体含量在40%的抗泥型聚羧酸减水剂母液。

1.3外加剂的复配

外加剂选择普通减水剂母液，同时，也要选择抗泥型羧酸母液，同时添加同等比例的缓凝剂、引气剂，同时，也要将牺牲剂三聚磷酸钠按照特定比例添加至HQ-KN内，加工制备成：普通聚羧酸减水剂，抗泥型聚羧酸减水剂，其复配比例统计如下表1所示：

1.4 性能测试法

第一，水泥净浆流动度：根据混凝土外加剂的相关试验规范与方法来加以测试，减水剂的折固掺量达到0.16%。

第二，混凝土试验。把河砂、自筛土都分别按照特定比例来加以调配、混合，调配混凝土里总的含泥量，具体的含泥量分别为：2%，4%，6%。参照规定的配合比，外加剂的掺入量设为以200mm±20mm塌落度，扩展以520mm±20mm为出机工作性能，参照普通混凝土拌合物检测的规范、标准，首先借助混凝土搅拌机来逐步地对混凝土混合物加以搅拌，并各自检测混凝土拌合物的出机坍落度、一个小时的坍落度，参照混凝土力学性能的相关试验法和标准，把拌合物进行均匀地搅拌，而且要将其添加至试模内，等到其拆模以后，再添加至养护箱，对其实施充分地养护，确保拌合物达到预期的龄期以后，才能对应开展力学性能检测。

2 试验结果与分析

2.1 净浆试验

各个含泥条件下，可以把抗泥型聚羧酸减水剂，普通聚羧酸减水剂等实施净化处理，并开展对照试验，最后结果数据如下表2所示：

通过上表能看到：在没有添加自筛土的模式下，抗泥型聚羧酸减水剂能够很好地分散水泥，对应的分散保持性也十分理想，添加自筛土越来越多时，和传统的聚羧酸减水剂对比起来，能发挥更理想的分散保持性。

2.2 混凝土试验

通过观察试验数据能得出：含泥量较少时，无论是普通的减水剂还是抗泥减水剂，这两种减水剂都体现出超强的混凝土坍落度，而且都具备一小时的坍落度保持性，同时，混凝土的和易性、流动性都达到了理想的水平，然而，由于含泥量持续增加，这两种减水剂的相关参数则发生变化，其中普通的减水剂的出机外加剂掺量越来越高、一小时坍落度保持值都逐渐变小，混凝土也不再具有良好的流动性，抗泥型减水剂的性能则相对理想。当含泥量达到6.0%时，两种减水剂的优势则略有区别，其中抗泥型减水剂无论在任何一个混凝土龄期，都能有效地提升混凝土的抗压强度。参考试验数据与结果能看出：抗泥母液的分子导向抗泥官能团以后，因为其有着自身的复杂侧链结构，有效地抑制了泥浆的吸附，而且减水剂内的抗泥牺牲剂可以提前被泥土所吸收，从而最大程度地提高了混凝土内部的有效减水剂量，从而有效地优化混凝土的最初出机外加剂掺量，一小时的保持性能，增强混凝土在各个龄期的抗压强度。现实的运用中，当发现砂石骨料类似的原材料质量反复变化、浮动，含泥量过多或过少时，难免将对一般的聚羧基减水剂的功能和成效带来一定的影响，当混凝土的性能、保持性等受到影响时，对应的工程的混凝土浇筑也将受到影响，抗泥型聚羧酸减水剂不会对含泥量的浮动情况产生较大的感受，特定的含泥量范围内，混凝土的最大流动度、工作性能等都能维持理想状态，达到工程施工的相关标准和要求。

3 结论

（1）常规条件下，由于受到催化剂的影响，借助链转移剂，引进抗泥官能团封端酰胺磷酸酯，对应有效地调节不同合成材料的理想反应比例，可以把抗泥官能团转接至梳型构造的聚羧酸分子侧链，凭借利用侧链抗泥基团，则使得粘土难以吸进层间，以此来控制粘土的吸附功能。

（2）在抗泥型减水剂调配过程中，需要减水剂母液、牺牲剂、引气剂等的综合调配，含泥量低于6%的混凝土，和普通的聚羧酸减水剂对比起来，能够发挥良好的分散性功能，也具有超强的减水率，对应的强度也得以优化。抗泥状聚羧酸母液整体的生产加工较为简单，而且整个加工过程也相对环保、绿色、节能，最主要的是无需投入较大的成本，从而体现出理想的经济价值与社会价值。

（3）试验所制得的抗泥型聚羧酸减水剂可以妥善地优化减水剂的抗泥性能与理想的保坍性，而且变异系数对比得出，此减水剂能更好地适应环境，能妥善地解决好减水剂和混凝土基材的相容性问题。

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