聚羧酸高性能减水剂及应用--山东泰和水处理科技股份有限公司
聚羧酸高性能减水剂及应用
发布于： 09:09:56
&& &&& 以其优越的性能和无污染生产，近年来在国外发展很快，尤其在日本，聚羧酸与萘系的使用比例已经超过7：3。聚羧酸类减水剂从分子结构、作用原理和在混凝土中的表现行为与传统减水剂有很大区别，因此，正确认识和合理使用是推广聚羧酸减水剂应用的重要环节。作者积累了三年来生产和应用LEX-9系列聚羧酸的经验，希望通过交流对这类新型减水剂在我国的发展有益。&&&& 一、聚羧酸类减水剂&&&& 聚羧酸类减水剂是一种分子结构为含羧基接枝共聚物的，在混凝土中有很高而又相对持久的减水作用。可以在国内外文献中查阅到数十种具有上述分子结构特征的表面活性剂，其中有：马来酸（酯）接枝共聚物、丙烯酸酯接枝共聚物，含末端磺酸基接枝共聚物，不饱和聚醚接枝共聚物等等。所有这类共聚物都形成“梳状”或“树枝状”支链结构，所不同的是主链和支链的长短，刚度、形态、极性等不同。&&&& 萘系减水剂是一种典型的离子型，一旦进入水泥―水体系中，立即形成吸附层（双电层），从而使颗粒表面静电斥力增加而达到分散效果。聚羧酸类减水剂进入水泥―水体系中行为要复杂得多，第一，它的主链和支链都有选择性的吸附；第二，不同基团可能形成强弱不同的双电层使颗粒相斥；第三，吸附后在颗粒表面形成立体的大分子层，以位阻效应使颗粒难以团聚。多数专家认为位阻效应是聚羧酸减水剂持久分散水泥颗粒的主要作用。&&&& 正因如此，不同分子结构聚羧酸接枝共聚物对水泥颗粒的吸附、分散作用不完全一样，尤其对不同成分、不同大小的颗粒作用不尽一样。聚羧酸减水剂产品就是选择一种或数种共聚物（或不同分子量的共聚物），达到能最大程度上分散各种胶凝材料颗粒。&&&& 二、聚羧酸减水剂的基本性能&&&& 提起聚羧酸减水剂往往与“高性能”相联系。日本JISA标准为日本这类高性能减水剂作了界定。与其他标准相比，它在流动度减水率及流动度保持，含气量及含气量变化方面提出了比其他减水剂更高的要求。&&&& 表一1是近几年来收集到十多种聚羧酸减水剂，用JC473-2001标准建议配合比，对其主要性能测试结果例举一部分如下：型号来源折固掺量减水率1小时坍落度损失28天强度比和易性评述SP-8N进口0.17275.0128好EX-1进口0.16300125好HP-11进口0.20263.5121好ADVA进口0.18332.0133好Malialim A20进口0.19294.0141好SP1进口0.18282.5132好LEX-9H国产0.19305.0135好氨基磺酸萘系国产0.45246.0130有泌水萘系国产0.702316.0126较差&& &&& 根据以上试验结果表明，聚羧酸减水剂应该具有高性能的技术指标，特别必须达到以下几方面技术要求：a、高减水率：用GB标准检测，减水率应在24％左右或以上，用JC473-2001标准检测，坍落度增加值应&12cm,b、流动度保持好：日本标准JISA中规定坍落度经时损失≤60mm，可以成为衡量流动度保持的指标。c、掺量小：聚羧酸减水剂折合固体掺量一般不大于胶凝材料重量的0.25％。d、和易性好：掺聚羧酸减水剂混凝土在一般情况下，其扩展度、粘聚抓底现象和泌水应优于相同情况的掺萘系减水剂混凝土。&&&& 三、若干应用技术问题&&& 1、水泥适应性&&& 水泥和胶凝材料成分复杂多变，从吸附一分散机理来看，不可能找到一种什么都适应的减水剂，因此，聚羧酸减水剂尽管具备比萘系更广泛的适应性，但仍可能对部分水泥适应性差。这种适应性大多反映在：减水率降低和坍落度损失增加，有的两者都有，也有的只反映在其中一方面。即使是同一种水泥，球磨到不同细度时，减水剂的作用也会不同。表－2 是把海螺水泥磨至不同细度，用调整工艺改变减水剂聚合物成分来检验其适应性。聚合物比（A:B）水泥比表面积384水泥比表面积455水泥比表面积500减水率1小时坍落度损失减水率1小时坍落度损失减水率1小时坍落度损失10：029.0-2525.6-5520.8-1158.5：1.528.30±29.1-4025.1-607.0：3.024.5-4026.0+1028.8-15&&&& 就LEX-9聚羧酸减水剂而言，它对华北地区的某些水泥和掺合料的适应性相对较差。解决适应性的办法有三种：a、适当增加掺量，特别采用滞后掺加方法比较有效。b、适当添加其它组份，尤其在坍落度损失较大的情况下，添加一些传统缓凝组分，大多可改善。c、改变聚合物成分，在合成过程中调整某些组分往往有可能使其适应性完全变化。在目前条件下，采取前2种办法比较简单有效，随着对聚羧酸类减水剂研究深入，生产和管理水平提高，应用规范的扩大，第三种办法将逐步成为现实可行。2、配伍效应&& 水泥颗粒对高分子材料的吸附有选择性，因此，不同减水剂组分或者不同减水剂混用时就存在互相匹配与否的问题。把聚羧酸减水剂与现有常用减水剂和常见调凝剂等复配，得出以下配伍表，表中☆表示可以相容，☆☆表示匹配效果好，×表示匹配效果不好，××表示绝对不可相混。表－3&萘系氨基磺酸盐脂肪族木钙木钠三聚氰胺皂角引气剂LEX-9×××××☆☆☆☆☆××&&葡萄糖酸钠焦磷酸钠柠檬酸钠蔗糖三乙醇胺甲酸钙LEX-9☆☆☆☆☆☆☆☆&&&& 3、含气量&&& 从可泵性和耐久性角度来看，适当增加引起性是有利的，日本的许多聚羧酸减水剂引气性都比较大，在不需要引气时，加入消泡成分。&&&& 在聚羧酸减水剂分子设计和工艺选择时，可以选定其引气性的基本范围，如LEX-9就是根据大多数应用状况，选择基本引气性在3-5％之间，可以通过消泡措施使其含气量控制在2.5-3.5％范围内。在特殊需要的情况下，可以通过工艺调整，把LEX-9的引气量提高到7-8％。&&&& 4、用水量的敏感性&&& 由于采用聚羧酸减水剂后，混凝土的用水量大幅度减少，单方混凝土的用水量大多在130-165kg；水胶比为0.3-0.4，甚至不足0.3。在低用量水情况下，加水量波动可能导致坍落度变化很大，然而对强度的影响相对较小（见表4）。表－4编号水水泥／粉煤灰砂石LEX-9H坍落度R3R28N-0148330／10077010303.63539.850.5N-1151-77010303.616038.351.7N-2154--10303.620035.248.6N-3158--10303.622034.445.3&&&& 此外，用水量的敏感性在坍落度损失方面更为明显。在实验室做坍落度损失试验时，地板、工具、蒸发造成的失水，常常会导致很大的误差，尤其在起始坍落度较小的时候更为明显。多次试验表明，在现场采用生产设备校验坍落度损失时，比实验室试验结果要好得多，这与大生产水分散失率比相对较小有关。&&&& 5、充分发挥掺合材料优势&&& 由于聚羧酸减水剂减水很多，在有些水灰比相对较大的混凝土中，水泥因为和易性要求而无法相应减少，这时，外掺较多的粉煤灰等掺合材料，可以取代较多的水泥来达到经济目的。掺合材料与胶凝材料的比例，因水泥品种，掺合料质量等因素而异，作者采用P.Ⅱ水泥、Ⅱ级混烧灰、宝钢矿渣粉为原料，经多次试验，得出以下掺量范围，供参考。（表－5）在以下范围中，混凝土的凝结、硬化与常规混凝土相仿，和易性一般都很好。&&& 表－5&砼等级P.Ⅱ水泥LEX-9粉煤灰＊矿渣粉＊粉煤灰＋矿渣粉单掺PFAC40以下＜2000.7-0.930-40&&C40以上＞2000.9-1.125-35&&矿粉＋PFAC40以下＜1500.6-0.825-3525-3560-70C40以上＞1500.8-1.020-3020-3050-60&&&& <span style="font-f
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版权所有& ： 山东泰和水处理科技股份有限公司 鲁ICP备号性能特点/聚羧酸系减水剂
1、掺量低、减水率高：减水率可高达&45%，可用于配制高强以及高性能。 2、坍落度轻时损失小：预拌混凝土&2h&坍落度损失小于&15%，对于商品&混凝土的长距离运输及泵送施工极为有利。 3、混凝土工作性好：用&PC&聚羧酸系配制的混凝土即使&在高坍落度情况下，也不会有明显的离析、泌水现象，混凝土外观颜色均&一。对于配制高流动性混凝土、、自密实混凝土、清水饰面&混凝土极为有利。用于配制时，混凝土工作性好、粘聚性好，&混凝土易于搅拌。 4、混凝土收缩小：可明显降低混凝土收缩，显著提高混凝土体积稳定&性及耐久性。 5、碱含量极低：碱含量≤0.2%。7、产品稳定性好：低温时无析&出。6、产品绿色环保：产品无毒无害，是绿色环保产品，有利于可持续发&展。 7、经济效益好：工程综合造价低于使用其它类型产品。8、 唯一的缺点可能就是与其他水泥和胶凝材料的适应性问题，可以这&么说，聚羧酸类减水剂是所有减水剂系类中与水泥适应性最差的外加剂之&一，所以在使用之前都要对水泥以及其他胶凝材料做适应性的实验来确定&其性能好坏，这是很值得注意的地方！
技术性能/聚羧酸系减水剂
技术性&能&项&目&外观 （g/ml）&固含量（%）&（标准型）&浅棕色液体&1.07±0.02&20±2&（缓凝型）&浅棕色液体&1.07±0.02&20±2&≥250（W/C=0.29）&6～8&水泥净浆流动度（泥）（㎜）&≥250（W/C=0.29）&pH&6～8&氯离子含量（%）&碱含量（Na2O＋0.658K2O）（%）&≤0.02&≤0.2&≤0.02&≤0.2 混凝土性能指标&项&目&（标准型）&（缓凝&型）&25～45&≤20&＞100&≥160&2.0～5.0&-90～+90&+150&≥180&无要&求&+150&减水率（%）&泌水率比（%）&坍落度增加值（㎜）&坍落度保留值（1h）（㎜）&含气量（%）&凝结时间差（min）&终凝&抗压强度比（%）&25～45&≤20&＞100&≥160&2.0～5.0&初凝&-90～+90&1d&3d&7d&28d&耐久性&200&次快冻相对动弹模量&（%）&≥165&≥155&≥135&28d&收缩率比（%）&≥60&≥155&≥145&≥130&≤100&≥60&≤100&抗氯离子渗透性（C）&碳化深度比（%）&钢筋锈蚀&常用掺量（%）&≤1000&≤100&无&占胶凝材料总量的&0.8～&1.5%&≤1000&≤100&无
使用说明/聚羧酸系减水剂
&1、DH-4004&型聚羧酸系高性能减水剂的掺量为胶凝材料总重量的&0.4%～2.5%，常用掺量为&0.8%～1.5%。使用前应进行混凝土试配试验，以&求最佳掺量。&2、&DH-4004&型聚羧酸系高性能减水剂不可与混合使用，&使用聚羧酸系高性能减水剂时必须将使用过萘系高效减水剂的搅拌机和搅&拌车冲洗干净否则可能会失去减水效果。 3、使用聚羧酸系高性能减水剂时，可以直接以原液形式掺加，也可以&配制成一定浓度的溶液使用，并扣除聚羧酸系高性能减水剂自身所带入的&水量。&4、由于掺用聚羧酸系高性能减水剂混凝土的减水率较大，因此坍落度&对用水量的敏感性较高，使用时必须严格控制用水量。&5、聚羧酸系高性能减水剂与绝大多数有良好的适应性，但对个别&水泥有可能出现减水率偏低，坍落度损失偏大的现象。另外，水泥的细度&和储存时间也可能会影响聚羧酸系高性能减水剂的使用效果。此时，建议&通过适当增大掺量或复配其它缓凝组分等方法予以解决。 6、&掺用聚羧酸系高性能减水剂后，&混凝土含气量有所增加&（一般为&2%～&5%）有利于改善混凝土的和易性和耐久性，如需在蒸养混凝土中使用或有&其它特殊要求，请联系我们，我们为您及时解决。&7、由于聚羧酸系高性能减水剂掺量小、减水率高，使用聚羧酸系高性&能减水剂配制&C45&以上的各类高性能混凝土，可以大幅度降低工程成本，&具有显著的技术经济效益；用于配制&C45&以下等级混凝土，虽然聚羧酸系&高性能减水剂的成本偏高，但可以通过增加矿物掺合料用量，降低混凝土&的综合成本，同样具有一定的技术经济效益。
作用机理/聚羧酸系减水剂
减水作用是表面活性剂对水泥水化过程所起的一种重要作用。是在不影响混凝土工作性的条件下，能使单位用水量减少；或在不改变单&位用水量的条件下，可改善混凝土的工作性；或同时具有以上两种效果，&又不显著改变含气量的外加剂。目前，所使用的混凝土减水剂都是表面活&性剂，属于阴离子表面活性剂。&水泥与水搅拌后，产生水化反应，出现一些，它包裹着很&多拌和水，从而降低了新拌混凝土的和易性（又称工作性，主要是指新鲜&混凝土在施工中，即在搅拌、运输、浇灌等过程中能保持均匀、密实而不&发生分层离析现象的性能）。施工中为了保持所需的和易性，就必须相应&增加拌和水量，由于水量的增加会使水泥石结构中形成过多的孔隙，从而&严重影响硬化混凝土的物理力学性能，若能将这些包裹的水分释放出来，&混凝土的用水量就可大大减少。在制备混凝土的过程中，掺入适量减水剂，&就能很好地起到这样的作用。&混凝土中掺入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，&而亲水基团指向水溶液，构成单分子或膜。由于表面活性剂&的定向吸附，使水泥胶粒表面带有相同符号的电荷，于是在同性相斥的作&用下，不但能使水泥－水体系处于相对稳定的悬浮状态，而且，能使水泥&在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体，从而将絮凝结构内的水释放出&来，达到减水的目的。减水剂加入后，不仅可以使新拌混凝土的和易性改&善，而且由于混凝土中水灰比有较大幅度的下降，使水泥石内部孔隙体积&明显减少，水泥石更为致密，混凝土的抗压强度显著提高。减水剂的加入，&还对水泥的水化速度、凝结时间都有影响。这些性质在实用中都是很重要的。
包装/聚羧酸系减水剂
&1、&DH-4004&型聚羧酸系高性能减水剂,&水剂采用桶装,&粉剂为塑桶装。 2、应置于阴凉干澡处储存，避免阳光直射。 3、有效保存期为&12&个月，超期经试验验证合格后仍可继续使用。&DH-4004&型聚羧酸系高性能减水剂（液体）
应用中误区/聚羧酸系减水剂
作为最新一代的高性能外加剂，的工程应用日益增加。&从预制混凝土构件到现浇混凝土，从自密实混凝土、清水混凝土到需要快&凝早强的特殊混凝土，从铁路、桥梁、水电等领域到市政、民建工程，聚&羧酸减水剂正占有越来越大的市场份额。但毕竟聚羧酸减水剂工程应用的&时间还较短，对其应用技术的基础研究还相对较少，应用者大多凭厂家的&宣传、凭以往经验甚至凭感觉，其中难免有一些应用乃至理解上的误区。 1&、&聚羧酸减水剂与水泥的适应性好&常见的对聚羧酸减水剂性能的描述是：减水率高、与水泥适应性非常&好、混凝土和易性好、一小时坍落度无损失等。事实上，胶凝材料成分复&杂多变，从吸附一分散机理看，任何外加剂都不可能适应所有情况，聚羧&酸外加剂与水泥适应性好也是与萘系减水剂相对比较而言的。&混凝土工作性，总体上可分为流动性指标和稳定性指标。掺加聚羧酸&减水剂的混凝土和易性比较好，在较高的掺量或较高用水量时也不会发生&明显的离析、泌水，混凝土在模板中的沉降也较小，也就是说从稳定性指&标来说，聚羧酸减水剂与水泥的适应性要明显好于萘系减水剂。但从流动&性指标来说，并不尽然。 （&1&）聚羧酸减水剂的适应性与其掺量直接相关&我们都知道，萘系减水剂掺量较高的高较好，坍落&度损失较小；但中低标号混凝土往往流动性差，坍损也较大，而适当增加&掺量是改善适应性的最有效措施。聚羧酸外加剂同样如此，笔者用北京地&区常用的胶凝材料和骨料配制&C30&混凝土，外加剂用巴斯夫公司聚羧酸减&水剂，结果发现：减水剂掺量&(&折固&)&在&0.13&％&~0.15&％间时，混凝&土都能获得较好的流动性，但坍落度损失普遍较大，不管复配哪种常用缓&凝剂，加多大剂量，当减水剂掺量达到&0.16&％后，大部分混凝土&1&小时&后都能保持较好的流动性。&(2)&与萘系减水剂适应性差的水泥一般与聚羧酸减水剂适应性也较差&一般说来，碱含量高、铝酸盐含量高或细度高的水泥需水量大。萘系&减水剂的掺量较高，坍落度损失较大，同样，用聚羧酸减水剂也有相同的&规律。某些掺加萘系减水剂有滞后泌水现象的水泥，改用聚羧酸减水剂同&样会泌水，但程度稍轻。若水泥由于石膏原因存在非正常坍落度损失&(&混&凝土在出机几分钟后即失去流动性&)&，用聚羧酸减水剂也不会有改观，只&能同时补充硫酸根离子才能从根本上解决，这跟萘系减水剂是一致的。&(3)&某一具体的聚羧酸产品的“适应面”不及萘系产品&萘系产品是由相同原材料在相同工艺条件下合成的结构性能相同的产&品，聚羧酸减水剂是由不同种原材料在不同工艺条件下合成的具有相类似&分子结构的一类产品。萘系产品的不同主要体现在原材料的品质和工艺条&件的稳定性上，而聚羧酸产品的不同基于化学分子结构的不同。具体到应&用上，萘系产品对不同情况的适应性更多表现在最佳掺量在一定范围内的&波动或坍落度损失值的相对大小。对于某一具体聚羧酸产品，情况截然不&同：如果该产品能适应混凝土材料，混凝土状态会很好，坍损也小；若不&能适应混凝土材料，则结果就不是程度的不同了，而可能是完全失效，这&时必须换用另一种类型的产品才能解决。事实上这样的情况经常发生，特&别是用北方原材料，可能原因是水泥矿物、或等。也就是&说从“适应面”上说，某一特定的聚羧酸产品的适应性不及萘系产品。 2&、&聚羧酸减水剂太敏感&，&不易控制&一般而言，减水剂减水率越高，则在其有效掺量区间内拌和物流动度&对掺量越敏感。因此，许多工程技术工作者凭直觉认为聚羧酸减水剂应用&时太敏感，并以此强调计量、混凝土生产与控制的困难性。这样理解的前&提是将减水剂折算成纯固体，看纯固体掺量的增加对混凝土流动性能的改&善。举例来说：对普通标号的泵送混凝土，萘系减水剂掺量在&0.65&％～&0.85&％的区间内能使混凝土的工作性能达到最佳，而聚羧酸减水剂&(&以&巴斯夫公司产品为例&)&的掺量区间是&0.14&％&~0.18&％。萘系减水剂的&掺量变化范围是&0.2&％左右，聚羧酸减水剂的掺量范围是&0.04&％左右，&从这个意义上说，羧酸减水剂确实比萘系减水剂敏感的多。&
深度分析/聚羧酸系减水剂
聚羧酸系减水剂行业：巨大的蛋糕减水剂用于预拌混凝土；和发达国家相比，目前我国预拌混凝土发展程度还很低；随着“禁止现拌，支持预拌”的政策不断推广趋严以及“十二五”规划方向的确定，我们认为未来5年预拌混凝土将得到持续快速的发展，这将给减水剂带来发展大机会。
　　分子结构决定了聚羧酸系减水剂性能远优于之前产品，减水剂大国日本的发展经验表明聚羧酸系减水剂是我国未来发展的方向。
　　目前政策已经从客运专线强制使用聚羧酸系减水剂来推广三代产品，未来其应用趋势将从重大工程重点部位向一般重大工程、普通工程拓展。
　　聚羧酸系减水剂上游成本有望大幅下降，同时萘系产品的成本不断上涨，混凝土企业使用聚羧酸系的动力将大增，对二代减水剂的替代有望加速进行。基于保守性原则测算，国内聚羧酸系减水剂行业正处在爆发式增长阶段，2015年相对2007年有17倍空间。
　　技术与资金成为企业发展的关键聚羧酸系减水剂工艺分为合成、复配、应用三个阶段，其中解决相容性问题的应用阶段是最核心的工艺；目前完全掌握自主开发合成路线、应用技术的企业不超过10家；对于大部分减水剂企业来讲，解决相容性问题、设计出更好的配方成为制约他们发展的瓶颈。
　　由于减水剂企业对流动资金占用很大，一般1个亿的销售收入需要2000万的流动资金支持，企业正常的经营活动需要充沛的流动资金支持；具备现金优势企业的业务扩张能力要远大于没有现金优势的企业。
　　行业内企业处在同一起跑线，已是隐形冠军聚羧酸系减水剂行业在我国发展时间还较短，目前行业内各企业基本都在同一起跑线上；国外企业水土不服，各企业基本都还在本地应用推广阶段，没有突破省级地域限制去发展。
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贡献光荣榜聚羧酸减水剂复配的问题在聚羧酸减水剂复配 - -学网-中国IT综合门户网站-提供健康,养生,留学,移民,创业,汽车等信息
聚羧酸减水剂复配的问题在聚羧酸减水剂复配 -
来源：互联网 更新时间： 15:19:11 责任编辑：鲁晓倩字体：
聚羧酸减水剂复配的问题在聚羧酸减水剂复配中有什么复配材料不能用于蒸养混凝土中？包括缓凝的、早强的...鉴于蒸养混凝土对凝结时间的控制和要求，建议尽量不使用或较少使用缓凝成分用于蒸养混凝土。可以考虑复配一些早强组分，但需要考虑混凝土中总碱量、金属离子等...
聚羧酸聚羧酸减水剂能和萘系减水剂复配吗？要有根据不建议复配使用。聚羧酸与萘系混合后易出现减水率大幅降低，混凝土坍落度损失变大等不利因素。聚羧酸与其他减水剂复配时可以选择与木质素类、脂肪族进行复配，但...
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京ICP备号-1 京公网安备02号常温生产聚羧酸高性能减水剂应用性能研究--《商品混凝土》2014年11期
常温生产聚羧酸高性能减水剂应用性能研究
【摘要】：在常温条件下,生产出一种聚羧酸减水剂,即PC-JH,通过测定净浆流动度,砂浆扩展度以及混凝土性能测试判定PC-JH分散能力的优劣;并通过红外光谱分析PC-JH所含有的官能团。结果表明:常温生产的PC-JH对水泥适应性较好;掺加PC-JH的砂浆扩展度及混凝土坍落度均大于掺加基准减水剂的试样。红外光谱测定结果表明PC-JH含有聚氧乙烯基、羧基、羟基等基团。通过混凝土性能测试证明常温条件下生产的聚羧酸减水剂分散性能优异,含气量及抗压强度均合格,可应用于生产实践。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TU528.042.2【正文快照】：
0前言现代混凝土的五种主要成分分别为:石子、砂、水泥、水和外加剂[1]。由于外加剂能明显改善混凝土和易性,所以它成为混凝土中必不可少的组分。聚羧酸减水剂作为混凝土化学外加剂,能有效提高混凝土坍落度,改善混凝土和易性,且在生产过程无污染[2-5]。通常,聚羧酸减水剂的合
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【参考文献】
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