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1015 PC型聚羧酸系减水剂(液体)
Polycarboxylates

  聚羧酸系高性能减水剂是继木钙为代表的普通减水剂和以萘系为代表的高效减水剂之后发展起来的第三代高性能减水剂,是目前世界上最前沿、科技含量最高、应用前景最好、综合性能最优的一种高效减水剂。PC聚羧酸系高性能减水剂是代表当今世界技术含量最领先的减水剂产品。经与国内外同类产品性能比较表明,PC聚羧酸系高性能减水剂在技术性能指标、性价比方面都达到了当今国际先进水平。
一、性能特点
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混凝土。
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聚羧酸系高性能减水剂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、自流平混凝土、自密实混凝土、清水饰面混凝土极为有利。用于配制高标号混凝土时,混凝土工作性好、粘聚性好,混凝土易于搅拌。
4、与不同品种水泥和掺合料相容性好:与不同品种水泥和掺合料具有很好的相容性,解决了采用其它类减水剂与胶凝材料相容性问题。
5、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。
6、碱含量极低:碱含量≤0.2%。7、产品稳定性好:低温时无沉淀析出。
8、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。
9、经济效益好:工程综合造价低于使用其它类型产品。
二、技术性能
PC聚羧酸系高性能减水剂匀质性指标

项 目
PC(标准型)
PC(缓凝型)
外观
浅棕色液体
浅棕色液体
密度(g/ml)
1.07±0.02
1.07±0.02
固含量(%)
20±2
20±2
水泥净浆流动度(基准水泥)(㎜)
≥250(W/C=0.29)
≥250(W/C=0.29)
pH
6~8
6~8
氯离子含量(%)
≤0.02
≤0.02
碱含量(Na2O+0.658K2O)(%)
≤0.2
≤0.2
PC聚羧酸系高性能减水剂混凝土性能指标
项 目
PC(标准型)
PC(缓凝型)
减水率(%)
25~45
25~45
泌水率比(%)
≤20
≤20
坍落度增加值(㎜)
>100
>100
坍落度保留值(1h)(㎜)
≥160
≥160
含气量(%)
2.0~5.0
2.0~5.0
凝结时间差(min)
初凝
-90~+90
+150
终凝
-90~+90
+150
抗压强度比(%)
1d
≥180
无要求
3d
≥165
≥155
7d
≥155
≥145
28d
≥135
≥130
耐久性
28d收缩率比(%)
≤100
≤100
200次快冻相对动弹模量(%)
≥60
≥60
抗氯离子渗透性(C)
≤1000
≤1000
碳化深度比(%)
≤100
≤100
钢筋锈蚀
常用掺量(%)
占胶凝材料总量的0.8~1.5%
三、使用说明
1、PC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、PC聚羧酸系高性能减水剂不可与萘系高效减水剂混合使用,使用PC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PC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PC聚羧酸系高性能减水剂自身所带入的水量。
4、由于掺用PC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、PC聚羧酸系高性能减水剂与绝大多数水泥有良好的适应性,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PC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PC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PC聚羧酸系高性能减水剂掺量小、减水率高,使用PC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PC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。
四、作用机理
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。减水剂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,出现一些絮凝状结构,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,构成单分子或多分子层吸附膜。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。
五、包装
1、PC聚羧酸系高性能减水剂为水剂,采用桶装。
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。

高效减水剂 PC

1 、产品简介
PC 是一种应用于高性能混凝土的聚羧酸高效减水剂。设计 PC 的目的是使混凝土具有高流动性,高强度并且由于时间的延长产生水泥水化导致新拌混凝土的施工性能变差的程度会大大减少。
如果配制高强度和自密使( SCC )混凝土,应用 PC 不失为一种有效的措施。
2 、优点
PC 具有优良的减水性能,足以让混凝土具有保持其期望的工作性能所需要的流动性。
PC 不含对环境有害的氯化物。因此能安全放心地使用。
因为 PC 的保坍性好(大约 60 分钟),所以它可以直接在搅拌站掺加而勿需在施工现场掺加。
通过掺加 PC ,仅采用炉渣,粉煤灰,含石灰石和硅的烟尘等物质配制施工性能良好的高强混凝土是可能的。
掺加 PC 的混凝土干缩现象减轻,因此它比传统高效减水剂更能减少裂缝的产生。
3 、性能指标

外观

褐色液体

比重

1.09~1.13 ( at 20 ℃ )

固含量

40%

pH 值( 1% 水溶液)

6.0~9.0

氯化物含量

0

凝固点

-5 ℃

4 、使用方法
PC 可在搅拌站掺加,不过在施工现场亦可。
5 、用量
推荐 PC 的掺加量为水泥质量的 0.5~5.0% 。
6 、混凝土测试范围

耐压强度比( % )

测试项

标准值

减水率( % )

18-40%

含气量( % )

1-4%

1 天

> 170

3 天

> 155

7 天

> 145

28 天

> 135

抗拉伸比( 28 天)( % )

< 100

泌水量比( % )

< 10

7 、掺加量与减水率的关系

HIGH-RANGE WATER REDUCING ADMIXTURE ( PC

1 、 DESCRIPTION
PC is a polycarboxylate type high-range water reducing admixture for HPC (High Performance Concrete).
PC was designed to yield high flowable and high strength concrete, and also have little loss in workability of fresh concrete with time due to hydration of the cement.
The use of PC is an effective means if producing high strength concrete and SCC (Self-Compacting Concrete).
2 、 ADVANTAGE
PC has excellent water-reducing capabilities and keeps the conctete sufficiently plastic to give a desired waorkable concrete.
PC is free from chloride, which is considered undesirable in circumstances, and therefore it may be used with safety.
PC can be added at the mixing plant rather than the job site due to the slump retentive capability for about 60 minut.
It is possible to produce workable high-strength concrete with blast-furnace slag, fly ash, lime stone and silica fume by using PC.
Drying shrinkage has been decreased when PC is added, therefore crack has been reduced than conventional superplasticizer concrete.
3 、 PROPERTIES
Appearance : Brown Liquid
Specific Gravity : 1.09-1.13 (at 20 ℃ )
Concentration : 40%
pH (1% aqueous solution) : 6.0-9.0
Chloride Content : Nil
Freezing Point : -5 ℃
4 、 METHOD USE
PC should be added at the mixing plant, but it may be added at job site .
5 、 DOSAGE
Recommended dosage of PC is between 0.5-5.0% by weight of cement.
6 、 EXAMPLE OF CONCRETE TEST

Item

Standard value

Water reduction rate(%)

18-40%

Air content (%)

1-4%

Ratio of compressive strength (%)

> 170

> 170

> 155

> 155

> 145

> 145

> 135

> 135

Ration of length change (28d) (%)

< 100

Ratio of bleeding amount (%)

< 10

7 、 RELATIONSHIP OF DOSAGE AND WATER REDUCTION RATE


[ 应用实例 1]

聚羧酸减水剂应用中的几点理解误区

作为最新一代的高性能外加剂,聚羧酸减水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标号混凝土流动性较好,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、微量元素或助磨剂等。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。
比较不同减水剂的敏感性首先应将减水剂调至相同的减水率层次,然后在这个层面上进行对比。常用的萘系减水剂浓度为 35 %,经试验将聚羧酸减水剂 ( 巴斯夫公司产品 ) 调至相同减水率,浓度大概为 7 %。将此两种减水剂用于普通 C35 混凝土中,试验结果见图 l 。

图 1 混凝土性能与减水剂掺量的关系

由图 l 可以看出:随减水剂掺量提高,混凝土坍落度及扩展度都呈增大趋势,两种外加剂的敏感性 ( 曲线斜率 ) 也大致相同。萘系减水剂掺量 2.2 %以后,曲线出现明显拐点,这是由于掺量过高造成混凝土离析,骨料堆积反而使坍落度变小。而聚羧酸减水剂随掺量提高,混凝土坍落度、扩展度一直有增加的趋势,说明聚羧酸外加剂黏聚性、包裹性都优于萘系减水剂,即使掺量超高也不会发生明显的离析。从这个意义上说,聚羧酸减水剂的敏感性要低于萘系。
3 、聚羧酸减水剂自身的引气性能适用于泵送混凝土
具有一定的引气性是聚羧酸减水剂的典型特征,掺加聚羧酸减水剂 ( 常规掺量 ) 的混凝土含气量一般在 2.0 % ~3.5 %间。泵送混凝土要求有一定的含气量,一般在 2.0 % ~4.0 %之间,这样对混凝土的泵送及耐久性能都有利,对混凝土强度又没有太大影响。从表面上看,羧酸减水剂的引气量大小合适,不用增加别的组分对引气量进行调整。其实,泵送混凝土含气量是指混凝土泵入模板后的数值,我们所说的引气量是混凝土搅拌出机时的值。应该弄清楚的是混凝土经搅拌、运输、泵送后含气量的变化规律。表 1 为笔者实测的北京某搅拌站生产 C50 箱梁混凝土的含气量变化数据 ( 测试时间: 10 月;气温: 18 ℃ ) 。

表 l 混凝土生产过程含气量变化

混凝土含气量 /%

平均

出站前

2.4

2.6

2.6

3.2

2.8

2.5

2.7

2.68

施工地点

2.2

2.9

2.2

3.5

2.5

2.3

2.7

2.61

泵送后

4.2

4.5

4.5

5.0

4.2

2.9

4.7

4.28

从表 1 可以看出,混凝土到达工地后含气量平均值稍有降低,并不太明显,有些还明显提高,这可能与混凝土在运输过程中的自然搅拌有关。但泵送后含气量明显提高,平均提高值在 1.5 %以上,而且规律性非常明显,这一点与萘系减水剂是有根本区别的。
这一规律对混凝土的生产应用是很有意义的,对于用聚羧酸外加剂拌制的混凝土,经泵送后其含气量很可能超过正常标准,若复配引气剂使用,混凝土含气量可能严重超标而影响强度。为使含气量正常化,可能要复配消泡剂使用,当然这要经过试验,在试验基础上调整外加剂配方。
4 、结论
(1) 聚羧酸减水剂与水泥的适应性好是与萘系减水剂相比较而言的,某一具体的聚羧酸产品对混凝土材料“适应面”上不及萘系减水剂。
(2) 聚羧酸减水剂的敏感性并不比萘系减水剂高,从混凝土材料稳定性角度说,其敏感性要比萘系低。
(3) 用聚羧酸减水剂拌制的混凝土经泵送后含气量有明显增加,生产时要引起高度重视。

[ 应用实例 2]

PC 聚羧酸系高性能减水剂

聚羧酸系高性能减水剂是通过分子设计方法合成的具有梳形结构的超塑化剂,从分子结构上解决了传统萘系、三聚氰胺系高效减水剂所存在的坍落度损失大、减水率相对较低以及对环境产生危害等方面的问题.已经成为绿色混凝土减水剂发展的一个重要方向。 PC 聚羧酸系高性能减水剂是以甲氧基聚氧乙烯醚为原料,通过酯化反应、聚合反应得到的一种具有表面活性和梳形结构特征的高效减水剂。其特点为:
(1) 低掺量、高减水:掺量一般为 0.7 %~ 1.1 %,减水率 20 %~ 40 %,能大大降低单方混凝土胶凝材料用量。
(2) 不离析、不泌水,保持混凝土坍落度的性能更好,可以保持 60min 之内基本无损失, 120min 之内坍落度经时损失在 0 %~ 10 %之间。
(3) 具有适当引气、高增强、低收缩性能.能配制出超高强和超耐久性混凝土:混凝土含气量不大于 2 5 %,泌水率比小于 100 %,抗冻等级在 50 次以上,收缩率比不大于 115 %。另外,外加剂引气量可根据混凝土的具体抗冻耐久要求进行调整。
(4) 与水泥、掺和料相容性好,为推广使用大掺量粉煤灰、矿渣等工业废料提供了技术保证。
(5) 具有一定的缓凝效果,混凝土凝结时间较空白混凝土延长 2h ~ 4h ,如工程对缓凝时间有特殊要求,可进行调整。能有效降低早期的水化热和混凝土绝热温升,对大体积混凝土更为有利,尤其适用于碾压混凝土的施工。
(6) 分子结构上的自由度大,实现减水剂高性能化的潜力更大。
(7) 碱含量低 ( 可以忽略不计 ) ,有利于防止碱骨料反应。
(8) 对钢筋无锈蚀作用。
目前, PC 聚羧酸系高性能减水剂已在国家多项重点工程中得到了应用,如武广客运专线、广深港客运专线、京沪高速铁路等。由于具有减水率高、水泥适应性好等诸多特点,聚羧酸系高性能减水剂必将成为 21 世纪绿色混凝土减水剂发展的一个重要方向,相信在未来的水利工程中也将会得到更加广泛的应用。

 
检测报告
 
中标通知书


聚羧酸型泵送剂
PC Pumping aid for concrete

一、高效减水剂的作用
  
1 、在不改变各种原材料配比的情况下,添加高效减水剂,不会改变混凝土强度,同时可以大幅度提高混凝土的流变性及可塑性,使得混凝土施工可以采用自流、泵送、无需振动等方式进行施工,提高施工速度、降低施工能耗。
   2 、在不改变各种原材料配比 ( 除水 ) 及混凝土的坍落度的情况下,减少水的用量,可以大大提高混凝土的强度,早期强度和后期强度分别比不加减水剂的混凝土提高 60 %及 20 %以上,通过减水,可以实现浇筑 C100 标号的高强混凝土。
   3 、在不改变各种原材料配比 ( 除水泥 ) 及混凝土强度的情况下,可以减少水泥的用量,掺加水泥质量 0.2 % ~0.5 %的高效减水剂,可以节省水泥用量的 15 % ~30 %以上。
   4 、掺加高效减水剂,可以提高混凝土的寿命 1 倍以上,使建筑物的正常使用寿命延长 1 倍以上。

二、性能与掺量
  
减水剂是一种重要的混凝土外加剂,是新型建材支柱产业的重要产品之一。减水剂不但大大提高了高强混凝土的力学性能,而且提供了简便易行的施工工艺。我国最早应用的减水剂为减水率大于 5 %小于 10 %的普通减水剂,如松香酸钠、木质素磺酸钠和硬脂酸皂等。但因为其减水率低,工程应用有限等原因很快就被取代。
   目前,在我国广泛使用的减水剂主要为减水率大于 10 %的高效减水剂,如三聚氰胺系、萘系、氨基磺酸系、改性木质素磺酸系等。其中应用最广泛的是萘系高效减水剂。萘系高效减水剂对我国混凝土技术及施工技术的进步,对提高建筑物的质量和使用寿命、降低能耗、节省水泥及减少环境污染等方面都起着重要的作用。国内几乎所有建筑类的科研院所和外加剂厂家都对其生产工艺和应用技术进行过研究和开发。由于萘系高效减水剂的应用而出现的高强混凝土、大流动性混凝土是混凝土发展史上继钢筋混凝土、预应力混凝土后的第三次重大革命。可以说,减水剂的技术及其应用代表着一个国家建筑材料和施工技术的水平。
   但是萘系减水剂在近几十年的发展中也暴露了一些自身难以克服的问题。例如,用它配制的混凝土塌落度损失影响十分明显,不可能有更高的减水率,其生产的主要原料 - 萘是炼焦工业的副产品,来源受钢铁工业的制约等等。为此,国内外积极研究和开发非萘系高效减水剂,以丰富的石油化工产品为原料,以极高的减水率、极小的塌落度损失使萘系减水剂黯然失色,从而开创出减水剂技术和混凝土施工技术的新局面。  顺应时代潮流,采用国内某知名大学的国家重点实验室历经七年技术攻关研发的关键合成技术,成功生产出了新一代的共聚羧酸系减水剂,并形成一定规模化的生产。共聚羧酸减水剂掺入新拌混凝土后,减水剂所带的极性阴离子活性基团如一 SO 3 一、一 COO 一等通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用,紧紧地吸附在强极性的水泥颗粒表面,从而使水泥颗粒带电,根据同性电荷相斥原理,阻止了相邻水泥颗粒的相互接近,增大了水泥与水的接触面积,使水泥充分水化,并且在水泥颗粒扩散的过程中,释放出凝聚体所包含的游离水,改善了和易性,减少了拌水量。同时结构中具有亲水性的聚醚侧链,伸展于水溶液中,从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层;当水泥颗粒靠近时,吸附层开始重叠,、即在水泥颗粒间产生空间位阻作用,重叠越多,空间位阻斥力越大,对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大,使得混凝土的塌落度保持良好。
   同传统萘系减水剂相比,共聚羧酸高效减水剂具有低掺量 ( 浓度按 20 %计:掺 0.8 % ~1.2 % ) 、减水率更高 ( 可达 25 % ~40 % ) 、塌落度损失小、与大掺量的矿粉及粉煤灰适应性好等优点,而且其表面的活性作用、收缩与徐变小,产品生产中不含甲醛,氯离子含量和碱含量均低,也无硫酸钠盐;具有良好的塌落度保留值,能降低混凝上早期的绝热升温,对大体积混凝土更具优势。
   目前国内建筑工程越来越重视对高性能混凝土的应用,按《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》 (JTJ 275-2000) 对高性能混凝土的要求,根据共聚羧酸系高效减水剂产品的性能特点,其完全适宜应用在高性能混凝土中,而且是其他种类减水剂无法代替的。


HAPC 早强羧酸减水剂

Hardening accelerating polycarboxylate

HAPC 是为制造早强型高性能混凝土而研制开发的新一代聚羧酸减水剂产品。
HAPC 与普通高减水剂聚羧酸减水剂相比,可以大幅改善在使用一般聚羧酸类减水剂时发生的缓凝现象并展现混凝土早期强度。在生产煤砖及为减少空气而需要早期强度的施工现场发挥优良的效果。
一、一般性状(非规格)
外 观 褐色液状
固 含 量 30%
P H 4.5
粘 度 150cps ( 25 ℃ )
比 重 1.11 ( 25 ℃ )
二、特性
HAPC 能大幅度提高混凝土的早期强度。
三、使用方法
一般对水泥的添加量为 0.4~0.6% 。但根据配方的不同,添加量也会有所差异。因此请在实验基础上确定添加量。
四、操作时的注意事项:
1 、请在通风条件下使用。
2 、请避免在有火气,闪光,高温物的周围使用。
3 、请避免触及强氧化剂。
4 、在操作时请带防护眼镜,防护手套,口罩等保护用具。
5 、使用完后,请洗手,漱口。
6 、如不慎沾到皮肤时,应立即用肥皂水或皮肤用洗涤剂来清洗,发生皮肤炎症时请医生诊断。
7 、如不慎进到眼睛,立即用水清洗 15min ,并请医生诊断。
8 、如吸入时,请把患者带到通风的地方,并请医生诊断。
9 、使用前后请密封,并在室内仓库保存。
10 、容器材质请使用聚乙烯等合成树脂。
使用时务必阅读本产品的安全数据表( MSDS )。
五、包装
塑料桶装 238kg

高性能混凝土外加剂主导官能团二元、三元复合原理


1 、高性能混凝土外加剂单元结构模型图

2 、非主导官能团

3 、 SO 3 H 、 COOH 及组合性能变化示意图

4 、无反应活性的非主导官能团常以醚键、酯键、酰胺键型等型式存在。这三种键型属非离子型表面活性物质,可以单独一种或任意两种或三种同时与羧基或“羧酸—磺酸”组成高性能外加剂,这三种键型是

醚键型

结构为:(聚氧乙烯型)

酯键型

从分子水平解决混凝土问题
Specialty Polymers for Concrete

1015

[ 应用实例 3]

PC 与水泥相容性

   随着现代建筑设计与施工技术的发展,要求混凝土向高强、轻质及施工流态化方向发展。高性能超塑化剂作为一种化学外加剂,已成为配制高性能混凝土必不可少的组份,它可以最大限度地控制混凝土的用水量,提高混凝土的耐久性,克服普通混凝土坍落度损失过快的缺点,缩短凝结时间等。
   然而,混凝土外加剂在经历了快速发展及大规模推广应用后,始终困扰业内技术人员的难题依然是外加剂与水泥品种的适应性问题。几乎所有品种的外加剂与水泥之间都存在适应性问题。以目前使用最为普遍的减水剂为例,当其与水泥产生不适应性的时候,会非常明显地表现出流动性变差、减水率降低、坍落度损失过快等,而至今还没有一种通用减水剂能适应所有的国产水泥品种。
   聚羧酸系减水剂作为第三代新型混凝土高效减水剂,因其相对于萘系高效减水剂具有高减水率、低收缩、高强度、低泌水和坍落度损失小等优点,其生产和应用技术发展很快。目前,国内从事聚羧酸外加剂研发、生产、供货的单位有几十家,主要产品达十几种。北京、上海、天津、广州等城市的许多预拌混凝土搅拌站,都已经应用或正在尝试使用聚羧酸外加剂配制混凝土。起初,聚羧酸外加剂主要用于配制高强、自密实、高流态等特种和高性能混凝土。随着聚羧酸外加剂生产和应用技术不断提高,产品逐渐系列化,成本逐渐降低,聚羧酸外加剂同样可用于配制中低强度的高性能混凝土。随着聚羧酸外加剂的推广应用,对其性能特点的认识也不断深化,即聚羧酸外加剂同样也存在与混凝土中的其它材料 ( 尤其水泥 ) 的适应性问题。了解不同聚羧酸外加剂产品与不同水泥品种的相容性特点,对正确使用和充分发挥聚羧酸外加剂的性能有重要意义。
   水泥与超塑化剂之间的相互作用是一种非常复杂的物理化学现象,必须做严谨的分析。只有充分了解水泥、熟料以及超塑化剂的物理和化学性能,才可以分析这种水泥与超塑化剂作用下浆体的流变行为。而目前国内对水泥和高效减水剂之间适应性的研究还很少,—般都是根据现场情况进行调整,因此,开展此方面的研究对高效减水剂后合理使用及其推广应用意义重大。

1 、新型羧酸系梳形共聚物超塑化剂的分子结构特征
  
羧酸系梳形共聚物根据其主链结构的不同可以分为 2 类:即 I 类以丙烯酸或甲基丙烯酸为主链,接枝不同侧链长度的聚醚; II 类以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚。其中 I 类又分为: (1) 主链上带有 COO — 基团,聚氧乙烯 (PEO) 侧链以 COO 酯键相连; (2) 主链上带有 CO O — 基,而 PEO 侧链以 COO 酰亚胺键形式相连; (3) 主链上带有 COO — 基团外,还带有磺酸根基团,而 PEO 侧链仍以 COO 酯键形式相连。 II类分为:马来酸酐和烯丙醇醚的共聚物、苯乙烯和马来酸酐共聚物与单甲基聚醚的接枝物。这些梳形共聚物共同的结构特征是:主链上都含有羧酸基吸附基团,侧链上链接有 PEO 提供空间位阻,不同长度的聚醚侧链或长短不同的聚醚侧链进行组合,在水泥颗粒上的吸附行为就不同,提供的位阻效应也不同,其分散性能也截然不同。
   正是由于羧酸系梳形共聚物化学结构上的多变性,高性能化的潜力大,才引起了世界各国学者的广泛关注。这些聚合物可以通过改变主链化学结构、侧链聚醚种类和长度、主链分子量大小及分布、离子基团含量来实现聚羧酸外加剂的高性能化。图 1 表示聚醚侧链长度不同的梳形共聚物分子结构图像固,短侧链的梳形共聚物空间位阻作用较弱,分散性能较差,但保坍性能优异;长侧链聚醚的梳形共聚物空间位阻效应强,分散效果好,但流动度损失快。长短不同的侧链进行组合可以改变其在水泥颗粒界面的行为,既能显示出较高的初始流动性,也具有良好的坍落度保持能力。

图 1 聚醚侧链长度不同的梳形共聚物分子结构示意

2 、外加剂与水泥适应性的主要影响因素

2 . 1 水泥的矿物组成
   水泥的矿物组成因生产厂家在原材料、生产工艺等方面存在差别而有所不同。我国大中型水泥厂水泥熟料的主要成分波动很大, C 3 S 含量可以相差 1 倍以上, C 3 A 含量则可能相差 6 倍。就是同一厂家的水泥熟料其矿物成分也会有所波动,据某年调查, C 3 S 波动在± 2.5 %以内的厂家有 50 %以上, C 3 A 波动在± 1 %以内的厂家有 70 %以上;通过对水泥熟料矿物组分 C 3 S 、 C 2 S 、 C 3 A 、 C 4 AF 对木钙分子的等温吸附的研究表明,他们对木钙减水剂的吸附程度为: C 3 A >C 4 AF>C 3 S>C 2 S ,可见,铝酸盐相矿物对木钙的吸附程度大于硅酸盐相矿物。由于 C 3 A 对木钙的选择吸附,使得吸附量显著增加,这样就会降低减水剂的减水作用。因此,在掺量相同的情况下, C 3 A 、 C 4 AF 含量较高的水泥浆体中,减水剂的分散效果就较差, C 3 A 含量低而 C 3 S 含量高的水泥对木钙类减水剂的适应性好。四大矿物组分对萘系和聚羧酸系减水剂的吸附程度有待进一步研究。

2 . 2 水泥中的调凝石膏
   在粉磨水泥熟料时,一般都掺加一定量的石膏共同磨细,在此,石膏起调整水泥凝结时间的作用。由于粉磨过程中,磨机内温度升高,使一部分二水石膏脱去部分结晶水转变为半水石膏,或脱去全部结晶转变为无水石膏。另外,有些水泥厂为节省生产成本,往往采用硬石膏 ( 无水石膏 ) 或工业副产品石膏 ( 也是无水石膏 ) 代替二水石膏作为水泥调凝剂,按照有关水泥标准进行产品检验时一般区别不大。但当掺外加剂时,有时却表现出大相径庭的塑化效果,尤其是以无水石膏作为调凝剂的水泥遇到木钙、糖钙减水剂时,会产生严重的不适应性,不仅得不到预期的减水效果,而且往往会引起流动度损失过快甚至异常凝结 ( 速凝、假凝 ) 。
   由于石膏结晶形态不同,其对木钙、糖钙类减水剂的吸附能力也不同,顺序为: CaSO 4 > CaSO 4 · 1/2H 2 O>CaSO 4 · 2H 2 O 。在以无水石膏为调凝剂的水泥中掺加木钙或糖钙减水剂,再与水一起拌和时,无水石膏表面立即吸附大量的木钙或糖钙分子,形成减水剂吸附膜层,该膜层将无水石膏严密地包围起来,使之无法溶出水泥浆体所需的 SO 离子,也就无法快速地在表面形成大量的钙矾石,因而造成 C 3 A 大量水化,出现相当数量的相互连接的水化铝酸钙结晶体,这一结果轻者导致混凝土坍落度损失过快,重者导致混凝土异常快凝。石膏对水泥和外加剂适应性的影响主要有以下 4 个方面:
(1) 石膏细度。石膏细度不够,使石膏溶解度不够,产生速凝。
(2) 石膏用量。石膏用量不够,不能有效控制 C 3 A 水化。
(3) 石膏形态和种类。—般在混凝土中 CaSO 4 · 2H 2 O 的调凝效果优于 CaSO 4 · 1/2H 2 O 和硬石膏。水泥中石膏形态对减水剂使用效果的影响与水泥中 C 3 A 的质量分数有关,当 C 3 A 质量分数高时影响较大,反之则小。影响水泥和高效减水剂流变性的关键参数足;特正电的空隙相活动区的数量和快速可溶的 SO 之间的平衡。如果这两个数值的平衡状态适当,则外加剂与水泥具有很好的适应性。
(4) 石膏研磨温度。通常情况下水泥厂为了缩短熟料的冷却时间,经常将温度还比较高的熟料与石膏同磨,二水石膏在 150 ℃ 高温下会脱水成为半水石膏,在 160 ℃ 以上时,半水石膏还会成为溶解性较差的硬石膏而影响水泥的适应性。

2 . 3 水泥细度和水泥的颗粒形态
   水泥颗粒对减水剂分子具有比较强的吸附性,在掺加减水剂的水泥浆体中,水泥颗粒越细,意味着其表面积越大,则对减水剂分子的吸附量越大。所以,减水剂在相同掺量情况下,水泥细度越细,其塑化效果越差。一些生产厂家为追求水泥的强度,往往提高水泥的细度,对于这类水泥,为了达到较好的塑化效果,必然增加减水剂的掺量。
   水泥颗粒表面的形态影响水泥表面各相生成物的数量和性质。水泥表面生成物主要有 2 种形式:“是带正电荷的空隙相;二是带负电荷的硅酸盐熟料矿物相。水泥颗粒除了表面形态不同外,颗粒中 C 3 A 的晶态结构也是不相同的 ( 常常把 C 3 A 的晶态结构假定为 2 种:立方体状和斜方晶状 ) 。而不同晶态结构的水泥颗粒与水反应的情况也不同。

2 . 4 水泥中的混合材
   目前我国 80 %以上的水泥都掺加一定量的混合材,如火山灰、粉煤灰、矿渣粉和煤矸石等。由于混合材的品种性质和掺量不同,减水剂的作用效果也不相同。试验表明:减水剂对掺加粉煤灰和矿渣作为混合材水泥的塑化效果较好:而对掺加火山灰或煤矸石作为混合材水泥的塑化效果较差,若要达到相同的减水效果,需增大减水剂的掺量。

2 . 5 水泥的碱含量
   水泥中的碱含量主要来源于所用原材料,特别是石灰和黏土,这些碱相当一部分可以在水泥生产过程中挥发,但许多水泥厂为了节约能源,将挥发的废气进行回收利用,这就会使挥发的碱又沉淀下来,从而增加水泥的碱含量。
   碱含量对水泥与减水剂的适应性会产生很大的影响。随着水泥碱含量的增大,减水剂的塑化效果变差。水泥碱含量提高还会导致混凝土的凝结时间缩短和坍落度损失增大。

2 . 6 水泥的陈放时间和温度
   水泥陈放时间越短,减水剂对其塑化作用效果越差。因为新鲜水泥的正电性较强,对减水剂的吸附能力较大。水泥的温度越高,减水剂对其塑化作用越差,混凝土的坍落度损失也越快。

3 、试验部分
   水泥熟料的矿物组成对坍落度经时损失有很大的影响,但考虑到熟料矿物组成的调整将涉及熟料烧成制度的变化,对工艺控制影响较大,因此,本课题组尝试在不改变熟料矿物组成的条件下,力求通过调整水泥组成中石膏的形态和掺量,对水泥与聚羧酸系超塑化剂相容性问题进行研究,主要考察其对水泥净浆流动度经时损失的影响。

3 . 1 试验原材料
   试验所用的水泥由不同种类的石膏分别与熟料混合粉磨制成,比表面积为 3741cm 2 /g ,熟料的化学组成见表 1 。外加剂为聚羧酸系超塑化剂,掺量为 1.0 %。

表 1 试验用水泥熟料的主要化学组成

SiO 2

Al 2 O 3

CaO

MgO

Fe 2 O 3

SO 3

碱含量

Loss

21.08

4.55

62.68

2.05

2.70

2.90

0.50

2.94

采用德国干湿两用激光粒度仪对水泥粒径及其分布进行测试 ( 湿法 ) ; Blaine 比表面积采用无锡建仪仪器机械有限公司生产的 SBT-127 型数显勃氏比表面积仪测试。结果见表 2 。

表 2 水泥粒度分析

X 10 /μm

X 50 /μm

X 90 /μm

SMD/μm

VMD/μm

Sm/(cm 2 /g)

Blain/(cm 2 /g)

3.74

19.82

52.05

7.88

25.04

2417.25

3741

3 . 2 试验方法
   水泥净浆流动度按照 GB 8077 — 2000 《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行测试,水灰比为 0.29 ,减水剂掺量为水泥质量的 1.0 %,测试初始净浆流动度及 1h 时的净浆流动度。
   净浆流动度经时损失率是以净浆浆体搅拌结束时的流动度作为初始流动度,此后每隔 1h 测试 1 次,计算各水化龄期流动度经时损失率。为防止水分蒸发,每次测试完毕后将水泥浆体密封放置。

4 、试验结果与讨论
4 . 1 石膏掺量的影响
   分别采用相同形态不同种类的石膏 E 和石膏 P ,配制水泥,考察石膏中 SO 3 含量对水泥净浆流动度及 1h 流动度损火的影响 ( 见表 3) 。

表 3 不同种类石膏对水泥净浆流动度及经时损失的影响

编号

SO 3 含量 /%

流动度 / ㎜

流动度经时损失率 /%

0min 60min

E1
石膏 E E2
E3

1.5
2.0
2.5

203 、 204
195 、 193
172 、 172

132 、 132
125 、 124
103 、 105

35
36
40

P1
石膏 P P2
P3

1.5
2.0
2.5

150 、 154
160 、 165
175 、 168

80 、 85
88 、 90
90 、 95

45
45
46

由表 3 可知:
   掺石膏 E 的水泥样品,在固定水灰比和外加剂用量的情况下,随水泥中 SO 3 含量的增加,流动度不断减小,流动度经时损失率逐渐增大。
   掺石膏 P 的水泥样品,在固定水灰比和外加剂用量的情况下,随 SO 3 含量的增加,净浆流动度逐渐增大,流动度经时损失率也逐渐增大。同时,在相同条件下,掺石膏 P 的水泥样品,其流动度经时损失率要高于掺石膏 E 的样品。

4 . 2 石膏形态的影响
   为了考察石膏形态对水泥净浆流动度及经时损失的影响,选取石膏 E 和石膏 P ,以及另外一种无水石膏 Y 进行实验。试验过程中,分别对这 3 种石膏按照一定的比例进行复配,然后与水泥熟料一起粉磨,并控制相同的细度。试验结果见表 4 。

表 4 石膏形态对水泥净浆流动度及经时损失的影响

编号

SO 3 含量 /%

流动度 / ㎜

流动度经时损失率 /%

0min 60min

E-P1

石膏 E 与 P 复配 E-P2

E-P3

1.5

2.0

2.5

148 、 148

146 、 148

160 、 158

76 、 77

62 、 63

65 、 66

49

57

59

Y-P1

石膏 P 与 Y 复配 Y-P2

Y-P3

1.5

2.0

2.5

225 、 227

158 、 157

180 、 180

115 、 120

75 、 75

85 、 87

48

52

52

E-Y1

石膏 E 与 Y 复配 E-Y2

E-Y3

1.5

2.0

2.5

290 、 285

202 、 204

174 、 173

189 、 191

92 、 93

63 、 60

34

54

64

由表 4 可知:
   石膏 E 和石膏 P 复配的水泥样品,在固定水灰比和外加剂用量的情况下,随 SO 3 含量的增加,净浆流动度逐渐增大,同时 1h 流动度经时损失率也逐渐增大。
   石膏 P 和石膏 Y 复配的水泥样品,在固定水灰比和外加剂用量的情况下,随 SO 3 含量的增加,流动度经时损失率逐渐增大;并且,石膏 P 与石膏 Y 按照一定比例复配的样品的 1h 流动度损失率大于单掺石膏 P 的样品。
   石膏 E 和石膏 Y 复配的水泥样品,随水泥中 SO 3 含量的增加,净浆流动度减小,流动度经时损失率逐渐增大。但是石膏 E 和石膏 Y 复配后的样品要比单掺石膏 E 的样品损失率大。

5 、结语

(1) 水泥组成中石膏对净浆流动度损失的影响非常大,各种不同形态不同种类的石膏对净浆流动度的影响也各有不同。
(2) 石膏含量的增加会加快水泥净浆流动度的损失。
(3) 相同形态不同种类的 2 种石膏,分别与同一种类的无水石膏复配后,其损失率大大增加。
(4) 如何通过聚羧酸系超塑化剂分子结构的改性,来提高水泥和聚羧酸系超塑化剂之间的相容性还有待进一步研究。
(5) 为更好地服务于实际工程,深入开展混凝土外加剂与水泥适应性问题的研究,并针对具体问题寻求必要而有效的技术措施是相当重要的。

[ 应用实例 4]

PC 在预拌混凝土生产应用中出现的问题及解决方法

  聚羧酸系减水剂被称为第四代减水剂,它具有掺量少、减水率高、保坍性能好、与水泥适应性强、混凝土收缩小等特点。这样,给初次使用者的感觉是该减水剂比前几代减水剂在使用时更方便、安全、高效,但经笔者在近两年的应用中发现,该减水剂与其他减水剂一样,有一定的局限性,其优点只是相对的,所以,在生产中遇到了许多问题,甚至有的问题是我们许多人从心理上很难接受的。
   与某水泥严重不适应,导至发往工地的混凝土不能正常使用某搅拌站用所在地区某名牌水泥, QL 牌 P · 042.5R 水泥,给某工地供应 C50 混凝土,用的是聚羧酸系高效减水剂,做混凝土配合比时,发现该水泥用减水剂的掺量比其他水泥稍多,但实际搅拌时,出厂混凝土拌合物坍落度目测有 200 毫米,到工地往混凝土泵车中卸料时,却发现该车混凝土已卸不出来;通知厂内送一桶减水剂加入搅拌后,目测坍落度有 170 毫米,基本可以满足泵送要求,但刚卸 1 立方米左右时,又卸不出来了,立即把该车混凝土返厂,加人大量的水及少量的减水剂,才勉强卸出,险些凝固在搅拌车中。
原因:没有坚持对每一批水泥在开盘前做与外加剂的适应性试验。
预防: 1 .对每一批水泥在开盘前用施工配合比做一次复配试验。 2 .尽可能避免用“煤矸石”做掺合料的水泥与聚羧酸系减水剂配制混凝土。

一、混凝土拌和物坍落度突然变大、泌水,被工地退货
  
某搅拌站用某水泥厂 P · 032.5R 水泥配制 C30 混凝土,合同要求坍落度到工地为 150 毫米 土 30 毫米,混凝土出厂时,实测坍落度 180 毫米 ,运送到工地后,被工地测出混凝土坍落度 210 毫米 ,连续两车混凝土被退货,返回厂内验证坍落度仍有 210 毫米,而且有泌水、分层现象。
   原因: 1 .该水泥与此减水剂适应性好,减水剂掺量稍大。 2 .搅拌时间不够,出机时的混凝土坍落度因搅拌时间短而表现出的坍落度不是真实的坍落度。
   预防: 1 .对外加剂掺量敏感的水泥,外加剂掺量要适当,计量精度要高。 2 .适当延长搅拌时间,即使双卧轴强制搅拌机,搅拌时间不应低于 40 秒,最好在 60 秒以上。

二、减水剂掺量偏大,混凝土结构表面气泡太多
  
某搅拌站在一段时间内一直用聚羧酸系减水剂配制混凝土,突然有一天某工地反映,剪力墙拆模后发现墙体表面气泡太多,感观太差。
   原因: 1 .浇筑混凝土的当天,工地多次反映坍落度小,流动性差,混凝土搅拌站试验室值班人员提高了外加剂的掺量。 2 .该工地用的是定型钢制大模板,浇筑时一次投料太多,振捣不均匀。
   预防: 1 .聚羧酸系减水剂与萘系减水剂一样也有一饱和点,对于不同品种的水泥、不同的水泥用量,该外加剂在混凝土中的饱和点是不同的。如果外加剂的掺量已接近其饱和点,只能用调整混凝土中浆体的数量或用其他方法来提高混凝土拌和物的流动性。 2 .加强与工地沟通,建议一次投料高度、振捣方法严格按规范要求操作。

三、减水剂超掺,混凝土坍落度大,混凝土 24 小时才终凝

某工地在结构梁板混凝土浇筑后 15 小时,向搅
拌站反映混凝土有一部分还没有凝固,搅拌站派工程师查看,后经加温处理后, 24 小时才终凝。
   原因: 1 .减水剂掺量较大,加上夜间环境温度低,混凝土水化反应慢。 2 .工地卸货工人私自往混凝土中加水,混凝土用水量大。
   预防: 1 .外加剂掺量要适当,计量要精确。

2 .提醒工地气温变低时,注意保温养护,而且聚羧酸系外加剂对用水量敏感,不可随意加水。

四、与萘系减水剂配制的混凝土浇筑同一部位,致使剪力墙拆模时有严重粘模现象
  
某搅拌站在聚羧酸系减水剂试应用期间,与萘系减水剂用不同配合比分别给两工地提供混凝土,因一工地停电,调度把一车用聚羧酸系外加剂配制的混凝土调到这个工地,结果该工地在墙体拆模时发现严重粘模。
   原因:由两种性质不同的外加剂配制的混凝土因凝结时间不同,收缩量大小不同造成。
   预防: 1 .两种性质不同的外加剂配制的混凝土不能同时用于同一部位。 2 .发现问题后,提前与工地沟通,适当延迟拆模时间。

五、与萘系减水剂配制的混凝土剩料混合,导致混凝土工作性能极差
  
某一生产人员把剩有少量用萘系减水剂配制的混凝土混入用聚羧酸系减水剂配制的混凝土,结果混凝土出厂时坍落度 190 毫米,送到工地后只有 100 毫米,而且几乎没有流动性,振捣时振动棒拔出后较长时间孔洞才能弥合。
   原因:两种性质不同的外加剂混合后发生不良反应。
   预防:两种外加剂一定要严格分开使用,生产时最好定站、定车、定工地。

六、两种减水剂混合后配制的混凝土强度极低
  
某搅拌站工人在卸外加剂时,把少量萘系减水剂误卸人聚羧酸系外加剂中,用混合的外加剂配制的混凝土,不仅外加剂掺量大,而且拌合物流动性差,坍落度损失快,但凝结时间延迟,混凝土试件强度比相同水泥用量的混凝土低 30 %~ 50 %。
   原因:由两种性质不同的外加剂配制的混凝土因凝结时间不同,收缩量大小不同造成。
   预防:以目前的技术条件,两种外加剂是不能混用的,生产过程中,要加强管理,标识清楚,杜绝此类事故发生。

七、点
   聚羧酸系 减水剂引入我国的时间不长,它的作用机理我们还没有完全掌握,对其的认识也需要一个过程,而且有关混凝土的知识不是来源于理论而是来自试验,但这些试验是在最基本的理论指导下进行的。现在市场上销售的聚羧酸系减水剂的种类越来越多,但它们的合成路径不一定相同,原材料来源、质量也不同,生产工艺也有差别,所以产品的性能就会出现较大的差别。我们对于聚羧酸系减水剂的认识也需要不断的进行试验总结来获得,根据以上的教训表明,聚羧酸系减水剂如果使用不当,也一样会造成急凝、缓凝、泌水、分层、强度降低等现象。

聚羧酸系高性能减水剂 JG/T223—2007

1 范围
  
本标准规定了用于水泥混凝土中的聚羧酸系高性能减水剂的术语和定义、分类与标记、要求、试验方法、检验规则、包装、出厂、贮存等。
   本标准适用于在水泥混凝土中掺用的聚羧酸系高性能减水剂。

2 规范性引用文件
  
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单 ( 不包括勘误的内容 ) 或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB 8076 混凝土外加剂
GB/T 8077 混凝土外加剂匀质性试验方法
GB 18582 室内装饰装修材料 内墙涂料中有害物质限量
GB/T50080 普通混凝土拌合物性能试验方法标准
GB/T50081 普通混凝土力学性能试验方法标准
GBJ 82 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法
JC 473 混凝土泵送剂
JC 47 5 — 2004 混凝土防冻剂
JGJ 52 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准
JGJ 63 混凝土用水标准

3 术语和定义

3 . 1 聚羧酸系高性能减水剂 polycarboxylates high performance water-reducing admixture
   由含有羧基的不饱和单体和其他单体共聚而成,使混凝土在减水、保坍、增强、收缩及环保等方面具有优良性能的系列减水剂。

3 . 2 基准水泥 reference cement
符合 GB 8076 中规定的水泥。

3 . 3 基准混凝土 reference concrete
   按照 GB 8076 试验条件规定配制的不掺外加剂的混凝土。

3 . 4 受检混凝土 tested concrete
   按照本标准试验条件规定配制的掺聚羧酸系高性能减水剂的混凝土。

4 分类与标记

4 . 1 分类
4 . 1 . 1 按产品类型分类,见表 1 。

表 1 聚羧酸系高性能减水剂的类型

类型

符号

非缓凝型

FHN

缓凝型

HN

4 . 1 . 2 按产品形态分类,见表 2 。

表 2 聚羧酸系高性能减水剂的形态

形态

符号

液体

Y

固体

G

4 . 1 . 3 按产品级别分类,见表 3 。

表 3 聚羧酸系高性能减水剂的级别

级别

符号

一等品

合格品

4 . 2 标记
4 . 2 . 1 标记方法

4 . 2 . 2 标记示例
   PC A — FHN — Y —Ⅱ表示非缓凝剂液体型合格品聚羧酸系高效性能减水剂。

5 要求
5 . 1 聚羧酸系高性能减水剂化学性能
   聚羧酸系高性能减水剂化学性能应符合表 4 要求。

表 4 聚羧酸系高性能减水剂化学性能指标

序号

试验项目

性能指标

FHN

HN

1

甲醛含量 ( 按折固含量计 ),%, 不大于

0.05

2

氯离子含量 ( 按折固含量计 ),%, 不大于

0.6

3

总碱量 (Na 2 O+0.58K 2 O)

( 按折固含量计 ),%, 不大于

15

5 . 2 掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土性能
   掺聚羧酸系高性能减水剂性能应符合表 5 要求。

表 5 掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土性能指标

序号

试验项目

性能指标

FHN

HN

1

减水剂 ,%, 不小于

25

18

25

18

2

沁水率比 ,%, 不大于

60

70

60

70

3

含气量 ,%, 不大于

6.0

4

1h 坍落度保留值 , ㎜ , 不小于

150

5

凝结时间差 (min)

-9 0 ~ +120

> +120

6

抗压强度比 ,%, 不小于

1d

170

150

3d

160

140

155

135

7d

150

130

145

125

28d

130

120

130

120

7

28d 收缩率比 ,%, 不大于

100

120

100

120

8

对钢筋锈蚀作用

对钢筋无锈蚀作用

5 . 3 聚羧酸系高性能减水剂匀质性
   聚羧酸系高性能减水剂匀质性应符合表 6 要求。

表 6 聚羧酸系高性能减水剂匀质性指标

序号

试验项目

指标

1

固体含量 1 )

对液体聚羧酸系高性能减水剂:
S ≥ 20 %时, 0.95 S ≤ X<1.05S
S<20 %时, 0.90 S ≤ X<1.10S

2

含水率 2 )

对固体聚羧酸系高性能减水剂:
W ≥ 5 %时, 0.90 W ≤ X < 1.10W
W < 5 %时, 0.80 W ≤ X < 1.20W

3

细度

对固体聚羧酸系高性能减水剂,其 0.3mm 筛筛余应小于 15 %

4

pH 值

应在生产厂控制值的± 1.0 之内

5

密度

对液体聚羧酸系高性能减水剂,密度测试值波动范围应控制在± 0.01g /ml 之内

6

水泥净浆流动度 3)

不应小于生产厂控制值的 95 %

7

砂浆减水率 3)

不应小于生产厂控制值的 95 %

注: 1) S 是生产厂提供的固体含量 ( 质量百分数 ) , X 是测试的固体含量 ( 质量百分数 ) 。
   2) w 是生产厂提供的含水率 ( 质量百分数 ) , X 是测试的含水率 ( 质量百分数 ) 。
   3) 水泥净浆流动度和砂浆减水率选做其中的一项。

6 试验方法
6 . 1 聚羧酸系高性能减水剂化学性能
6 . 1 . 1 甲醛含量
  聚羧酸系高性能减水剂样品中的甲醛含量应按照 GBl8582 规定的方法进行测定。按折固含量计的甲醛含量通过下式计算:

(1)

式中 F —— - 按折固含量计的甲醛含量 ( % ) ;

f ——聚羧酸系高性能减水剂样品中的甲醛含量 ( % ) ;

Xs ——聚羧酸系高性能减水剂的固体含量 ( % ) 。

6 . 1 . 2 氯离子含量
   聚羧酸系高性能减水剂样品中的氯离子含量应按照 GB/T8077 规定的方法进行测乍。按折固含量计的氯离子含量通过下式计算:

(2)

式中 C ——按折固含量计的氯离子含量 ( % ) ;

C ——聚羧酸系高性能减水剂样品中的氯离子含量 ( % ) ;

Xs ——聚羧酸系高性能减水剂的固体含量 ( % ) 。

6 . 1 . 3 总碱量
   聚羧酸系高性能减水剂样品中的总碱量应按照 GB/T8077 规定的方法进行测定。按折固含量计的总碱量通过下式计算:

(3)

式中 K ——按折固含量计的总碱量 ( % ) ;

К ——聚羧酸系高性能减水剂样品中的总碱量 ( % ) ;

Xs ——聚羧酸系高性能减水剂的固体含量 ( % ) 。

6 . 2 掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土性能
6 . 2 . 1 原材料
6 . 2 . 1 . 1 水泥
   应采用 GB 8076 标准规定的水泥,仲裁时须采用基准水泥。

6 . 2 . 1 . 2 砂
   应采用符合 JGJ 52 要求的细度模数为 2.5 ~ 2.8 的中砂。

6 . 2 . 1 . 3 石子
   应采用符合 JGJ 53 要求的二级配碎石,粒径为 5 ~ 20mm ( 圆孔筛 ) ,其中 5 ~ 10mm 占 40 %, 10 ~ 20mm 占 60 %。

6 . 2 . 1 . 4 水
   应采用符合 JGJ 63 要求的水。

6 . 2 . 1 . 5 外加剂
   需要检测的聚羧酸系高性能减水剂。

6 . 2 . 2 配合比
   混凝土配合比设计应符合以下规定:
6 . 2 . 2 . 1 在进行除混凝土拌合物 1h 坍落度保留性能以外的其他性能测试时,基准混凝土和受检混凝土的配合比应按照 GB 8076 的规定进行设计,并应符合以下规定:
  一水泥用量: 33 0 ㎏ /m 3 ;
   一砂率: 38 %~ 40 %;
   一聚羧酸系高性能减水剂掺量:采用聚羧酸系高性能减水剂生产厂的推荐掺量;
   一用水量:应使基准混凝土和受检混凝土的坍落度均为 80mm ± 10mm 。

6 . 2 . 2 . 2 在进行混凝土拌合物 1h 坍落度保留值测定时,受检混凝土配合比应按照 JC 473 的规定进行设计,并应符合以下规定:
   一水泥用量: 390 ㎏ /m 3 ;
   一砂率: 44 %;
   一聚羧酸系高性能减水剂掺量:采用聚羧酸系高性能减水剂生产厂的推荐掺量;
   一用水量:应使受检混凝土的坍落度为 210mm ± 10mm 。

6 . 2 . 3 混凝土搅拌
   应采用强制式混凝土搅拌机,拌合量应不少于搅拌机额定容量的 25 %,不大于搅拌机额定容量的 75 %。拌制混凝土时,先将砂、石、水泥加入搅拌机干拌 10s ,之后加入聚羧酸系高性能减水剂及拌合水,继续搅拌 120s ;搅拌结束,出料后在铁板上将拌合物用人工翻拌 2 ~ 3 次再行试验。混凝土各种原材料及试验环境温度均应保持在 2 0 ℃ ± 3 ℃ ;混凝土收缩试验应在 GBJ 82 规定的试验环境温度下进行。

6 . 2 . 4 试件制作
   混凝土试件制作及养护应按照 GB/T 50081 规定的方法进行,但是混凝土预养时的环境温度为 2 0 ℃ 土 2 ℃ 。

6 . 2 . 5 掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土拌合物
6 . 2 . 5 . 1 减水率
   减水率应按照 GB 8076 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 5 . 2 泌水率比
   泌水率比应按照 GB 8076 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 5 . 3 含气量
   含气量应按照 GB/T 50080 规定的方法进行测定。混凝土拌合物宜采用手工插捣捣实。

6 . 2 . 5 . 4 1h 坍落度保留值
   混凝土拌合物 1h 坍落度保留值应按照 JC 473 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 5 . 5 凝结时间差
   凝结时间差应按照 GB 8076 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 6 掺聚羧酸系高性能减水剂硬化混凝土
6 . 2 . 6 . 1 抗压强度比
   抗压强度比应按照 GB 8076 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 6 . 2 28d 收缩率比
   28d 收缩率比应按照 GB 8076 规定的方法进行测定。

6 . 2 . 7 聚羧酸系高性能减水剂对钢筋的锈蚀作用
   对钢筋的锈蚀作用应按照 GB 8076 中规定的方法进行测定。

6 . 2 . 8 聚羧酸系高性能减水剂匀质性
6 . 2 . 8 . 1 固体含量
   固体含量应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 2 含水率
   含水率应按照 JC 47 5 — 2004 附录 A 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 3 细度
   细度应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 4 pH 值
   pH 值应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 5 密度
   密度应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 6 水泥净浆流动度
   水泥净浆流动度应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。
6 . 2 . 8 . 7 砂浆减水率
   砂浆减水率应按照 GB/T 8077 规定的方法进行测定。

7 检验规则
7 . 1 检验分类
7 . 1 . 1 出厂检验
   出厂检验项目包括减水率和表 6 规定的匀质性试验项目。
7 . 1 . 2 型式检验
   型式检验项目包括表 4 、表 5 和表 6 中的所有项目。有下列条件之一时,应进行型式检验:
a) 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定;
b) 正式生产后,如材料、工艺有较大改变,可能影响产品性能时;
c) 产品长期停产后,恢复生产时;
d) 正常生产时,一年至少进行一次检验;
e) 国家质量监督机构提出进行型式检验要求时;
f) 出厂检验结果和上次型式检验结果有较大差异时。

7 . 2 批量、取样及留样
7 . 2 . 1 批量
   同一品种的聚羧酸系高性能减水剂,每 100t 为一批,不足 100t 也作为一批。
7 . 2 . 2 取样及留样
   取样应具有代表性。
   每一批号取样量不少于 0.2t 水泥所需用的聚羧酸系高性能减水剂量。
   每一批号取得的试样应充分混匀,分为两等份。一份按本标准规定方法与项目进行试验,另一份要密封保存六个月,以备有争议时提交国家指定的检验机关进行复验或仲裁。如生产和使用单位同意,复验或仲裁也可使用现场取样。

7 . 3 判定规则
  产品经检验,产品性能完全符合上述出厂检验和型式检验规定的相应指标要求,则判定该编号聚羧醉系高性能减水剂为相应等级的产品;如果不符合上述要求时,则判该编号聚羧酸系高性能减水剂为不合格。

7 . 4 复验
   复验以封存样进行。如果使用单位要求现场取样,应事先在供货合同中规定,并在生产和使用单位相关人员在场的情况下于现场取具有代表性的样品。复验按照型式检验项目进行。

8 包装、出厂、贮存
8 . 1 包装
   固体产品应采用有塑料袋衬里的编织袋或纸袋包装;液体产品应密封包装。单位包装内产品数量与规定数量相比的短缺量不应超过 2 %。
   所有包装的容器上均应在明显位置注明以下内容:产品名称、标记、型号、净质量、生产厂名。生产日期及出厂编号应于产品合格证上予以说明。

8 . 2 出厂
   生产厂应随第一批货提供出厂检验报告、产品说明书、合格证。
   凡有下列情况之一者,不应出厂:不合格品、技术文件 ( 产品说明书、合格证、检验报告 ) 不全、包装不符、质量不足、产品变质以及超过保质期。

8 . 3 贮存
   聚羧酸系高性能减水剂应存放在专用仓库或固定的场所妥善保管,以易于识别、便于检查和提货为原则。



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