王元军
上海百基混凝土有限公司
摘要：聚羧酸系减水剂在实际应用的过程中，具有较强的粘聚性和保水性，自身的减水率较高，能够配置高性能的混凝土。基于此，本文将首先介绍聚羧酸系减水剂的实际应用性能，其次，研究聚羧酸系减水剂在机制砂高性能混凝土中的应用，最后，分析聚羧酸系减水剂在高早强混凝土中的应用。
关键词：聚羧酸系减水剂；机制砂混凝土；高早强混凝土
前言：聚羧酸系减水剂能够提升混凝土的实际应用性能，在常规工艺下实现混凝土的大批量生产，最终混凝土的使用性能较高，三小时之内的坍落度较小，能够为泵送施工提供条件。聚羧酸系减水剂具备较高的减水率，强度提升的速度较快，混凝土的和易性能较强，大幅度节省混凝土制备的时间。
一、聚羧酸系减水剂的实际应用性能
我国对环境以及资源保护的重视程度逐渐提升，而聚羧酸系减水剂作为一种环保型的产品，在混凝土工程中得到了广泛应用，其自身具备使用范围广以及经济效益高等特点，目前应用在我国的许多混凝土工程中。但是，不同类型混凝土在制备的过程中，使用的聚羧酸系减水剂类型也不同，在高性能混凝土工程中，使用的为缓凝型聚羧酸系减水剂，该种聚羧酸系减水剂的剂掺量较低，减水率较高，通常情况下，掺量为0.1%-0.4%，通用掺量为0.15%-0.25%。如果其中的掺量在0.2%-0.4%之间，则混凝土中的减水率将会大大提升，最高能够提升40%，除此之外，混凝土的使用强度也能够提升，坍落度损失较小，因此经常应用在高性能的泵送混凝土中。
在高早强混凝土中，使用早强型聚羧酸系减水剂，这种聚羧酸系减水剂的掺量较低，减水率较高，与缓凝型聚羧酸系减水剂的性能相同，但是在混凝土凝结时间中存在一定差异。早强型聚羧酸系减水剂混凝土初凝时间在1.5-2小时之间，中凝时间为2-3小时之间，在55摄氏度的环境下蒸养4.5小时左右，最终混凝土的强度能够达到27-30MPA，因此经常应用在早强型的混凝土中。由此可以看出，聚羧酸系减水剂在实际使用的过程中，能够对聚羧酸系减水剂中减水率以及粘聚性之间的关系相互平衡，与其他类型的减水剂相比，具备较强的综合应用价值[1]。
二、聚羧酸系减水剂在机制砂高性能混凝土中的应用
（一）机制砂高性能混凝土的配比
在制备机制砂高性能混凝土的过程中，主要需要的材料包括以下几种，第一种，水泥，这是混凝土制备的主要材料，水泥的质量能够直接影响混凝土的制备性能。因此使用的水泥必须满足国家标准，其强度、颗粒分布情况、颗粒球指数以及堆积密度等性能都需要进行检测。重点工程施工多数使用的水泥为拉法基P-O42.5R级水泥，峨胜P-O42.5R级水泥等。第二种，细骨料，细骨料中的卵石数量需要尽量少、洁净度高、含泥量低、质量稳定，细度模数通常在2.5-3.0之间，级配区域为二区中砂。机制砂高性能混凝土中的细度模数需要在2.9-3.3之间，石粉量在3%-8%之间，含泥量低于1%。第三种，粗骨料，如果配比过程中粗骨料的粒型不好，则会影响混凝土的工作性能，通常情况下机制砂高性能混凝土的粒径需要在25毫米以下，压碎指标小于5%，针片状含量在5%以下，空隙率较小。例如，在配置C75机制砂高性能混凝土的过程中，需要使用P-O42.5R级水泥，缓凝型聚羧酸系减水剂，含量为32%，格律斯硅灰等，其中水泥的含量为420千克每立方米，二氧化硅的含量为40千克每立方米，粉煤灰的含量为60千克每立方米，水胶比为0.29，聚羧酸系减水剂为32%。采用这种方式制备的混凝土性能包括以下内容，和易性较强，没有泌水，初凝时间为520分钟，终凝时间为810分钟。
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（二）机制砂高性能混凝土的应用工程
在掺合料质量控制的过程中，可以在粉煤灰中加入硅灰，这种方式能够提升混凝土的强度以及耐久性，在成都金融广场建设的过程中，使用的混凝土细度为10.5%，需水比为94%，使用的灰硅中，二氧化硅含量在95%以上，需水比109%，活性指数为85%以上。而在集料空隙率进行控制中，以粗集料与细集料的混合物为例，材料中的空隙率能够直接决定材料的使用性能和密实度。如果在实际使用中的材料空隙率较低，则说明材料内部的密实程度较高。而在制备混凝土的过程中，由于混凝土中存在较多的水化产物，因此能够降低材料中的空隙率，提升混凝土整体的密实程度，最终达到保证混凝土耐久性的目的。在机制砂高性能混凝土以及高强高性能混凝土制备的过程中，需要经过不断的实验研究，再确定集料的粗细比例，保证最终制备混凝土的工作性能以及使用强度。由此可以看出，在实际制备混凝土的过程中，需要根据工程的实际建设情况，确定各种材料之间的比例，这种方式能够保证制备混凝土符合施工工程设计要求。
由于制备中选择的水泥为P-O42.5R水泥，因此凝胶材料的黏性较强，在实际配置中最关键的一点就是控制混凝土的粘度以及流动程度，对原材料与混凝土之间的配比进行优化，制作出性能较高的混凝土。目前这种混凝土已经应用在成都明宇金融广场中，最高泵送达到了103米，总建筑面积为124442平方米，属于成都标志性的建筑物。该混凝土在实际施工中，已经将自己的性能充分发挥出来，并提升了工程整体的施工质量，这一情况出现的主要原因就是混凝土自身性能的提升，这也说明聚羧酸系减水剂的重要性。
三、聚羧酸系减水剂在高早强混凝土中的应用
（一）高早强混凝土管片生产工艺
高早强混凝土管片工程是目前建设范围较广的工程之一，主要应用在地铁建设中，例如成都由于自身地理位置的原因，对城市轨道交通的建设要求较高，其地铁建设中就采用了这一建设工程。地铁一号线和二号线建设的过程中，使用的地铁片数量在三万环左右。目前钢筋混凝土管片生产使用工艺为流水线传输法，起到决定性作用的生产阶段为混凝土预蒸阶段到混凝土收光抹面阶段、蒸养时间到混凝土达到脱模强度的时间。混凝土在蒸汽养护的过程中，浇筑完成需要静止等待，时间静止过程展开三次抹面收光，再将其放入到恒温蒸养箱中，温度为55摄氏度。脱模强度为23MPA以上，以上各项流程需要满足制备要求，保证最终管片的生产质量[2]。
（二）高早强混凝土配比
高早强混凝土配比的过程中，需要加入0.8%的聚羧酸系减水剂，环境温度为18-22摄氏度，湿度在90%-100%左右，混凝土养护标准为28d养护强度，使用的胶凝材料数量为480千克，在这种环境下混凝土的性能入下所示，在4小时，强度达到0.85MPA，6小时强度为2.2MPA，12小时强度为12.06MPA，18小时强度为17.5MPA，24小时强度为22.5MPA，强度的增长率4-6小时之间为159%，6-12小时之间为44%，12-18小时之间为24%，18-24小时之间为22%。
该混凝土应用在成都地铁建设中，利用聚羧酸系减水剂的管片数量为一万环左右，混凝土数量为7万立方米，混凝土的初凝时间在2.0小时之内，完成蒸养之后的强度为27-30MPA。经过测试发现，混凝土的实际使用性能与质量均符合设计标准，将其应用在实际工程中，大大提升了工程的建设效率，在管片设计中加入聚羧酸系减水剂，还能够提升管片制作的色泽度以及致密性，减少其中气泡的含量，已经在实际施工中取得了良好的应用效果。
（三）管片的应用性能
管片混凝土的搅拌时间为90秒-120秒，实际使用的坍落度为60-80min之间，浇筑时间为15分钟-25分钟，混凝土整体的粘聚性较强，没有出现离析的情况和泌水情况。施工人员管片收水的静置时间为1.5-2.5小时，蒸汽养护温度在55摄氏度以下，四小时到六小时之后，脱模强度需要超过50%。完成脱模之后发现，混凝土的表面光亮，色泽均匀，气泡较少，在冬季施工的过程中，管片表面很少出现裂纹。使用聚羧酸系减水剂的混凝土与没有使用聚羧酸系减水剂的混凝土相比，强度得到了大幅度提升，3d强度已经达到了75%，7d强度达到了95%，28d强度在115%以上，通过以上数据分析能够看出，将聚羧酸系减水剂应用在混凝土制备中，能够有效提升混凝土的实际使用性能[3]。
通过以上分析能够发现，缓凝型聚羧酸系减水剂拌合物的性能非常高，三小时之内坍落度较小，能够生产出较多的高性能混凝土。早强型聚羧酸系减水剂在实际应用的过程中，减水率较强，强度的提升速度非常快，制备出的混凝土具有更强的和易性，将其应用在混凝土中，能够提升管片的生产效率，提升施工质量。由此可以看出，无论哪种类型的聚羧酸系减水剂，其在实际应用的过程中都能够提升混凝土的性能，不同种类型自身具备的特点也不同，使用人员需要注意这一点。
结论：综上所述，随着人们对聚羧酸系减水剂的关注程度逐渐提升，如何保证聚羧酸系减水剂的应用效果，成为有关人员关注的重点问题。本文通过研究聚羧酸系减水剂在机制砂共性能混凝土以及高早强混凝土中的应用发现，对其进行研究，能够大大提升混凝土的制备效果，促进聚羧酸系减水剂在混凝土制备中的发展。
参考文献
[1]陆智明，巫晓鑫，符惠玲，黄凯波，黄远浩，何洞坤.一种树枝状早强型聚羧酸减水剂的制备及应用性能研究[J].广东建材，2018（12）：16-20.
[2]唐芮枫，王子明，何欢，张琳，蔡扬扬，王杰.聚羧酸系减水剂复配β-环糊精对高贝利特硫铝酸盐水泥性能的影响[J].材料导报，2018，32（22）：4000-4005.
[3]刘晓，赖光洪，许谦，管佳男，王子明，崔素萍，兰明章.基于抑制粘土负作用效果的聚羧酸减水剂的设计合成及机理[J].材料导报，2018，32（22）：3880-3884+3899.
论文作者:王元军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/17
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