水剂是混凝土最常用的外加剂之一,其主要类型有:木质素磺酸盐类、三聚氰胺类、萘磺酸甲醛缩合物类、聚羧酸盐类和聚苯乙烯类。对各种不同种类减水剂的表面张力、活性物含量、吸附量和ζ电位等物化特性进行了测定,比较及分析了各种物化特性的作用机理。

摘要:减水剂是混凝土最常用的外加剂之一,其主要类型有:木质素磺酸盐类、三聚氰胺类、萘磺酸甲醛缩合物类、聚羧酸盐类和聚苯乙烯类。对各种不同种类减水剂的表面张力、活性物含量、吸附量和ζ电位等物化特性进行了测定,比较及分析了各种物化特性的作用机理。本文概述了混凝土减水剂研究的最新进展,并讨论了应进一步研究的问题。

关键词:混凝土;减水剂;木质素磺酸盐;三聚氰胺;萘磺酸甲醛缩合物;聚羧酸盐;聚苯乙烯；表面张力;活性物含量;吸附量;ζ电位

外加剂是混凝土研究的重点和热点之一,目前国外已将其列为除水泥、砂、石、水之外的砼第五组分。减水剂在外加剂中使用最多,可显著降低混凝土的水灰比,改善混凝土的性能。日本是混凝土外加剂掺用率最高的国家,含外加剂的混凝土已近100 %。日本建筑工程标准规定掺和混凝土时用水量不得超过185 kg/ m3 。要达到这样的标准,混凝土中必须添加减水剂。近年来,我国混凝土外加剂的生产发展较快。目前,我国混凝土年用量已达2 亿m3 ,但强度等级普遍较低,通过使用减水剂同样可以在保持良好流动性的条件下获得高强度混凝土产品。因此,目前建筑市场上对高效减水剂的需求很迫切。混凝土减水剂又称高性能外加剂、分散剂、超塑化剂,国内外将其分为标准型、引气型、缓凝型、早强型等。减水剂主要有木质素磺酸盐类、三聚氰胺类、萘磺酸甲醛缩合物类、聚羧酸类和聚苯乙烯类[1～4 ] 。混凝土减水剂本质是一种表面活性剂,加入混凝土中能对水泥颗粒起吸附、分散作用,把水泥凝聚体中所包含的水分释放出来,使水泥质点间的润滑作用增强、水化速度改变,从而改善混凝土的和易性,提高混凝土强度和密实性[5 ,6 ] 。本工作拟就混凝土减水剂的最新研究应用加以概括,并讨论应进一步研究应关注的问题。

1、混凝土减水剂最新研究进展

理想的工程减水剂的性能指标必须符合下列要求: (1) 高减水率并利于提高混凝土强度; (2) 在不同使用条件下有合理的凝结时间; (3) 掺入混凝土中塌落度损失较小,保水性、和易性,粘聚性等性能符合施工要求; (4) 硬化混凝土性能满足工程要求; (5) 不会引起混凝土耐久性破坏[8 ] ; ( 6) 符合国家标准

GB8076 —1997《混凝土外加剂》和建材行业标准JC473 —92《混凝土泵送剂》。

2、减水剂的发展历史

近代混凝土减水剂的发展已有60 多年的历史[1 ] . 20 世纪30 年代初[2 ] ,美国、英国、日本等已经在公路、隧道、地下工程中使用木质素磺酸盐类减水剂. 到60 年代,混凝土减水剂得到了较快发展. 1962 年,日本的服部健一等将萘磺酸甲醛高缩合物用作减水剂[3 ] . 几乎在同时,前德意志联邦共和国研制成功了三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物减水剂. 另外,同时出现的还有多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物减水剂[4 ] .

目前国外对萘系、三聚氰胺系等高效减水剂的研究和应用已日趋完善,不少科研机构已开始转向对聚羧酸盐系高性能减水剂的开发与研究. 90 年代,日本在该领域投入了大量的人力与资源,并获得了成功,开发出了一系列性能较为优异的聚羧酸盐系减水剂. 1995 年以后,聚羧酸盐系减水剂在日本的使用量超过了萘系减水剂[5 ] .

聚羧酸盐系高效减水剂是直接用有机化工原料通过接酯共聚反应合成的高分子表面活性剂,它不仅能吸附在水泥颗粒表面上,使水泥颗粒表面带电而互相排斥,而且还因具有支链的位阻作

用,从而对水泥分散的作用更强、更持久. 因此,聚羧酸盐系减水剂被认为是目前最高效的新一代减水剂.