我國聚羧酸高性能減水劑的研究與工程應用
一、聚羧酸高性能減水劑發(fā)展概況
近兩年來，聚羧酸高性能減水劑及其工程應用在國內得到了長足的發(fā)展，為將來的進一步發(fā)展打下了堅實基礎。聚羧酸高性能減水劑能否在我國得到全面的推廣應用，我們認為主要取決以下幾個方面：（1）原材料能否主要立足國內。（2）大規(guī)模工業(yè)化生產技術與設施是否已建立。（3）復配技術是否已熟練掌握。（4）摻聚羧酸高性能減水劑混凝土的工程應用是否深入、全面。
1.工業(yè)化生產體系初步建立
（1）聚乙二醇單甲醚、烯丙基聚乙二醇（統(tǒng)簡稱為聚醚）等生產、供應規(guī)模不斷發(fā)展。到目前為止，國內聚醚生產廠家如浙江皇馬化工集團有限公司、遼陽奧克化學集團有限公司、上海臺界化工有限公司、遼寧科隆化工實業(yè)有限公司等已形成工業(yè)化生產規(guī)模，有些廠家的產品質量已接近國外產品水平。聚醚這一主要原材料立足于國內供應的物質基礎已經形成。 目前，國內大型的聚羧酸減水劑生產企業(yè)主要還是采用德國、日本、韓國等國家的聚醚，同時國內生產的聚醚也在逐步得到應用。在今后幾年內將是進口產品和國內產品共用的局面，并且由于國內環(huán)氧乙烷比較充足，并且價格相對較低，預計聚醚將會充足供應，價格由于國內外產品的相互競爭也會穩(wěn)中有降。
?。?）國內甲基丙烯酸、丙烯酸產品開始得到應用。聚羧酸高性能減水劑的另一主要原材料是甲基丙烯酸和丙烯酸，目前，國內的有關生產廠家正在提高質量、擴大規(guī)模，預計將會滿足一部分需求。但由于國內生產甲基丙烯酸的原材料供應不足，在今后幾年內，該類原材料主要可能還要依靠進口產品，國內產品只是補充。另外，從目前的生產實踐來看，用于聚羧酸高性能減水劑的其他單體與輔助原材料完全可以立足國內?！ ?/FONT>
?。?）生產酯化大單體的專業(yè)廠家開始出現(xiàn)。隨著酯化技術水平的提高與發(fā)展，國內開始出現(xiàn)酯化產品的專業(yè)化生產工廠。大家知道，在聚羧酸高性能減水劑的生產過程中，酯化產物的生產過程一直是難點與重點，酯化產物的質量及其穩(wěn)定性對于最終減水劑產品的質量及其穩(wěn)定性影響很大。該類專業(yè)企業(yè)的出現(xiàn)，對于聚羧酸減水劑的進一步推廣應用具有積極的推進作用?！?/FONT>
2.生產合成技術進一步得到提高與普及；產品生產形式多樣化，規(guī)模不斷擴大
眾所周知，近兩年以來，國內各種類型的聚羧酸高性能減水劑生產企業(yè)如雨后春筍般層出不窮，由于技術來源不同，到目前為止，國內有關的聚羧酸高性能減水劑生產企業(yè)產生了不同的生產方式，歸納起來，主要有如下幾種形式：
（1）大單體酯化+混合單體聚合。該類生產企業(yè)一般具有較雄厚的技術實力，生產能力較強、生產規(guī)模較大，是我國聚羧酸高性能減水劑母料的生產企業(yè)。但該類企業(yè)也可能存在易技術泄密、重合成技術輕應用技術的弊端。目前，國內如此形式的生產企業(yè)估計不超過10家，單釜生產能力目前最大達10噸。另外，還有的企業(yè)直接采用烯丙基聚乙二醇和其他單體共聚合的一步法合成工藝生產聚羧酸高性能減水劑?！ ?/FONT>
（2）購買酯化大單體和其他單體共聚合。該類生產企業(yè)一般具有較雄厚的推廣應用實力，產品市場占有率高、生產規(guī)模較大，復配能力強、售后服務到位等，他們是我國聚羧酸減水劑推廣應用的主體之一?！ ?/FONT>
?。?）購買高濃度產品直接加水等稀釋、復配。該類企業(yè)屬于聚羧酸高性能減水劑的復配加工企業(yè)。
二、聚羧酸高性能減水劑生產及工程應用中存在的問題與解決措施
國內外大量的工程實踐都證明，推廣應用聚羧酸高性能減水劑是混凝土質量向高性能化方向發(fā)展的必然要求。通過近兩年來工業(yè)化生產實踐和較大規(guī)模的工程應用，在證明了聚羧酸高性能減水劑所具有綜合性能優(yōu)勢的同時，也出現(xiàn)了一些新情況、新問題?！ ?/FONT>
1.生產過程中應注意的問題
在某些方面聚羧酸高性能減水劑產品的生產條件較萘系等其他減水劑更為苛刻，對此應引起生產企業(yè)重視。一是要選用完好無損的搪瓷反應釜；二是對生產用水有一定的技術要求；三是在原材料的選擇方面，要針對產品相關技術性能要求，選用的原材料技術指標應有所不同。
再者是生產工藝問題，一定要研究科學合理的“分子結構設計”方法及簡便實用的合成技術工藝，還應特別注意生產全過程的質量控制?！ ?/FONT>
2.產品質量穩(wěn)定性問題
（1）聚羧酸高性能減水劑母液質量穩(wěn)定性問題?！ ?/FONT>
顏色問題。由于不同企業(yè)生產時對原材料選擇及技術路線不同，其聚羧酸高性能減水劑產品的顏色不盡相同，有的深，有的淺，有的偏紅，有的偏黃，這種顏色差異是正常的，不會影響產品性能?！ ?/FONT>
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氣味問題。由于不同企業(yè)生產時對原材料選擇及技術路線不同，其聚羧酸高性能減水劑產品的氣味也不盡相同，有的基本無味；有的則有較強烈的刺激性氣味，主要可能是聚合過程中單體聚合不完全，成品中還存在著未聚合的單體，這些單體的存在，除產生環(huán)保問題以外，也有可能影響混凝土的性能，所以，生產廠家應采取措施，減少未聚合的單體，消除氣味。使用單位也要注意不要使用有強烈刺激性氣味的產品。
?。?）復配后的聚羧酸高性能減水劑質量穩(wěn)定性問題。
當加入了消泡劑、引氣劑或緩凝、早強、防凍等組分時，一些復配的聚羧酸減水劑產品會呈現(xiàn)渾濁、變色、分散不良的現(xiàn)象，有的聚羧酸減水劑加入葡萄糖酸鈉等緩凝組分后，在一定的溫濕度條件下就會有霉點、異味，甚至長毛的現(xiàn)象發(fā)生，就此加入一定的防腐劑、防霉劑，諸如：雙氧水、苯甲酸鈉等，有時可以適當緩解上述現(xiàn)象，但有時效果則不盡理想?！ ?/FONT>
（3）包裝與貯存過程中可能出現(xiàn)的問題?！ ?/FONT>
一般而言，聚羧酸高性能減水劑產品是呈弱酸性，如與鐵制品長期接觸會發(fā)生緩慢反應，可能對某些聚羧酸減水劑性能，諸如混凝土含氣量或減水率有一定影響。建議盡可能不選用鐵制容器存放聚羧酸減水劑，但如果采用鐵桶包裝時，最好不要超過3個月，似乎3個月是個臨界點，之內變化不明顯，超過3個月，有的包裝桶外觀還會呈現(xiàn)膨脹，有的產品顏色會發(fā)生改變，此時，一定要重視，應通過試配加以確定；采用塑料桶或不銹鋼包裝是最佳的選擇。
3.聚羧酸高性能減水劑在工程應用中存在的問題與解決措施
眾所周知，按照目前的標準體系，判斷減水劑產品是否合格，是以基準水泥為基礎來判斷的?！ ?/FONT>
而外加劑的準確效能主要取決以下幾個因素：水泥種類、摻合料的種類與其性能、粗細集料的性能及其所含的雜質、混凝土配合比和混凝土拌合物的攪拌形式、攪拌時間、混凝土溫度以及環(huán)境條件等?！ ?/FONT>
這就產生了一個很大的矛盾：按國家標準檢驗合格的產品，不一定能用到實際工程中，而實際用于工程中的產品則很可能不能滿足有關國家標準要求并很可能被判為不合格產品。這類矛盾在現(xiàn)場實際抽檢時往往會出現(xiàn)，甚至會引起所謂的質量事故?！ ∵@類矛盾由來已久，只是由于聚羧酸高性能減水劑的低摻量、高敏感性，使得這個矛盾更加突出?！ ?/FONT>
實事求是地說，目前完全采用基準水泥作為基礎的外加劑質量檢驗方法，做了很多無效勞動，又給外加劑生產廠家出了一個基本上是無解的難題，因為要求廠家生產出既能滿足基準水泥要求、又能滿足現(xiàn)場水泥要求的外加劑產品，基本上是不可能做到的?！ ?/FONT>
所以，針對上述問題，我們建議采用如下解決方法與措施，供質檢單位參考：
（1）按國家標準采用基準水泥建議只作為形式檢驗，判斷工廠企業(yè)是否具有生產該類產品的能力。該方法不作為判斷現(xiàn)場產品是否合格的標準。
?。?）檢驗現(xiàn)場產品是否合格：（a）檢驗該類產品的物化性能是否合格，主要檢驗有害物質是否超標。（b）檢驗摻該類產品的混凝土性能是否合格、是否滿足設計要求時，應完全采用現(xiàn)場原材料和現(xiàn)場配合比。
?。?）采用上述辦法，既不會產生產品到底合格與否的矛盾，又會使得現(xiàn)場抽檢結果變得對實際工程混凝土質量具有很好的檢驗與指導作用?！ ?/FONT>
由于聚羧酸高性能減水劑的高效能和低摻量導致其對原材料和環(huán)境條件的敏感性大大增加，所以，該類產品的現(xiàn)場技術支持就顯得非常重要。對施工方而言：由于不同企業(yè)聚羧酸減水劑生產原材料的選擇、配方、合成工藝、助劑、質量控制、復配技術等的差異，所生產的聚羧酸高性能減水劑產品性能、質量及穩(wěn)定性不盡相同，因此，產品售后服務對施工方尤為重要?！ ?/FONT>
產品售后的現(xiàn)場技術支持應與復配過程有機結合，復配所用的原材料及復配配方并不是技術人員主觀想象出來的，具體過程是在初步復配配方的基礎上，經過現(xiàn)場試配、改進復配配方，再現(xiàn)場試配、再改進復配配方，反復多次，直至復配產品完全滿足現(xiàn)場施工要求為止。具體在現(xiàn)場試配過程中，主要會涉及到以下問題：
?。?）試驗表明：某些水泥品種的凈漿流動度試驗結果與其混凝土相關性不大，有時甚至出現(xiàn)截然相反的試驗結果。因此，只做凈漿試驗是不夠的，還應進一步做混凝土試驗加以確認。相對凈漿而言，砂漿減水率試驗結果與其混凝土比較一致?！?/FONT>
（2）不論試配或制備混凝土時，不能將聚羧酸混凝土含氣量去套用萘系混凝土含氣量，當聚羧酸高性能減水劑混凝土具有較高含氣量時（4%～5%）是可以安全使用的，且混凝土后期強度不會有下降趨勢，而萘系含氣量較高就會出現(xiàn)混凝土后期強度下降的趨勢。同時還要關注聚羧酸高性能減水劑混凝土含氣量穩(wěn)定性的問題?！ ?/FONT>
?。?）聚羧酸高性能減水劑混凝土的配合比是影響混凝土性能的關鍵因素所在。試驗用的基準混凝土配合比與工地用的配合比相關性不大，因為，工程選用的水泥與基準水泥差異較大，加之工程混凝土中還摻有大量的礦物摻合料?！?/FONT>
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?。?）由于我國水泥品種和質量總體上復雜多變、差異顯著，特別是當遇到相容性極差的水泥時，聚羧酸減水劑混凝土依然可能會出現(xiàn)拌合物流動性差及混凝土坍落度損失大的現(xiàn)象?！ ?/FONT>
?。?）當配制聚羧酸減水劑的混凝土時，應嚴格按照經試配后的最佳摻量和用水量進行計量，并要求計量設備和計量精度必須準確和靈敏。否則，當聚羧酸高效減水劑的超摻量時，會產生離析、泌水、板結或含氣量過大等不良現(xiàn)象。
?。?）水泥細度大、砂石含泥量、石粉含量、針片狀含量較大時，對聚羧酸高性能減水劑混凝土性能有不利影響，應引起重視。條件好的話，可以采用洗石機對石子進行清洗。另外，砂率、級配、顆粒形狀、質地等也對其有一定的影響，不可忽視。
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