聚羧酸高性能減水劑的復(fù)配和應(yīng)用

1、聚羧酸高性能減水劑的復(fù)配及應(yīng)用,報(bào)告人：黎思幸 （北京東方新綠科技發(fā)展有限公司 總工程師,內(nèi)容概要,1 聚羧酸高性能減水劑的發(fā)展現(xiàn)狀及展望 2 聚羧酸高性能減水劑的產(chǎn)品分類(lèi) 3 聚羧酸高性能減水劑的復(fù)配技術(shù) 4 聚羧酸減水劑的應(yīng)用及有關(guān)問(wèn)題 5 結(jié)語(yǔ),聚羧酸減水劑的發(fā)展現(xiàn)狀與展望,1）由于聚羧酸的高性能，全球化學(xué)外加劑都在朝著該方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)聚羧酸的發(fā)展也在經(jīng)歷換代變革 推廣階段今后3年 加速應(yīng)用階段進(jìn)而成為主導(dǎo)產(chǎn)品（我國(guó)使用率不足20%，而發(fā)達(dá)國(guó)家達(dá)70%以上,2）工程領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用 聚羧酸減水劑在重點(diǎn)工程及普通民用工程都得到了大量的應(yīng)用,3）聚羧酸系減水劑規(guī)模不斷增大，市場(chǎng)不斷成熟 生產(chǎn)

2、企業(yè)快速增加，自主研發(fā)、產(chǎn)品創(chuàng)新不斷。應(yīng)用技術(shù)發(fā)展較快，市場(chǎng)規(guī)模逐漸形成，產(chǎn)業(yè)鏈形成，進(jìn)入市場(chǎng)成熟區(qū)。 聚羧酸的多樣化的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和新型產(chǎn)品的出現(xiàn)，將是該產(chǎn)品不斷發(fā)展、最終全面更新?lián)Q代的推動(dòng)力,4）聚羧酸減水劑的高性能，多功能，節(jié)能性 可直接帶來(lái)的貢獻(xiàn)百億元/年（不計(jì)有害氣體排放），低炭經(jīng)濟(jì)。 綜上，聚羧酸高性能減水劑蘊(yùn)藏的發(fā)展?jié)摿艽?聚羧酸的多樣化、多品種、多功能（與萘系不同，各廠家產(chǎn)品基本是不同的,2 聚羧酸高性能減水劑的產(chǎn)品分類(lèi),按功能劃分 聚羧酸減水劑,長(zhǎng)側(cè)鏈早強(qiáng)型聚羧酸減水劑,其他 抗收縮、抗凍型聚羧酸減水劑等,高保坍型聚羧酸減水劑,標(biāo)準(zhǔn)型聚羧酸減水劑,化學(xué)成分劃分 聚羧酸減水劑,甲

3、基丙烯酸單甲醚酯類(lèi)聚羧酸減水劑,復(fù)合型聚羧酸減水劑,丁烯基醚聚羧酸減水劑,烯丙基醚聚羧酸減水劑,A類(lèi)：不同類(lèi)型的封端聚氧乙烯醚產(chǎn)物 關(guān)鍵因素是：封端方式不同活性聚醚種類(lèi)不同（顯著因素）及聚合工藝 質(zhì)量：產(chǎn)品性能、質(zhì)量及適應(yīng)性，具有較大潛力（好于酯類(lèi),B類(lèi)：活性大單體甲氧基聚氧乙烯（甲基）丙烯酸酯 關(guān)鍵因素：酯化程度、雙鍵保護(hù) 一般采取措施（氮?dú)庵脫Q和低真空脫水工藝）分離酯化水。應(yīng)注意適宜的阻聚劑用量，合適的溫度和酯化時(shí)間。 第二步的自由基聚合反應(yīng)條件較寬松，一般控制好引發(fā)劑量和加料速度可保證分子鏈的引發(fā)、轉(zhuǎn)移過(guò)程正常進(jìn)行，使共聚物獲得良好的性能。 C類(lèi)：醚類(lèi)和酯類(lèi)結(jié)合及復(fù)合類(lèi) 關(guān)鍵因素：需控制

4、反應(yīng)物的分子量，適當(dāng)提高引發(fā)劑用量。 酯醚單體的配伍效應(yīng)可使聚合物獲得較好的性能,3 聚羧酸系減水劑的復(fù)配技術(shù),復(fù)配技術(shù)實(shí)踐性強(qiáng)： 實(shí)踐出真知，多做多交流。應(yīng)深入了解產(chǎn)品特性。不過(guò)分相信產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)和檢驗(yàn)報(bào)告。以混凝土試驗(yàn)為準(zhǔn)，凈漿試驗(yàn)僅供參考。 以滿足現(xiàn)時(shí)工程混凝土施工要求為前提條件，項(xiàng)目招標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果并不能代表工程實(shí)施時(shí)的實(shí)際情況。最好復(fù)配試驗(yàn)與原材料變化及配合比的優(yōu)化調(diào)整同時(shí)進(jìn)行,熟悉減水率與摻量的關(guān)系，聚羧酸減水率高，減水率”范圍18%35%（萘系一般在1523）。 聚羧酸減水劑的摻量按固體含量算一般0.10.3%（20濃度產(chǎn)品一般摻量在1左右），摻量大小取決于混凝土原材料組分的質(zhì)量、配合

5、比、混凝土性能要求（標(biāo)號(hào),合理利用聚羧酸減水劑高保坍特點(diǎn)： 1h坍損小，但要了解聚羧酸的適應(yīng)性。 聚羧酸減水劑的含氣量變化大； 氣泡結(jié)構(gòu)不同，含氣量28，應(yīng)通過(guò)篩選和消泡。 混凝土拌合物對(duì)用水量較敏感 適宜的聚羧酸摻量，主要看混凝土的狀態(tài)變化： 對(duì)砂石含泥量、含粉比較敏感。對(duì)鐵銹有一定反應(yīng)性,對(duì)應(yīng)緩凝效果、含氣量、保坍、粘度（和易性）要求，以及混凝土中水泥、摻合料、砂石料的多樣性及變化，需要外加劑進(jìn)行適應(yīng)，產(chǎn)品供應(yīng)要根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行復(fù)配。 復(fù)配形式： （1）原液的復(fù)配：不同聚羧酸類(lèi)型之間不同比例的復(fù)配；一般不可與萘系等傳統(tǒng)減水劑復(fù)配（在混溶劑開(kāi)發(fā)成功之前） （2）與輔助功能型組分的復(fù)配：即通常

6、所述的小料復(fù)配。 與萘系高效減水劑的復(fù)配基礎(chǔ)是基本相同的，但復(fù)配技術(shù)有所區(qū)別。 復(fù)配的成分： 緩凝成分：葡萄糖酸鈉，酒石酸鈉、檸檬酸、白糖、六偏磷酸鈉 消泡成分：主要看互溶性及消泡的效果，0.0020.0008%,摻量按外加劑計(jì)算：每噸外加劑0。20.8kg。 引氣劑：主要十二烷基硫酸鈉K12, 十二烷基苯磺酸，皂代，松香類(lèi)。摻量按膠材計(jì)算：0.0005%0.007% 增稠劑：纖維素類(lèi),互溶性 與葡鈉、糖鈣、木鈣、白糖、檸檬酸、K12等溶解性好，與磷酸鈉、三萜皂苷互溶性差,聚羧酸原液的復(fù)配,目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上聚羧酸系列產(chǎn)品主要有兩種，一種為聚酯類(lèi)（M），另一種為聚醚類(lèi)（A）。 兩種聚羧酸減水劑的性

7、價(jià)比如下表1,從表1可知，從性能方面比較，聚酯類(lèi)聚羧酸減水劑的初始流動(dòng)度可達(dá)到300mm，隨著時(shí)間增加，流動(dòng)度不僅不下降而且還有增大趨勢(shì)，而聚醚類(lèi)聚羧酸減水劑初始流動(dòng)度也可以達(dá)到290mm，但是隨著時(shí)間增加，保持性能有所下降，所以聚醚類(lèi)聚羧酸減水劑在性能上比聚酯類(lèi)稍差一點(diǎn)；從價(jià)格上比較，依目前原材料價(jià)格計(jì)算，生產(chǎn)一噸聚酯類(lèi)聚羧酸減水劑成本在3500元左右，而生產(chǎn)一噸聚醚類(lèi)聚羧酸減水劑大概需要3100元，因此聚醚類(lèi)聚羧酸減水劑在價(jià)格上比聚酯類(lèi)聚羧酸減水劑占優(yōu)勢(shì),復(fù)配試驗(yàn),兩種聚羧酸減水劑各有優(yōu)勢(shì)，無(wú)法進(jìn)行性價(jià)比比較，因此將聚酯類(lèi)和聚醚類(lèi)按照一定比例進(jìn)行復(fù)配，并進(jìn)行水泥凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)和價(jià)格統(tǒng)計(jì)，結(jié)

8、果如表2。從結(jié)果看，綜合價(jià)格和性能，當(dāng)A:M1.5:1時(shí)得到的聚羧酸減水劑性價(jià)比最高,復(fù)配的疊加效應(yīng) 通過(guò)簡(jiǎn)單有效的聚羧酸產(chǎn)品間的復(fù)合以及與其他外加劑或組分復(fù)配來(lái)改善和提高質(zhì)量、降低成本。 各組分具有協(xié)同、疊加、配伍效應(yīng)（112） 1）不同類(lèi)型的聚羧酸的組合（需要試驗(yàn)確認(rèn)其可混性） 2）復(fù)配成分在允許的條件下可以多種緩凝劑并用 （葡、檸、糖、磷、酒等） 3）根據(jù)需要添加保水、早強(qiáng)、消泡、引氣組分,復(fù)配案例分析,常見(jiàn)適應(yīng)性問(wèn)題：減水率發(fā)揮、凝結(jié)時(shí)間、坍損、含氣量、泌水 緩凝劑摻量與凝結(jié)時(shí)間 凝結(jié)時(shí)間對(duì)溫度的敏感性強(qiáng)，需要根據(jù)天氣和氣候及時(shí)調(diào)整緩凝劑摻量。也參照工程拆模時(shí)間確定。 緩凝劑摻量一般是

9、膠材的0.010.08%。 負(fù)溫 10度 20度 30度 38度 00.015% 0.010.02% 0.020.03% 0.030.05% 0.050.08% 緩凝劑本身具有減水率，緩凝劑與聚羧酸協(xié)調(diào)發(fā)揮作用，改善坍損、和易性，增加減水率,緩凝劑種類(lèi)對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響： 蔗糖、檸檬酸影響最大、然后是葡鈉。 蔗糖要慎用：對(duì)早期強(qiáng)度影響大，對(duì)水泥調(diào)凝材料有適應(yīng)性，特別情況下有假凝現(xiàn)象。葡鈉對(duì)強(qiáng)度影響最小，可增加后期強(qiáng)度。檸檬酸摻量小，可調(diào)節(jié)混凝土粘性,蔗糖與PC的復(fù)配 選擇合適減水率、適宜的緩凝劑摻量、初期的適當(dāng)泌水有利于保坍,復(fù)配配方介紹： 一般按照膠材的計(jì)算成分比較科學(xué)，也可換算成每噸外加劑的

10、比例。 PC0.2%+0.03%葡鈉0.005檸檬酸水 20原液500葡鈉15檸檬酸2.5水483，外加劑摻量2 PC0.25%+0.02%蔗糖0.005檸檬酸0.0005消泡劑 0.003K12 PC0.18%+0.03%葡鈉0.005檸檬酸 0.005酒石酸 0.002K12 防凍劑：PC0.25%+0.01%葡鈉0.003檸檬酸 亞鈉0.5三乙醇胺0.035% +0.002K12 凍融F200:PC0.25%+0.01%葡鈉0.003檸檬酸+消泡劑0.0005 0.007K12 注意亞硝酸鹽與檸檬酸、亞硝酸鈉與個(gè)別木鈣有反應(yīng)性,活用EXCEL表格,混凝土坍落度損失解決方案 選擇合適的原液

11、品種（酯類(lèi)、烯丙基醚APEG、丁烯基醚類(lèi)TPEG及其混合類(lèi)） 選擇合適略多數(shù)量的緩凝劑（多品種、稍多數(shù)量） 有時(shí)根據(jù)水泥解決欠硫化問(wèn)題（加硫酸鹽類(lèi)原料） 同時(shí)調(diào)整混凝土原材料及配合比（良好的砂石級(jí)配、略富余的砂率、需水量小的水泥及優(yōu)質(zhì)摻和料品種摻量、減少砂含泥量,混凝土節(jié)約成本的關(guān)鍵： 在于良好的外加劑，良好的匹配，不在于節(jié)約外加劑成本。 而主要在于混凝土原料的選擇 在于混凝土配合比確定。 一個(gè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)最佳的混凝土站，一定需要一個(gè)很好的技術(shù)工程師（有時(shí)可以使混凝土成本節(jié)約20元/m3）。一個(gè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)最差的商混，就是亂進(jìn)料、瞎省錢(qián)的結(jié)果,2）與混凝土試驗(yàn)、施工的密切關(guān)系 混凝土優(yōu)良性能取決于原材

12、料、配合比。外加劑在其中起著舉足輕重的作用。懂得混凝土對(duì)復(fù)配外加劑可以起到很好的作用；懂得外加劑的混凝土工程師更有利于混凝土的性能和成本的控制。 加強(qiáng)適應(yīng)性試驗(yàn)，防止因坍落度減小、增加以及泌水、離析、抓底、粘稠，而影響工程質(zhì)量。但不可過(guò)分強(qiáng)調(diào)適應(yīng)性，有時(shí)是聚羧酸質(zhì)量太差，或者是混凝土原材質(zhì)量太差,4 聚羧酸系減水劑的應(yīng)用及有關(guān)問(wèn)題,聚羧酸減水劑不是靈丹妙藥，不能寄希望解決混凝土的所有問(wèn)題。當(dāng)出現(xiàn)難以解決的狀況時(shí)，需要尋求客觀的原因，包括查找其他材料、配合比及施工等方面的原因。 不能將解決混凝土施工性和其它各種性能要求的問(wèn)題過(guò)多地寄希望于外加劑。再者，不考慮其它原材料以及其它原材料與外加劑之間的

13、相互作用，而孤立地去認(rèn)識(shí)外加劑問(wèn)題，在聚羧酸系減水劑的應(yīng)用和采用聚羧酸系減水劑配制的混凝土的應(yīng)用方面卻常常產(chǎn)生許多技術(shù)難題,聚羧酸減水劑受砂含泥影響非常敏感，應(yīng)引起足夠重視。含泥量即意味著經(jīng)濟(jì)性和混凝土質(zhì)量，當(dāng)砂的含泥量超過(guò)4時(shí)聚羧酸類(lèi)外加劑減水效果明顯降低，含泥量大于5時(shí)建議不使用聚羧酸。（有研究者報(bào)道先期泥土吸附劑，但目前未見(jiàn)應(yīng)用成果） 聚羧酸含氣量問(wèn)題：合適含氣量，處理好產(chǎn)品的消泡、引氣，消除混凝土結(jié)構(gòu)表面氣泡過(guò)多的問(wèn)題。 振搗問(wèn)題：聚羧酸觸變性好，具有自流性、易振性特性，對(duì)振動(dòng)敏感，工地應(yīng)避免過(guò)振，對(duì)大骨料混凝土、大功率強(qiáng)制振搗器，應(yīng)注意試驗(yàn),聚羧酸的應(yīng)用,3)關(guān)于聚羧酸減水劑應(yīng)用的有

14、關(guān)建議 1）關(guān)于聚羧酸減水劑的技術(shù)研究 聚羧酸減水劑的研究涉及到學(xué)科交叉，應(yīng)加強(qiáng)研究開(kāi)發(fā)熱情、力度。國(guó)內(nèi)主要是各企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)獨(dú)立研發(fā)，資金和人才資源較少，缺少合作與配合，原創(chuàng)性、高尖端的成果少，整體仍落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。 聚羧酸減水劑的復(fù)配也需要進(jìn)一步提高技術(shù)，多做研究、實(shí)踐、交流,聚羧酸的應(yīng)用,2關(guān)于產(chǎn)品試驗(yàn)檢測(cè) 檢測(cè)的公證性： 工程現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用良好的產(chǎn)品可能在基準(zhǔn)水泥上出現(xiàn)適應(yīng)性問(wèn)題 基準(zhǔn)水泥的批次之間也有很大的波動(dòng) 凈漿、砂漿與混凝土試驗(yàn)結(jié)果相差可能較大 采用某種水泥進(jìn)行凈漿、砂漿初步測(cè)試是可以的，但還應(yīng)進(jìn)一步結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)材料進(jìn)行砂漿及混凝土試驗(yàn)加以確認(rèn),聚羧酸的應(yīng)用,3) 關(guān)于產(chǎn)品的儲(chǔ)存運(yùn)輸 遠(yuǎn)距離運(yùn)輸:建議生產(chǎn)高濃度（3050）產(chǎn)品，選擇合適運(yùn)輸方式。 容器:一般可采用水泥池、塑料罐儲(chǔ)存。鐵制品有緩慢的反應(yīng)，引發(fā)劑殘存較多的聚羧酸銹蝕反應(yīng)較快，鐵桶包裝、儲(chǔ)存只能是短期的，鐵銹較多的儲(chǔ)罐不要使用，應(yīng)避免與特質(zhì)容器和材料長(zhǎng)時(shí)間的接觸。建議鐵器儲(chǔ)存不要超過(guò)15天。玻璃鋼儲(chǔ)罐不好用（發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)某種化學(xué)反應(yīng)）。 原液可長(zhǎng)期儲(chǔ)存。與葡萄糖酸鈉等復(fù)配后，夏季較高氣溫下儲(chǔ)存會(huì)產(chǎn)生表面發(fā)霉或出現(xiàn)變色、異味，建議當(dāng)配當(dāng)用，或摻用防腐劑，不避諱味道時(shí)有時(shí)可不處理（未發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后的聚羧酸性能劣化,5 結(jié)語(yǔ),1）國(guó)內(nèi)聚羧酸產(chǎn)品發(fā)展迅速，將進(jìn)入加速應(yīng)用階段，不久聚羧酸產(chǎn)品將成為混凝土外加劑的主導(dǎo)產(chǎn)品,3