聚羧酸系分散劑的新變化

　　在混凝土行業(yè)中，使用化學外加劑提高混凝土性能，已是一項廣為接受的應用實踐。引氣劑、早強劑和減水劑都已成為有價值的添加劑，提供給混凝土生產商。有時，減水劑特別有助于滿足兩項具有競爭性的要求，即在混凝土澆筑過程中所需的良好工作性，以及混凝土耐久性和其他各種硬化性能要求所需的低水膠比。

減水劑這個產品術語的使用已有很多年了。ASTM C494標準中，把減水劑分成若干類：A類為減水劑；D類為緩凝型減水劑；E類為早強型減水劑；F類為高效型減水劑；G類為高效緩凝型減水劑。

此外，ASTM在ASTM C1017標準中，還包括了生產流動性混凝土所用的化學外加劑。該標準的重點是，在不降低用水量的狀況下，生產高坍落度混凝土拌合物時，如何使用化學外加劑。在大多數情況下，ASTM C494標準中分類為F型和G型的化學外加劑，被ASTM C1017標準規(guī)定用于生產流動性混凝土。這些高效減水劑不僅僅只是起減水作用，它們還會分散水泥顆粒。這種分散作用既可降低用水量，又可產生較高的坍落度，或者兩者兼而有之。因此，這類高效減水劑能提供的應用靈活性更大，產品也更有價值。

聚羧酸系分散劑

近十年來，分散劑化學已取得了重大的進展。其中包括在混凝土行業(yè)的所有產品領域中，均廣泛引進和應用聚羧酸系分散劑。在此之前，大多數分散劑的化學性能只局限于對分子的改性。但是，聚羧酸系分散劑的應用，已為開發(fā)各種新分子結構鋪平了道路。聚羧酸系新分子結構不僅會影響混凝土的各種具體性能，而且還可以為混凝土定制各種性能。這對于混凝土行業(yè)無疑是個巨大的技術進步。應用各種開發(fā)出的新分子結構，能單獨分散波特蘭水泥顆粒，而以前所用的分散劑，大多只是其他工業(yè)的副產品而已。

只有為混凝土的應用專門設計的分子，才能使混凝土產品真正受益。在進行聚羧酸分子結構設計時，應使用戶更深入地懂得，為什么它能在混凝土行業(yè)的應用中，會有如此多的可靠性和靈活性。聚羧酸是具有梳狀結構的聚合物，其命名本身就意味著其分子結構的特征，即由一個主桿和接枝多個側鏈組成的，就像一個梳頭的梳子，其分子結構，使這類分散劑具有極佳的分散效果。此外，還必須讓其能吸附在水泥顆粒的表面。聚羧酸分子的主桿起兩個功能作用，其一是給結合部位定位，即吸附在水泥顆粒表面，其二是使分子結構中的側鏈位置固定。接枝的側鏈起位阻效應，使被分散的水泥顆粒重新凝聚。

　　早期合成分散劑的生產工藝性質，決定了一位化學師掌控分散劑分子結構的能力，是有局限性的。通常，從分子結構設計的角度來看，要獲得各種分散劑的分子結構是頗為復雜的，而且，對其生產工藝的掌控也頗為困難。但是，要取得聚羧酸系分散劑的化學性能，有極其豐富的可能性?；瘜W師可設計出一種具有良好減水效果的分散劑，同時，又能在較長的時間段內，使混凝土保持很良好的工作性能。

　　但是，只有當我們真正弄請混凝土拌合物中其他材料的性能時，聚羧酸強大靈活的化學性能才對我們有幫助?？傊?，我們通常所見到的多種多樣的混凝土行為特性，都是可以探根尋源到水泥和骨料中其礦物學的多樣性。這就為化學師，從一種既定的材料中發(fā)現的最根本的礦物學的角度出發(fā)，來優(yōu)化一種分散劑的性能，打開了產品設計的大門。這類下一代分散劑的設計依據，就是對聚羧酸的任何一個設計參數，進行精心和智能化控制，或通過定制的配方進行控制，或兩種方法綜合運用?？梢钥隙ǖ氖?，改變性能的博弈，通常是看其結果，而非過程。

下一代聚羧酸系分散劑

最新一代的聚羧酸系外加劑，就是以這種最尖端分子設計和合成為依據的。目前，我們可以根據有些重要的因素，設計出專用于某種使用環(huán)境的新型分散劑分子結構。如前所述，那些被簡單定為“減水劑”的聚羧酸系分散劑的理念，當前似乎已過時。聚羧酸系分散劑確實能減水，但是，現已可通過分子結構設計，增加更多有助于混凝土施工工藝的性能特征。這些另增的優(yōu)點包括，從前難以達到的坍落度保持度，它會給混凝土生產商和承包商帶來很高的材料使用和生產效益。

新一代聚羧酸系外加劑還能使混凝土獲得高早強效果，從而大大提高混凝土承包商和預制混凝土生產商的施工和生產效益。這些新型的聚羧酸分子結構，能為混凝土提供的許多綜合性能特征是前所未有的。舉例來說，現已開發(fā)出一種聚羧酸分子結構，它既能保持混凝土坍落度長達45-60分鐘，又能使混凝土高早強。從前，要保持較長時間的坍落度，需要一定程度的緩凝，對于要高早強的混凝土拌合物，如果緩凝程度太大，就會對其早期強度產生負面影響。有鑒于此，需對緩凝和強度發(fā)展之間進行權衡，在緩凝和強度發(fā)展之間找到平衡點。

這些高坍落度保持和高早強組合的新性能，給混凝土生產商和承包商提供的價值，遠大于從前的分散劑?？紤]到混凝土的性能，我們必須進一步采取措施，將實際產生的價值與混凝土行業(yè)掛鉤，坍落度保持性能特征可提供以下好處：

消除或減少現場二次攪拌混凝土，使混凝土澆筑作業(yè)更協(xié)調一致和高效；

由于工作性始終保持一致，可降低混凝土表面的修補，提高混凝土表面的美觀性；

使混凝土的總體性能更穩(wěn)定，使混凝土的質量更佳。

這些下一代聚羧酸系超塑化劑，已得到深知其性能價值的北美地區(qū)用戶的廣泛應用。它們有助于開發(fā)出各種新型混凝土拌合物，給混凝土承包商提供更多的價值，同時，也提供了生產效益。舉例來說，這些具有新型分子結構的聚羧酸系超塑化劑已被用于生產高性能混凝土拌合物，諸如：自密實混凝土。

這些精心設計的混凝土拌合物，已被廣泛應用于各種混凝土施工場合。新型聚羧酸外加劑已成為混凝土拌合物中的一個重要的組分材料。此外，若干大型預制混凝土生產商，也已開始使用高早強和高坍落度保持的聚羧酸外加劑，使高性能自密實混凝土拌合物的澆筑作業(yè)更為方便，使混凝土的生產更為穩(wěn)定，并進一步提高了采用混凝土澆筑的構件表面的飾面效果。

結語

這類下一代聚羧酸系超塑化劑已超出了僅僅是高效減水劑的認識程度，它們已被公認為是一種性能型外加劑，其無與倫比的設計和合成技術，已能使混凝土生產商找到了新的生產方式，并創(chuàng)造出性能更佳的混凝土拌合物。目前，混凝土行業(yè)已進入到一個以性能型混凝土為特征的完美時代，不容置疑的是這個時代才剛剛開始。