國(guó)際混凝土外加劑十大發(fā)展現(xiàn)狀總結(jié)

在捷克首都布拉格召開的第十屆國(guó)際混凝土外加劑會(huì)議上，我國(guó)科研機(jī)構(gòu)和外加劑公司20人參加。根據(jù)會(huì)議文獻(xiàn)資料顯示，當(dāng)今技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)。

一是未來聚羧酸產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)為低摻量、高效能、多功能化，能適應(yīng)多變化成分的水泥和摻合料，能抵抗高含泥量砂石和水泥中的過量的硫酸鹽的吸附。國(guó)外聚羧酸外加劑仍然以聚酯型為主，日本近年的聚羧酸減水劑的重大發(fā)展為強(qiáng)制所有外加劑和混凝土減縮劑復(fù)合使用，日本土木協(xié)會(huì)提出了新的規(guī)范，對(duì)每個(gè)等級(jí)的混凝土提出了控制混凝土收縮的指標(biāo)。針對(duì)混凝土泌水問題，市場(chǎng)上推出了混凝土增稠劑來改善混凝土的和易性。土耳其、印度等發(fā)展中國(guó)家也在引進(jìn)中國(guó)的聚醚一步法合成技術(shù)。

二是本次會(huì)議報(bào)道的新的大單體新品種為VPEG。該大單體的聚合方法為在30℃以下和馬來酸酐聚合。小分子磷酸型聚羧酸，雙磷酸鹽作為吸附螯合基團(tuán)，鏈接著聚乙二醇，該產(chǎn)品為法國(guó)ChrysoSA公司持專利，已經(jīng)形成工業(yè)化生產(chǎn)。

三是由于混凝土工業(yè)的迅速發(fā)展，大量天然的砂已經(jīng)消耗殆盡，人工砂的大量使用，給行業(yè)的發(fā)展帶來了新的問題。高含泥量是大家面臨的技術(shù)難題。聚羧酸減水劑對(duì)砂石中泥的強(qiáng)烈吸附，對(duì)泥的吸附量為290毫克/克，傳統(tǒng)外加劑（如萘系，脂肪族等）的對(duì)泥吸附量為40毫克/克，所以在高含泥砂石的應(yīng)用場(chǎng)合，萘系等傳統(tǒng)外加劑具有一定的優(yōu)勢(shì)。研究指出聚乙二醇（2000），可以部分緩解聚羧酸對(duì)泥的吸附，可以作為泥吸附的犧牲劑使用，國(guó)內(nèi)的初步評(píng)價(jià)結(jié)果已被肯定。鉀離子也可以被泥吸附。另有報(bào)道，丙烯酸羥烷基酯加入聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)中也可以減少聚羧酸減水劑對(duì)泥的敏感性。

四是德國(guó)Plank研究小組，肯定了IPEG（國(guó)內(nèi)TPEG501）是最好的聚羧酸減水劑，并和APEG、MPEG類羧酸進(jìn)行了對(duì)比。IPEG微觀結(jié)構(gòu)為星狀聚合物，具有柔性鏈段微觀結(jié)構(gòu)，對(duì)水泥吸附量少，MPEG酯類減水劑為梳型結(jié)構(gòu)，APEG為捧狀剛性結(jié)構(gòu)，水泥吸附量高。

五是功能化聚羧酸產(chǎn)品，在羧酸減水劑分子中引入磷酸基，硅醇基，陽(yáng)離子單體等結(jié)構(gòu)，可以提高聚羧酸減水劑對(duì)水泥的吸附，提高減水率，理論上是可行的，但是由于成本原因估計(jì)很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

六復(fù)配技術(shù)方面，聚羧酸用的增稠劑有纖維素類、生物膠類（Welangum，diutangum）、羥丙基瓜爾膠（hydroxypropyleguar）、改性淀粉等，這些增稠劑可以改善混凝土的抗離析性能，改善混凝土的粘度和降低混凝土的屈服應(yīng)力。早強(qiáng)劑亞硝酸酸鈣，引氣劑（松香酸鈉、十二醇二乙二醇磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉）等多有提及。

七是聚羧酸減水劑和硫酸鹽對(duì)水泥吸附是相互競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系，有研究人員提出在聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)中引進(jìn)雙磷酸基，改進(jìn)的磷酸型聚羧酸減水劑可以提高減水劑對(duì)水泥的吸附和分散能力，克服硫酸根的競(jìng)爭(zhēng)吸附問題。

八是利用反應(yīng)緩釋型單體，制備保坍型減水劑，這類單體在堿性介質(zhì)中緩慢釋放羧基，避免減水劑對(duì)水泥的較早吸附，為混凝土的流動(dòng)性保持和減水提供保障。

九是聚羧酸減水劑制備技術(shù)方面，新的聚合方法有RAFT共聚法，聚丙烯酸直接酯化MPEG法，采用新型催化劑NaHP，在150℃下酯化。

十是各種增稠劑可以提高屈服應(yīng)力，降低減水率，表觀粘度增加，Marshflow增加。

十一是磷酸鹽型聚羧酸和PCE具有相類似的結(jié)構(gòu)，羧基部分換成了磷酸基，磷酸基單體和聚醚單體比例和PCE相同，可以抵抗水泥中的硫酸鹽對(duì)羧酸的競(jìng)爭(zhēng)吸附，使得羧酸性能不受硫酸根離子吸附的影響，磷酸基使得羧酸對(duì)水泥的吸附更強(qiáng)。產(chǎn)品的性能特點(diǎn)為：較好的坍落度保持，具有緩凝作用，剪切變稀效果下降。

十二是環(huán)己酮類脂肪外加劑的合成方法，環(huán)己酮：甲醛：焦亞硫酸鈉摩爾比為1?誜3?誜0.25，在強(qiáng)堿條件下pH大于13時(shí)反應(yīng)。困難之一是環(huán)己酮在水中溶解度較差，采用異丙醇作為共溶劑。

含硅烷基的聚羧PCE-Si（OEt）3在堿性條件下水解成PCE-Si（OEt）3-X（OH）X，水解可以在幾分鐘內(nèi)完成，硅烷醇和水泥水化產(chǎn)物C-S-H表面的硅烷醇縮合，這種羧酸減水劑和水泥表面的強(qiáng)烈的化學(xué)鍵合力比物理吸附要強(qiáng)的多，可以改變聚羧酸對(duì)水泥的物理吸附變成化學(xué)吸附。

十三是我國(guó)江蘇博特提出合成陽(yáng)離子型聚羧酸，作為堿激發(fā)礦渣體系減水劑，其實(shí)陽(yáng)離子可以作為抗泥劑的結(jié)構(gòu)考慮，陽(yáng)離子單體可以引入到聚羧酸大分子結(jié)構(gòu)中。江蘇博特研究結(jié)果表明，陰離子和陽(yáng)離子羧酸可以改善羧酸減水劑的坍落度損失。

十四是甲基丙烯酸和甲基丙烯酸羥烷基酯類聚羧酸，不含PEO支鏈的，具有較好的分散性，對(duì)泥的含量不敏感。