混凝土保水剂,又称混凝土减水剂或增塑剂,是一种重要的混凝土外加剂。它不仅能够提升混凝土的施工性能,还能显著改善混凝土的物理和化学性质。本文将从多个方面详细阐述混凝土保水剂的种类及其特点。
1. 保水剂的定义与功能
混凝土保水剂是一种能够减少混凝土或砂浆失水的外加剂。它不仅能够增加混凝土的流动性,使其易于浇注和压实,还能通过减少水灰比来提高混凝土的强度和耐久性。保水剂还能延迟混凝土的凝结时间,便于施工和调整混凝土的性能,同时提高混凝土的抗渗性,减少开裂和变形现象。
2. 磺酸盐型保水剂
磺酸盐型混凝土保水剂的主要成分是磺酸盐类化合物,适用于混凝土的出料口外、拌和站以及现浇混凝土。它能够显著改善混凝土的流动性,常见的型号有snf、fdn、pns等。磺酸盐型保水剂通常为粉末状或液体状,pH值在7左右,固含量在20%-40%之间,规格多样,如25kg/袋或200kg/桶等。它广泛应用于各种普通混凝土、预制构件混凝土和路桥混凝土等。
3. 聚羧酸型保水剂
聚羧酸型混凝土保水剂的主要成分为聚羧酸类化合物,适用于各种高性能混凝土和自密实混凝土。它能够大大提高混凝土的流动性、强度和耐久性。聚羧酸型保水剂通常为液体状,pH值在7左右,固含量在30%-40%之间,规格多为200kg/桶。由于其优异的性能,聚羧酸型保水剂在高性能混凝土和自密实混凝土中得到了广泛应用。
4. 脂肪族保水剂
脂肪族混凝土保水剂的主要成分是脂肪族化合物,适用于防止混凝土的早期干裂和增强抗渗性。它通常为液体状,pH值在7左右,固含量在10%-20%之间,规格多为200kg/桶。脂肪族保水剂特别适用于需要早期脱模的混凝土结构以及防止混凝土早期干裂的情况。
5. 天然高分子改性类保水剂
天然高分子改性类保水材料由本身存在多个接枝位点且具有一定吸水能力的高分子材料改性而得到,如改性羧甲基纤维素、纤维素接枝共聚类等。尽管这类保水剂研究较早,但因工艺繁杂、稳定性较差而逐渐被其他方法超越。淀粉类、纤维素类、腐殖酸类等天然高分子改性材料仍得到广泛研究。
6. 合成聚合类保水剂
合成聚合类保水材料是1970年前后兴起的,是目前发展最快、种类最全、工业化批量生产最多的一类。具有代表性的有聚丙烯酸盐类和丙烯酰胺丙烯盐复合类等。其合成方法主要有水溶液法和方向悬浮聚合法,其中水溶液法因其过程简单、成本低廉、对环境污染小而备受青睐。
7. 甲基纤维素(CMC)
甲基纤维素(CMC)是一种白色颗粒或粉末状保水剂,无臭无味,一般溶于冷水不溶于热水。它具有良好的保水性能和流动性能,能够略增大胶凝材料需水量而抑制裂缝形成,减少泌水等。CMC在混凝土中的应用能够显著提升其施工性能和物理性质。
8. 羟乙基纤维素醚(HEC)
羟乙基纤维素醚(HEC)是一种非离子型表面活性剂,保水能力较甲基纤维素高一倍,且具有较好的流动调节性。它既能延长水分蒸发时间,提高混凝土初期强度,又有防裂作用。在水泥混凝土中,HEC的掺入能显著改善砂浆的流动性和流挂性能。
9. 聚丙烯酰胺(PAM)
聚丙烯酰胺(PAM)是一种具有优良水溶性的有机高分子絮凝剂,也可用作保水材料。它易溶于冷水,掺加范围区间较大,保水性强,应用广泛。PAM能改善混凝土粒子间相互作用,从而增加混凝土的强度和韧性。研究表明,PAM在水泥混凝土桥面中的应用能显著提高其抗折强度、黏结强度、弯曲韧性和抗磨性。
10. 磷酸酯淀粉
磷酸酯淀粉是改性淀粉的一种,以玉米淀粉或马铃薯淀粉为基本原料。其0.5%溶液即具有明显保水效果,也可作为胶黏剂、絮凝剂使用。磷酸酯淀粉在混凝土中的应用能够提升混凝土的保水性能和施工性能。
11. 纤维素醚类保水剂
纤维素醚类保水剂包括HPMC羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、HPC羟丙基纤维素醚、羧甲基纤维素、阴离子纤维素等。这类保水剂在砂浆中的应用特别普遍,如抹灰砂浆、砌筑砂浆、腻子等,能够显著改善砂浆的流动性和保水性能。在混凝土中使用时需注意其与外加剂的相容性。
12. 胶类保水剂
胶类保水剂常见的有黄原胶、温伦胶、瓜尔豆胶、阿拉伯胶、海藻胶等。这些胶类保水剂价格一般较高,更常用在食品添加剂和化妆品添加剂中。尽管在混凝土中的应用较少,但它们的保水性能仍值得关注。
13. 淀粉类保水剂
淀粉类保水剂如糊精改性淀粉等,在烹饪过程中常用于勾芡以增加流动性和改善口感。在混凝土中,淀粉类保水剂同样能够发挥增稠保水的作用,提升混凝土的施工性能。
14. 有机/无机复合类保水剂
有机/无机复合类保水剂是粘土矿物与高分子树脂的复合物。这类保水剂结合了有机和无机材料的优点,具有独特的保水性能和物理性质。其研究和应用相对较少,仍有待进一步探索和发展。
15. 保水剂的发展趋势
随着建筑行业的不断发展和对混凝土性能要求的提高,保水剂的研究和应用也在不断深入。未来,保水剂将更加注重环保、高效和多功能性的发展趋势。随着新材料和新技术的不断涌现,保水剂的种类和性能也将更加丰富和优越。
混凝土保水剂种类繁多,各具特点。在选择和应用时,需根据具体施工条件和混凝土性能要求进行合理选择和使用。