贮存温度对醚类聚羧酸减水剂性能的影响研究

甘扶平，刘兴龙，白体新

（1. 江西科之杰新材料有限公司，江西 南昌 330209；2. 建筑材料工业技术情报研究所，北京 100024）

0 研究背景

在 20 世纪末我国便开始了醚类聚羧酸减水剂的研究，2005 年我国聚羧酸减水剂的应用进入了快速发展阶段[1]，市场的聚羧酸减水剂以醚类聚羧酸减水剂为主[2]。目前国内醚类聚羧酸减水剂合成工艺分为常温合成工艺与升温合成工艺，其中以常温合成工艺为主导。醚类聚羧酸减水剂采用复配技术配制成成品减水剂，广泛应用于铁路、公路、桥梁等项目的商品混凝土中。因使用的工程进度存在差异性，导致聚羧酸减水剂的使用周期存在差异性，因此聚羧酸产品应具备更好的工作性能和稳定性能。而实际中常因存放温度和时间的不同，减水剂性能变化也不同，特别是夏季温度高，容易导致减水剂腐败变质。

在混凝土减水剂使用中，醚类聚羧酸减水剂在储备罐储存一段时间后，减水剂性能会降低[3]。本文主要研究不同温度下，储存时间的长短对醚类聚羧酸减水剂性能的影响，通过对比试验数据的整理和分析，来指导醚类聚羧酸减水剂产品的生产、储存和使用。

1 研究内容

本次研究的主要内容如下：

（1）目前市场主导的醚类合成工艺为常温合成工艺，合成出来的醚类母液按其使用功能主要区分为减水母液与保坍母液。本项目收集 2 种常温合成工艺的醚类聚羧酸减水母液与醚类保坍母液。

（2）将母液放置于温度 (10±2)℃、(30±2)℃、(50±2)℃下进行贮存，对比的基准样母液放置于 (-10±2)℃下贮存以确保基准样母液不发生变化。以后每隔 30天测试一次，最长贮存时间为 3 个月。

（3）每隔 30 天对样品进行 pH 值和混凝土性能测试，混凝土性能包括混凝土初始及 1h 坍落度和扩展度，含气量及 3d、28d 抗压强度。

2 原材料

所用的原材料如下：

（1）水泥：某品牌 P·O42.5 水泥，其性能指标见表 1。

表 1 水泥各性能指标

（2）砂：河砂，细度模数 2.4，含泥量 0.3%，松散堆积密度 1470kg/m³。

（3）矿粉：S95 矿粉，比表面积 432m²/kg，7d 活性指数 77%，28d 活性指数 102%。

（4）粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰，细度 18.3%，需水量比 101%，烧失量 3.6%。

（5）碎石：采用 10～20mm 粒径，其性能指标见表 2。

表 2 碎石性能指标

（6）减水剂：试验采用某公司生产的母液 A（含固量 49.17%，醚类常温工艺保坍母液）、母液 B（含固量 48.81%，醚类常温工艺减水母液）。试验用母液配制成品减水剂，配制成品减水剂过程只采用葡萄糖酸钠（含固量 98.52%）作为缓凝剂，并以水稀释成高效减水剂。

（7）水：试验采用自来水。

3 试验配比及测试方法

按 GB/T 8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》、GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和 GB/T 50081—2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》进行试验。混凝土试验配合比见表3。

表 3 C30 混凝土配合比 kg/m3

4 试验结果与分析

4.1 醚类聚羧酸减水剂母液 pH 值情况

在不同储存温度下，不同存储时间的醚类聚羧酸减水剂母液 pH 值的变化见表 4 和图 1。

表 4 pH 值

由表 4 和图 1 可看出在相同存储时间时，两种醚类聚羧酸减水剂母液在高温贮存时 pH 值要比低温贮存高，但 pH 值均低于 7.0（pH 值 50℃＞30℃＞10℃），在相同存储温度时，贮存时间越长两种母液的 pH 值均逐步增加。贮存温度越高 pH 值变化率越显著。

图 1 醚类母液在不同温度下的 pH 值

4.2 醚类聚羧酸减水剂混凝土性能测试分析

不同贮存温度、不同存储时间下，母液 A 拌制的混凝土拌合物性能结果见表 5，混凝土抗压强度结果见表6；母液 B 拌制的混凝土拌合物性能结果见表 7，混凝土抗压强度结果见表 8。

表 5 混凝土拌合物试验（醚类母液 A）

表 6 混凝土抗压强度（醚类母液 A） MPa

由表 5、表 6 可以看出相同的存储时间时，母液 A的混凝土含气量随着温度升高而升高（含气量 50℃＞30℃＞10℃）。在相同存储温度时，存储时间延长混凝土含气量增大；在相同的存储时间时，母液 A 贮存温度越高混凝土初始坍落度/扩展度、1h 坍落度/扩展度值越小；在相同存储时间时，贮存温度越高，混凝土试块的7d、28d 抗压强度越低。其原因可能是母液 A 在高温贮存时，细菌等微生物活跃及繁殖，母液更容易产生分解而导致混凝土性能测试呈现变化。

表 7 混凝土试验（醚类母液 B）

表 8 混凝土抗压强度（醚类母液 B） MPa

由表 7、表 8 可以看出在相同存储时间时，母液 B的混凝土存储温度越高，含气量越高（含气量 50℃＞30℃＞10℃）。在相同存储温度时，存储时间越长混凝土含气量增大。存储时间相同时，母液 B 贮存温度越高混凝土初始坍落度/扩展度、1h 坍落度/扩展度值越小；同时贮存温度越高，混凝土试块的 7d、28d 抗压强度越低。其原因可能是母液 B 在高温贮存时，细菌等微生物活跃及繁殖，母液更容易产生分解而导致混凝土性能测试呈现变化。

5 结论

研究结论如下：

（1）存储时间相同时，两种醚类聚羧酸减水剂母液的 pH 值随着温度的升高而升高，但 pH 值均低于 7.0（pH 值 50℃＞30℃＞10℃）。在相同存储温度时，存储时间越久两种母液的 pH 值也会增加。

（2）在存储时间相同时，母液 A 与母液 B 的混凝土含气量随着存储温度的升高而升高（含气量 50℃＞30℃＞10℃）。存储温度相同时，随着时间延长混凝土含气量会增大。

（3）存储时间相同时，母液贮存温度越高混凝土初始坍落度/扩展度、1h 坍落度/扩展度值越小；存储温度相同时，存储时间越长两种醚类聚羧酸减水剂母液混凝土初始坍落度/扩展度、1h 坍落度/扩展度值越小。

（4）存储时间相同时，贮存温度越高，混凝土试块的 7d、28d 抗压强度越低。存储温度相同时，贮存时间越长，混凝土试块的 7d、28d 抗压强度越低。

（5）两种醚类母液出现以上的性能变化，其原因可能是母液在高温贮存时，细菌等微生物活跃及繁殖，母液更容易产生分解而导致混凝土性能测试呈现变化。