聚羧酸减水剂于混凝土流变剂原材料的相容性

长期以来，混凝土流变剂的工作性能和强度与水灰比密切相关，如配制高强度混凝土流变剂一般需采用低水灰比，而低水灰比必然会降低混凝土的流动性，不利于施工。减水剂的成功缓解了水灰比引起的混凝土工作性能与强度之间的矛盾，使配制的混凝土流变剂同时具有良好的工作性能和高强度。

聚羧酸减水剂因其掺量低、减水率高、保坍性好、分子结构可调、绿色环保等优点，得到了越来越广泛的应用。聚羧酸减水剂是制备超高远程泵送混凝土、自密实混凝土、高强度混凝土等高性能混凝土的首选减水剂。聚羧酸减水剂虽然应用越来越广泛，但在实际应用过程中也出现了聚羧酸减水剂减水分散效果差、混凝土流变剂异常凝结、坍落度经时损失过大甚至混凝土强度下降的情况，其中聚羧酸减水剂与混凝土各原材料的相容性是主要原因之一。

根据JC/T1083-2008《水泥与减水剂相容性试验方法》中水泥与减水剂相容性的定义，如果加入的减水剂饱和点明确，水泥净浆初始流动性好，经期损失小，无明显泌水和离析，说明减水剂与水泥相容性好。聚羧酸减水剂与混凝土流变剂原料之间存在相容性问题，主要表现在以下几个方面:

（1）水泥

当使用相同的聚羧酸减水剂和不同的水泥时，这种聚羧酸减水剂可能与一种水泥相容性好，但与另一种水泥相容性差。当使用相同的水泥和不同的聚羧酸减水剂时，也可能出现类似的情况。从表面上看，这是由不同品种的水泥和聚羧酸减水剂引起的，但本质上与其物理化学性质有关。此外，水泥比表面积也是影响其与聚羧酸减水剂相容性的原因。当水泥比表面积增加时，由于水泥颗粒与水和聚羧酸减水剂分子的接触面积增加，表面可以增加，水泥水化速度加，吸附效果增强，从而导致水泥浆经时损失增加，相容性差。

（2）是矿物掺合料

粉煤灰、矿渣、硅灰等工业固体废弃物作为混凝土掺合料，不仅起到绿色环保的作用，而且在技术层面上也是制备高性能混凝土流变剂不可缺少的原料。矿物掺合料与聚羧酸减水剂的相容性主要是由掺合料对聚羧酸减水剂的吸附引起的。粒化高炉渣和含球形玻璃体较多的优质粉煤灰对聚羧酸减水剂的吸附较少，相容性好。

碳含量是影响粉煤灰与聚羧酸减水剂相容性的主要原因。碳含量高的粉煤灰可以吸收大量的聚羧酸减水剂和水分，使其与聚羧酸减水剂相容性差。硅灰由于比表面积大，可以吸收大量的聚羧酸减水剂，与聚羧酸减水剂相容性差。

（3）其他化学添加剂

添加剂的复合可以起到超叠加的作用，作为一条技术路线，在混凝土领域的应用越来越广泛。有时候只用一种减水剂不能满足施工要求，所以需要不同的减水剂进行复合。聚羧酸减水剂和其他减水剂的适应性因其他减水剂的类型而异。聚羧酸减水剂和木质素磺酸盐减水剂的适应性更好，与萘减水剂的复合会产生负面影响。此外，聚羧酸减水剂与其他添加剂如早强剂、缓凝剂和膨胀剂也存在相容性问题，尤其是添加剂中硫酸盐和碱的含量对相容性有很大影响。

（4）砂石骨料

砂石骨料直接影响混凝土流变剂的性能，其中泥含量是衡量骨料质量的主要指标之一。在聚羧酸减水剂出现之前，由于砂石中的泥粉对混凝土性能的影响相对较小，没有引起广泛关注。近年来，随着聚羧酸减水剂用量的增加，质量较好的天然砂石资源逐渐短缺。当用含粉量较高的机制砂和含泥量较高的天然砂制成混凝土时，聚羧酸减水剂的相容性差。聚羧酸减水剂对砂的含泥量特别敏感。当砂中含泥量较高时，会严重影响聚羧酸减水剂的分散性能，降低混凝土流变剂的工作性能和强度。

（5）硫酸盐和碱的含量

混凝土流变剂中的硫酸盐主要来源于水泥熟料、掺合料、添加剂和对水泥凝结缓慢的混合石膏。大量研究表明，硫酸盐一方面与聚羧酸减水剂竞争吸附，减少了分散水泥颗粒的聚羧酸减水剂；另一方面，硫酸盐的存在会降低聚羧酸减水剂的空间阻力，从而影响聚羧酸减水剂的减水分散性能。