聚羧酸减水剂在PHC管桩混凝土中的应用研究

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发布时间：2021-09-28

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聚羧酸减水剂在 PHC管桩混凝土中的
应用研究
余韬，王毅，李楠，王幸福，石宇
(江苏中铁奥莱特新材料有限公司，南京 211505)
摘要：从聚羧酸减水剂合成设计的角度，研究了 AMPS和 HEA不同摩尔比对聚羧酸减水剂性能的影响。同时
对比了聚羧酸减水剂和萘系减水剂在混凝土强度、收缩率、抗硫酸盐侵蚀方面的性能差异。结果表明：AMPS随着摩
尔比的增加，可以有效提升减水剂的分散性，并能降低浆体黏度，表现为余浆含固量的降低，此外，还能缩短混凝土的
凝结时间：HEA可以提升减水剂的保持能力，但会增加混凝土的含气量。聚羧酸减水剂与萘系减水剂的对比试验表
明．聚羧酸减水剂相比于萘系减水剂有更高的减水率以及更好的耐久性能。
关键词：聚羧酸减水剂；管桩混凝土；抗压强度；耐久性
Abstract：From the perspective of PCE synthesis design，the effect of different mole ratio of AMPS and HEA on the
performance of PCE as well as the difference perform ance of concrete compressive strength，shrinkage rate and sulfate
resistance between PCE and FDS are studied．，I11e results show that with the increasing of the molar ratio of AMPS。the
dispersion of tlle PCE is improved，and it can decrease the viscosity of the slurry，which is reflected in the reduction of tlle
amount of residual pulp，and shorten the setting time of the concrete；HEA can improve the capacity of the PCE，but it will
be increase tIle air content of concrete．Compared with FDS．the result show that PCE has a higher water reducing rate and
better durability．
Key words：PCE；Pile concrete；Compressive strength；Durability
中图分类号：TU528．79 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2016)02—31—04
0 前言
随着我国基础建设投资力度的不断加大。管桩
行业近几年得到了快速的发展。现全国管桩企业约
有 400多家 [1]。截至 2013年全国管桩生产量超过 6
亿 m，我国已经成为全世界最大的管桩产品消费国
家。PHC管桩作为一种高强混凝土在生产工艺和品
质上都有特殊要求。目前。管桩生产中使用的减水
剂以第二代减水剂如萘系、脂肪族等为主。而聚羧
酸减水剂减水率高、掺量低、工作状态保持性好等
特点，近年来被广泛应用于各个工程领域，特别是
高强混凝土中。但聚羧酸减水剂含气量高、对原材
料敏感．低水胶比条件下拌合出的混凝土黏度大等
问题．制约了其在 PHC管桩生产中的应用。
近年来．虽在 PHC管桩生产工艺以及耐久性方
面的研究报告已有不少，但是聚羧酸减水剂分子结
构对 PHC管桩混凝土离心效果以及早期强度方面
的应用研究报告很少。本文从聚羧酸分子结构的角
度。研究了聚羧酸减水剂分子结构在管桩离心成型
中对余浆产生的影响，并分析了聚羧酸分子结构对
水泥水化的影响。
1 聚羧酸减水剂分子结构设计
1．1原材料
聚醚：乙烯醇聚氧丙烯一聚氧乙烯醚(APEG)；丙
烯酸 (AA)：工业级；2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸
(AMPS)：工业级；丙烯酸羟乙酯 (HEA)：工业级。
1．2 分子结构设计
．近年来，一些学者针对管桩生产的实际需要，
利用聚羧酸减水剂分子的可设计性，研发了多种结
构的聚羧酸减水剂。张建纲等圆在聚羧酸分子结构
中引入亲油亲水的双亲基团．增加水泥颗粒表层的
水膜厚度，从而达到降低混凝土拌合物黏度的效
果。温庆如等[31使用烯丙基聚氧乙烯聚丙烯醚降低
了分子的亲水亲油平衡值 (HLB)，适当的降低聚羧
酸减水剂的引气性，同时增加了水泥与水的接触面
积，提高了水泥水化的速率。
．本文结合前人的研究成果，在聚醚主链中引入
一定量的 2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸。适当比例
的磺酸根离子，可以改善共聚物的吸附行为，增加
共聚物在水泥颗粒表面的吸附量，进而提高分散能
力，加速水泥水化，达到早强的效果，且还有降低黏