所謂混凝土阻泥劑就是為了幫助在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中加入減少對泥土的吸附?;炷镣饧觿?concrete admixture)是實(shí)現混凝土高強度、高工作性能、高耐久性能的主要手段。近年來(lái),混凝土外加劑技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步,主要表現在新的大單體推陳出新,以及聚羧酸減水劑的常溫合成技術(shù)推廣普及。隨之帶來(lái)的主要問(wèn)題是,行業(yè)技術(shù)門(mén)檻越來(lái)越低,企業(yè)同質(zhì)性嚴重,幾乎沒(méi)有核心技術(shù),市場(chǎng)競爭傾向于壓低價(jià)格或者以承諾押款獲得市場(chǎng)份額。這就使得行業(yè)的發(fā)展越來(lái)越緩慢,惡性競爭嚴重。筆者認為,一個(gè)健康的外加劑行業(yè)應該具有一定的技術(shù)門(mén)檻,而有著(zhù)核心技術(shù)的企業(yè)應該在市場(chǎng)競爭中占有領(lǐng)先的地位。因此,作為核心技術(shù)的阻泥劑技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化具有很大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
土壤因其特別的層間結構,會(huì )大量吸附聚羧酸分子。研究發(fā)現,當砂含泥量(膨潤土)達到5%時(shí),聚羧酸減水劑30min損失可以達到50%,1h時(shí)混凝土的坍落度和流動(dòng)度與不摻聚羧酸減水劑的混凝土基本相同,可以說(shuō)聚羧酸減水劑完全失效。土壤成分復雜,尤其以膨潤土(蒙脫土)對聚羧酸減水劑的吸附能力最強,高嶺土次之。因含泥量造成的聚羧酸減水劑失效,屢屢造成混凝土質(zhì)量事故。目前,外加劑應對含泥問(wèn)題的主要措施不外兩種:一是對砂進(jìn)行水洗,二是聚羧酸減水劑超摻。水洗砂雖然可以從源頭控制砂含泥量,但是增加了一道工序,成本為大多數混凝土企業(yè)難以承受。使用超摻的方式則有可能會(huì )帶來(lái)一系列更加嚴重的質(zhì)量事故,因超摻量無(wú)法精確控制,一旦超摻過(guò)量,會(huì )造成混凝土凝結時(shí)間過(guò)長(cháng)甚至不凝??梢?jiàn),這兩種方法都不能高效的解決含泥量對聚羧酸減水劑的的不良影響。
阻泥劑技術(shù)的發(fā)展現狀
國外阻泥劑技術(shù)的研究進(jìn)展
最早發(fā)現土壤對聚羧酸減水劑影響的國家是日本,Adarashi 等通過(guò)研究發(fā)現,粘土的層間結構會(huì )大幅吸收聚羧酸減水劑的分子,但是對萘系減水劑分子的吸附較少,第一次解釋了含泥量對聚羧酸減水劑的影響機理。
第十屆國際混凝土外加劑會(huì )議資料顯示,聚乙二醇(2000)可以作為阻泥劑緩解粘土對聚羧酸減水劑的吸附作用。另外有研究發(fā)現,無(wú)機陽(yáng)離子(如K+離子)可以有效的吸附粘土。
據了解,美國格雷斯公司等跨國企業(yè)已將阻泥劑應用于其聚羧酸減水劑系列產(chǎn)品中,但是由于是這些跨國企業(yè)的關(guān)鍵技術(shù),未見(jiàn)有阻泥劑產(chǎn)品的組成和結構的專(zhuān)利及文獻資料報道。
國際上對于阻泥劑的研究雖有一些進(jìn)展,但是比較緩慢,而一些產(chǎn)業(yè)化的阻泥劑產(chǎn)品受知識產(chǎn)權保護,出于不公開(kāi)的狀態(tài)。
國內阻泥劑技術(shù)研究進(jìn)展
經(jīng)過(guò)近年來(lái)各研究單位和企業(yè)的努力,我國阻泥劑的研究已有了一定的進(jìn)展:公 開(kāi) 專(zhuān) 利 《一 種混凝土阻泥 劑》(專(zhuān) 利 號CN201510198113.1)使用水性聚合物、沒(méi)食子酸、二乙二醇生產(chǎn)出一種阻泥劑,該產(chǎn)品“可以減少混凝土減水劑在泥顆粒上的吸附,提高高含泥量混凝土體系的流動(dòng)度,顯著(zhù)提高混凝土減水劑的保坍性”。
實(shí)質(zhì)審查中的專(zhuān)利《一種基于粘土礦物絮凝作用的混凝土阻泥劑及其制備方法》(專(zhuān) 利 號CN201410695499.2)所述的混凝土阻泥劑,主要成分為一種多離子絡(luò )合鹽的絮凝劑,輔以穩定劑、緩釋劑、增強劑消除絮凝劑的酸性腐蝕和影響混凝土早期強度的副作用?!翱梢杂行Ы档蜏p水劑用量和混凝土的制備成本”。
已失效的專(zhuān)利《混凝土用阻泥劑及其制備方法》(專(zhuān)利號CN 102276181 A)指出,在泥與阻泥劑分子吸附后,會(huì )降低泥顆粒的吸水率,從而使得混凝土需水量降到一個(gè)合適的量值?!白枘鄤┑木酆衔飭误w為具有支鏈結構的分子,該支鏈可以有效降低泥顆粒彼此靠近聚成凝膠的可能,從而使含泥混凝土體系有很好的流動(dòng)性?!?該專(zhuān)利的阻泥劑成分為烯基胺醚、(甲基)丙烯酸酯、DA、烯基硫酸鹽、EA、乙烯基酯。
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