消泡剂在高性能聚羧酸减水剂中的应用研究

王香港 沈 焱 周建军（苏州市兴邦化学建材有限公司，江苏 苏州215155）

混凝土行业的快速发展，对混凝土中所使用的外加剂有了更高的要求，特别是减水剂的性能。聚羧酸高性能减水剂最新一代减水剂，其高减水率、良好的分散性能和保塑性，使其能快速扩大应用领域，逐渐取代萘系、蜜胺等高效减水剂。但是，聚羧酸减水剂由于分子结构的特性，使得在混凝土拌合时引入较多气泡，大小不均匀，影响混凝土的质量。必须通过添加消泡剂改善混凝土的和易性能来满足生产需求[1]。

1 消泡剂

一般来说，泡沫是气体在液体中的粗分散体，属于气-液非均相体。体积密度接近气体而不接近液体的气-液分散体。

消泡剂从作用理论上来说分为抑泡和破泡。抑泡是抑制液体中泡沫的产生，而破泡指的是破坏已经形成的气泡，相对来讲，抑制泡沫的产生比破坏泡沫的 产生更有意义，也更为持久[2]。

消泡剂的种类有很多，有机硅氧烷、聚醚、改性聚醚、含胺、亚胺和酰胺等。与聚羧酸减水剂复配要求，消泡剂与减水剂的相容性好、对减水剂减水率的影响小、混凝土的和易性等。

2 试验

2.1 消泡剂的选择

本次试验选择常用的有机硅和改性聚醚两种消泡剂进行对比。其型号分别为KD-01和EY-18。有机硅消泡剂外观无色透明，较粘稠，在水中分散均匀性较差；改性聚醚为白色乳状液体，本身带有一定的载体，分散均匀性较好[3]。

2.2 试验用原材料

水泥：海螺PO 42.5，海螺PⅡ52.5

砂：河砂，细度模数2.7，含泥量0.4%；

碎石：5～25mm连续级配，含泥量0.3%，压碎值8.7%；

水：自来水

减水剂：苏州市兴邦化学建材有限公司聚羧酸高性能减水剂。

2.3 试验检测仪器、设备

HJW-60型混凝土卧式搅拌机，无锡市锡威仪器机械厂；

LC-615A型日本三洋混凝土含气量测定仪，上海劳瑞仪器设备有限公司；

NJ-160A水泥净浆搅拌机，无锡市锡威仪器机械厂。

2.4 执行标准和试验方法

GBT50080-2002《普通混凝土拌合物试验方法标准》；

GB8076-1997《混凝土外加剂》；

GB8076-2008《混凝土外加剂》。

3 结果与讨论

3.1 基本性能检测对比

3.1.1 消泡剂与减水剂的相容性

采用20%的减水剂进行相容性试验，试验结果见表1。

表1 消泡剂相容性对比表

从表1可以看出，KD-01与聚羧酸的相溶性较差，停止搅拌后，静置约12小时，有油状物质漂浮。EY-18稍好，混合后有微小颗粒存在，应该是消泡剂中所使用的载体。从相溶效果上来讲，EY-18较好。

3.1.2 水泥净浆对比

采用300g水泥，87g水，添加减水剂，对比净浆流动度。试验结果见表2。

表2 不同消泡剂净浆流动度对比

从表2和图1，可以知道，消泡剂能够改善水泥净浆的表观，表面气泡减少，流动度值减小，说明消泡剂的添加影响减水剂的分散性能，随掺量的增加，减水率随之降低。要进一步确定该结论，还需通过混凝土试验确定。

图1 消泡剂对水泥净浆流动度的影响

3.1.3 消泡剂对混凝土性能的影响

消泡剂可以降低混凝土中的含气量，改善混凝土的和易性、提高强度，使预制品外观无明显气孔，提高产品质量。

两种消泡剂不是同一种类，相溶性能和消泡效果也有所区别，价格也存在较大的差异。从表3、图2和图3来看，两种消泡剂随掺量的增加都会降低减水剂的减水率，降低趋势也很接近；消泡效果却有所不同，KD-01消泡效果比较好，0.05%的掺量含气量就可以降低至1.9%，而EY-18以0.2%掺量仅能降至2.1%，说明有机硅消泡效果比改性聚醚型消泡效果明显。另外，从各龄期强度来判断，都有不同程度的增长。

图2 消泡剂掺量对减水率的影响

图3 消泡剂种类、掺量的变化趋势

表3 消泡剂对混凝土性能的影响

3.2 消泡剂在预制混凝土中应用

目前，许多水泥预制品厂在使用聚羧酸减水剂，但其产品总是不尽如人意，其中最主要的一个就是外观质量问题，有气孔、蜂窝、麻面[4]。其解决办法就是降低减水剂的含气量，提高产品的表面质量。

表4对比出两种消泡剂在预制混凝土中的使用效果，从试验结果来看，EY-18能达到较好的试验结果，含气量低于2.0%，强度较KD-01高，外观光滑，气孔少。

表4 消泡剂在预制混凝土中的应用

4 结论

1）通过试验对比、分析，有机硅型消泡剂与聚羧酸减水剂的相溶效果较差，不能形成比较稳定的产品，而改性聚醚效果较好；

2）消泡剂对聚羧酸的减水率有一定的影响，随掺量的增加会降低减水率，严重时出现泌水、扒底，使混凝土和易性变差；

3）预制混凝土使用EY-18，混凝土和易性较好，蒸养强度和后期增长都比KD-01高。

[1]贺奎,等.消泡剂在聚羧酸盐减水剂复配中的应用研究.纪念中国混凝土外加剂协会成立20周年论文集.2006,35-39.

[2]庞强特. 混凝土制品工艺[M]. 武汉工业大学出版社,1988,12-18.

[3]白浩,等.高效乳液消泡剂的研制[J].应用化工,2008,37(8):967-969.

[4]张雄.建筑功能外加剂[M].北京:化学工业出版社.2003,126-129