采用先加消泡剂、再加引气剂的“先消后引”工艺将消泡剂、引气剂与聚羧酸减水剂复配，研究了该复配减水剂在水溶液中的起泡性能及其在混凝土中的应用性能。结果显示，与未复配减水剂相比，“先消后引”工艺可以明显细化减水剂水溶液的气泡尺寸，并使气泡更加均匀，掺该复配聚羧酸减水剂的混凝土流动性和后期强度略有提高，而外观性能大幅度改善，孔径为1~2mm的大孔数量明显减少，并基本消除了孔径大于2mm的超大气孔。
聚羧酸减水剂已经广泛应用于清水混凝土预制构件的生产，由于其母液通常具有引气性或在复配过程中加入引气剂以提高减水率，使得混凝土预制构件需要克服的表面蜂窝、麻面等问题更加严重。有研究认为，在聚羧酸减水剂中先掺入消泡剂，再掺引气剂，可获得尺寸均匀的微小气孔，即在保持较高减水率的同时，又能克服单纯使用引气剂容易产生的外观缺陷。本文通过实验研究了这种“先消后引”的聚羧酸减水剂复配工艺对混凝土表观性能的改善作用。
1 原材料与试验方法
1.1 原材料
水泥：海螺P•II52.5水泥，其比表面积为378㎡/kg，细度为0.5%，安定性（沸煮法）合格，其它性能指标见表1。
表1 水泥的基本性能
粉煤灰：江苏太仓F类Ⅰ级粉煤灰，其性能指标见表2。
表2 粉煤灰的基本性能指标
矿粉：S95级，上海宝田新型建材有限公司，其性能指标见表3。
表3 矿粉的基本性能指标
石子：湖州地区的碎石，5~20mm连续级配。砂：产自无锡的河砂，细度模数为2.8。水：自来水。
减水剂：厦门科之杰公司生产的PCA-05型聚羧酸高效减水剂，固含量17.5%，减水率28.0%。
消泡剂：AF-30有机硅消泡剂，赢创特种化学（上海）有限公司。
引气剂：AE-35高效引气剂，赢创特种化学（上海）有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 减水剂起泡状况与表征
采用震荡法观察聚羧酸高效减水剂（PCE）溶液中的气孔结构，具体试验步骤为：
（1）准备2个相同的250ml具塞量筒A和B。
（2）将配制好的固含量为5%的PCE稀释液分别注入2个具塞量筒中至50ml。
（3）向B量筒中加入0.05%有机硅消泡剂，稍微震荡后再加入0.1%的引气剂，静停30min。
（4）同时将2组试样以相同的力度在10s内连续震荡30次，然后观察量筒内的起泡状态，并用数码相机拍照。
1.2.2 混凝土试样制备
选用某市政工程（对外观要求较高）构件用C50混凝土配合比，见表4。
表4 混凝土的配合比kg/m³
成型100mm×100mm×100mm立方体试样，用于测试混凝土抗压强度。成型150mm×150mm×550mm混凝土试样，硬化28d后，通过数码相机获得试样侧面图像，随机选取中间100mm×100mm的区域，根据其中的气孔数量和大小来评价混凝土的外观情况。
2 试验结果与分析
2.1 减水剂的起泡状况
对于固含量为5%的聚羧酸减水剂，采用“先消后引”优化工艺前后的水溶液起泡情况如图1。图1 优化前后减水剂的泡沫形态比对对比图1中2个量筒的上端部，可以看到单纯减水剂试样在接近筒口的部分泡沫比较稀疏，从上到下泡沫逐渐增多；而采用“先消后引”优化的减水剂试样的泡沫充满了量筒，上下泡沫分布均匀将2个量筒相同高度的局部分别放大，能够清楚地看到优化后的试样中气泡大小更加均匀，大多数气泡直径都小于优化前的试样，说明这种工艺可以细化减水剂的气泡分布。
2.2 混凝土的性能
采用“先消后引”工艺前后，新拌混凝土的性能及硬化后的抗压强度测试结果见表5。
表5 新拌混凝土性能及硬化后的抗压强度
从表5可以看出，采用“先消后引”工艺前后，2种新拌混凝土的流动性、含气量、密度等指标以及硬化后的7d、28d抗压强度都很接近。相对来说，采用该工艺后的试样M-2，其各项指标除了含气量略高（与之对应的密度略低）外，其它指标都略优于对照组试样M-1，不过所有指标值的相对差异均不超过5%。可以说明这种工艺在本实验所选的材料配比条件下基本不影响混凝土的常规使用性能，既没有降低减水剂的流动性，也没有影响混凝土的力学性能。
2种试样的外观如图2。统计图2中视域范围（100mm×100mm）内能够被肉眼观察到（尺寸大于0.5mm）的气孔数量及气孔尺寸，结果见表6。
从图2中2组试样的外观照片比对可以看出，直接采用这种减水剂的试样M-1表面出现很多较大气孔；而采用“先消后引”工艺优化减水剂的组成后，混凝土的表观状态明显改善，可见气孔的尺寸大幅度减小。从表6中不同粒径气孔数量来看，“先消后引”工艺对混凝土表面气孔的优化作用更加直观：2组试样中小于1mm的小气泡数量接近，而优化工艺使直径大于1mm的大孔数量明显减少，特别是几乎消除了直径大于2mm的超大孔气泡。
图2与表6的结果与减水剂的起泡实验结果基本吻合，无论是通过对减水剂的基本性能测试，还是根据减水剂的使用性能，都能验证“先消后引”工艺对气泡或气孔的细化作用。
图2 2种试样的外观
表6 试样M-1和M-2的气孔尺寸分布
3 结论
（1）采用“先消后引”工艺复配聚羧酸减水剂，可以明显细化减水剂的气泡尺寸，并使气泡更加均匀。
（2）利用“先消后引”复配工艺优化后的聚羧酸减水剂，所配制的混凝土可略提高流动性和后期强度，而外观性能大幅度改善，孔径为1~2mm的大孔数量明显减少，基本消除了孔径大于2mm的超大气孔。
文章来源：聚羧酸减水剂添加消泡剂后加引气剂复配工艺