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      推廣聚羧酸減水劑的重要意義


      1)節約能源、資源
      目前我國正處于高速發展、建設時期,能源資源相對緊缺是制約快速發展的重要問題。一方面聚羧酸減水劑與摻合料具有良好的匹配性,促進了工業副產品的應用,另一方面以其高減水率,可以節約大量的水泥,這就意味著一個工程可以節約成千上萬噸的水泥,緩解目前資源和能源緊缺的問題,同時減少熟料燒成帶來的環境污染方面有著重要的作用,符合綠色建材的發展方向?! ?/span>
      2)低環境負荷,促進綠色建材發展
      甲醛為較高毒性的物質,在我國有毒化學品優先控制名單上甲醛高居第二位。甲醛已經被世界衛生組織確定為致癌和致畸形物質,是公認的變態反應源,也是潛在的強致突變物之一。研究表明,甲醛具有強烈的致癌和促癌作用。甲醛對人體健康的影響主要表現在嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常和免疫功能異常等方面。其濃度與危害性見表1-1?! ?/span>
      表1  甲醛對人體健康的影響
      甲醛濃度(mg/m3
      人體反應
      0.06-0.07
      兒童容易發生氣喘
      0.1
      國家標準值/會感覺有異味
      0.11
      世界衛生組織(WHO)規定的安全警戒限(超標10%)
      0.2
      有異味,但馬上就會習慣
      0.24-0.55
      40%的適齡女性會月經不規則
      0.5
      異味明顯
      0.7以上
      極易導致胎兒畸形
      1-2
      不舒服(眼睛、鼻子有刺激感)
      1.5-4.5
      適齡女性月經異常,表現為痛經和月經減少
      3以上
      有強烈的刺激感
      5-10
      眼、鼻、喉有強烈刺激感
      10-20
      流淚、咳嗽,呼吸困難
      50-100
      5-10分鐘就導致呼吸道損傷
      萘系減水劑為萘磺酸甲醛縮合物,采用工業萘經濃硫酸磺化后,再用一定量的甲醛與萘磺酸反應生成甲醛縮合物,最后用堿來中和,得到萘的磺化甲醛縮合物的鈉鹽和硫酸鈉的混合物,即萘系減水劑。合成分為四個反應步驟,即磺化反應、水解反應、縮合反應及中和反應。其中縮合反應需要用到大量的甲醛,對環境造成污染。如果生產時合成工藝控制不當,產品很容易帶有大量的游離甲醛,在運輸和使用過程中對環境造成二次污染。
      為了進一步控制室內環境污染,提高民用建筑工程的室內環境質量,目前國家建設部及有關部門提出:加強對混凝土外加劑的甲醛污染控制,提出了在控制混凝土外加劑里面的氨氣污染同時,控制混凝土外加劑里面的甲醛污染,從而有效避免毛坯房室內空氣中甲醛超標。聚羧酸減水劑合成采用水溶液自由基聚合,整個過程無甲醛及其他有害釋放物,無廢水廢氣排放,符合綠色建材的發展方向。
      同時,聚羧酸減水劑的使用,有利于緩解CO2溫室效應。2008年中國水泥產量13.9億噸,CO2排放量為62億噸,超過美國,位居世界第一。聚羧酸減水劑以其高減水率,可降低10~15%的水泥,可減少1~2億噸CO2排放。
      3)提高混凝土耐久性,促進混凝土高性能化發展
      混凝土工程因其工程量大,耐久性不足對未來社會造成非常沉重的負擔。美國有調查表明,美國的混凝土基礎設施工程總價值約為6萬億美元,每年所需維修費或重建費約為3千億美元。美國50萬座公路橋梁中20萬座已有損壞,平均每年有150-200座橋梁部分或完全坍塌,壽命不足20年;美國共建有混凝土水壩3000座,平均壽命30年,其中32%的水壩年久失修。美國對二戰前后興建的混凝土工程,在使用30-50年后進行加固維修所投入的費用,約占建設總投資的40%-50%以上。目前,我國的基礎設施建設工程規模宏大,每年高達2萬億元人民幣以上,約30-50年后,這些工程也將進入維修期,所需的維修費或重建費將更為巨大。因此,提高混凝土的耐久性對于當前實現可持續發展戰略,更好地利用資源、節約能源和保護環境,都具有十分重要的意義。
      眾所周知,堿是誘發混凝土堿-骨料反應[23]的主要因素之一,是影響混凝土耐久性的重要因素。而由于堿-骨料反應導致大壩損毀的在國內外屢見不鮮,如巴西的Moxoto大壩和法國的Chambon大壩,前者在工程完工3年后便出現了堿-骨料反應,后者在建成后50~60年發生了堿-骨料反應?;炷林袎A主要來源于水泥、粉煤灰、減水劑等原材料。世界上對于堿含量的控制也非常重視,南非規定混凝土堿總量不得超過2.1Kg/m3,美國規定混凝土堿總量不得超過3.3Kg/m3,我國在三峽工程中規定混凝土堿總量不得超過2.5Kg/m3,吳中偉院士[24]認為對于中、低強混凝土,這個極限更低,應為1.5~2.0kg/m3。而作為混凝土五組分之一的減水劑,堿含量特別是Na2SO4含量直接影響到混凝土的堿總量。
      氯離子也是影響混凝土耐久性的一個重要因素。氯離子對鋼筋表面鈍化膜有特殊的破壞作用,當混凝土中氯含量超過標準時,鋼筋會銹蝕,而水和氧的存在是鋼筋被腐蝕的必要條件,因此,若混凝土開裂,造成水和氧的通道,則鋼筋銹蝕加速,促成混凝土裂縫進一步開展,混凝土保護層剝落,最終使構件失去承載力。

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