簡述減水劑在混凝土中的應(yīng)用

　　摘要：混凝土外加劑有很多種類，主要按其功能分類，有高性能減水劑、高效減水劑、普通減水劑、引氣減水劑、泵送劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑和引氣劑等。高性能減水劑是近年開發(fā)的新型外加劑，目前主要使用品種為聚羧酸鹽類產(chǎn)品，它具有“流狀”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)其組成的分子設(shè)計引入不同功能團(tuán)，控制成分比例和反應(yīng)條件可生產(chǎn)出具有各種不同性能和特性的高性能型、早強(qiáng)型、標(biāo)準(zhǔn)型和緩凝高性能型等減水劑，該類減水劑也可摻入不同組分復(fù)配而成。其減水效率高，混凝土拌合物工作性及工作性保持性較好，氯離子和堿含量較低，有效改善體積穩(wěn)定性和耐久性，并與水泥適應(yīng)性好，能很好地滿足混凝土的施工要求，極大地降低了混凝土蜂窩、麻面等缺陷，硬化后的混凝土強(qiáng)度高，飾面效果好。而其生產(chǎn)和使用過程中不污染環(huán)境，是環(huán)保型外加劑。

　　關(guān)鍵詞：混凝土施工  減水劑

　　1 使用外加劑提高有關(guān)效益

　　混凝土中摻加有關(guān)外加劑，如高效減水劑和早強(qiáng)劑，可使混凝土的7天強(qiáng)度提高1倍以上，降低泌水率，提高減水率，并在標(biāo)養(yǎng)28天后抗壓強(qiáng)度比可達(dá)到150%以上，這樣在配制高強(qiáng)或超高強(qiáng)度混凝土就易于實現(xiàn)。在混凝土摻加有關(guān)外加劑提高強(qiáng)度同時，改善了其和易性和泌水性，調(diào)節(jié)含氣量，提高耐腐蝕性，減弱堿-集料反應(yīng)，提高鋼筋抗銹能力，提高粘結(jié)力，這不但擴(kuò)大了混凝土的使用范圍，并節(jié)省了建筑材料，節(jié)約水泥或替代特種水泥。而在混凝土中摻加緩凝型減水劑，可調(diào)節(jié)凝結(jié)時間、改善可泵送性，延緩了砼凝結(jié)時間和硬化時間，可滿足不同工程，特別是大體積混凝土工程的施工及質(zhì)量要求。在混凝土中選用外加劑時，要同時考慮水泥的品種和其它成分的特性，并根據(jù)目的不同選擇不同類型減水劑，選用時既要考慮經(jīng)濟(jì)性，又要注意減水劑的質(zhì)量穩(wěn)定性。如遇到水泥和外加劑不適應(yīng)的問題，必須通過試驗排除有關(guān)因素，選擇適當(dāng)?shù)臏p水劑類型，分析水泥有關(guān)質(zhì)量問題，確定合適摻量，砼配合比影響等。在幾種外加劑復(fù)合使用時，需注意品種之間的兼容性及對砼性能的影響，使用前應(yīng)進(jìn)行試驗，如聚羧酸系高性能減水劑與萘系減水劑不宜復(fù)合使用。隨著混凝土外加劑的發(fā)展和應(yīng)用，克服了工程中存在的“強(qiáng)度低、自重大、脆性高”等弱點(diǎn)，并確保了工程施工的連續(xù)性，大大縮短了工期，推動了流態(tài)混凝土技術(shù)及泵送澆注新工藝的發(fā)展，加速了商品混凝土的發(fā)展。而商品混凝土的發(fā)展給我國建筑業(yè)帶來了很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)效益，進(jìn)一步推動了建筑業(yè)的發(fā)展和建筑技術(shù)的提高。

　　2 實現(xiàn)混凝土施工中的低用水量的技術(shù)途徑

　　混凝土工作性特性是流動性和其強(qiáng)度的控制，主要取決于混凝土單位用水量和水灰比（水膠比）。我國現(xiàn)行混凝土設(shè)計規(guī)范中混凝土用水量的取值是依據(jù)混凝土坍落度和石子最大粒徑確定的。設(shè)計高性能混凝土配合比時，用水量仍以滿足其工作性為條件，按規(guī)范所列經(jīng)驗數(shù)據(jù)選用。往往用水量的多少，對控制砼強(qiáng)度的高低是有直接影響因素。有時在未使用有關(guān)外加劑時候，使用一定用水量時雖然滿足了和易性（即坍落度要求），但是其強(qiáng)度往往上不去，甚至達(dá)不到設(shè)計強(qiáng)度，這是因為水灰比大了，并且水泥的用量又要滿足有關(guān)規(guī)范要求，所以就無法設(shè)計出一個合理的配合比；而砼在較低塌落度時候，強(qiáng)度是比較容易提高的，但其和易性是不行的。所以，為了既保證和易性又要保證強(qiáng)度的不降低甚至提高，就必須使用有關(guān)外加劑。許多流動性混凝土利用高效減水劑的減水作用，改善了混凝土的和易性，并減少水泥用量，不僅達(dá)到同樣的混凝土標(biāo)號，節(jié)約了水泥15%~25%,而且使流動性混凝土施工省力、工效提高、造價低，大大滿足了現(xiàn)代化施工要求和特種工程需要。

　　3 需掌握外加劑的摻量

　　每種外加劑都有適宜的摻量，并且由于生產(chǎn)廠家的不同，即使同一種型號外加劑，不同的用途都有不同的適宜的摻量。而且不能單憑廠家推薦用量來確定摻量，還需要通過試驗試拌來確定。如果在摻量過大，不僅在經(jīng)濟(jì)上不合理，而且可能造成質(zhì)量事故。如對有引氣、緩凝作用的減水劑，尤其要注意不能超摻量。如對于粉劑和水劑又有不同摻量要求，粉劑摻量需少點(diǎn)，因其濃度更高，不宜大量摻入。高效減水劑摻量過小，失去高效能作用，而摻量過大（>1.5%），則會由于泌水而影響質(zhì)量。氯離子的限制是有要求的，過量會引起鋼筋銹蝕等等來控制外加劑的摻量。總之，影響外加劑摻量的因素較多，在摻加減水劑之前，需通過試驗取得用途不同的適量摻量，有關(guān)試驗可根據(jù)國標(biāo)《混凝土外加劑GB 8076-2008》和有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對所摻的外加劑量的減水率、泌水率、含氣量、凝結(jié)時間之差、抗壓強(qiáng)度比、收縮性等進(jìn)行試驗。

　　外加劑需采用適宜的摻加方法。在混凝土攪拌過程中，外加劑的摻加方法對外加劑的使用效果影響較大。如減水劑摻加方法大體分為先摻法（在拌合水之前摻入）、同摻法（與拌合水同時摻入）、滯水法（在攪拌過程中減水劑滯后于水2~3min加入）、后摻法（在拌合后經(jīng)過一定的時間才按1次或幾次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中，再經(jīng)2次或多次攪拌）。不同的摻加方法將會帶來不同的使用效果，不同品種的減水劑，由于作用機(jī)理不同，其摻加方法也不一樣。影響外加劑摻加方法的因素主要有水泥品種、減水劑品種、減水劑摻量、摻加時間及復(fù)合的其它外加劑等，均宜通過試拌確定。

　　4 新型外加劑中的聚羧酸高性能減水劑

　　該品種減水劑是國內(nèi)外近年來開發(fā)的新型品種，具有“流狀”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有帶有游離的羧酸陰離子團(tuán)的主鏈和聚氧乙烯基側(cè)鏈組成，用改變單體的種類，比例和反應(yīng)條件可生產(chǎn)出各種不同性能和特性的高性能減水劑。而由分子設(shè)計引入不同功能團(tuán)可生產(chǎn)出早強(qiáng)型、標(biāo)準(zhǔn)型和緩凝型高性能減水劑。其具有更高的減水率、更好塌落度保持性能、較小干燥收縮，且具有一定引氣性能的減水劑。

　　聚羧酸高性能減水劑主要技術(shù)特征：

　　4.1 聚羧酸系高效減水劑摻量低，減水率高 聚數(shù)酸系高效減水劑摻量占膠凝材料的0.80%-1.25%,減水率可達(dá)（20-35）%,與粉煤灰配合使用，使得水膠比較低，適應(yīng)配制中、高強(qiáng)度的高性能混凝土。

　　4.2 混凝土流動性大，坍落度損失小 由于聚羧酸系高效減水劑良好的分散穩(wěn)定性，聚羧酸系高效減水劑所配制的大流動性混凝土（ 坍落度≥180mm）經(jīng)時損失小，一小時基本無坍落度損失，二小時經(jīng)時損失小于15%,彌補(bǔ)了常用萘系高效減水劑配制的混凝土坍落度損失大、易泌水等方面的缺陷，與粉煤灰配合使用，減水劑的小摻量即可獲得優(yōu)異的流動性，適應(yīng)生產(chǎn)商品混凝土的工藝要求，特別對于泵送混凝土不易發(fā)生堵管現(xiàn)象。

　　4.3 與膠凝材料的適應(yīng)性良好 工程實踐中，不同廠家生產(chǎn)的水泥配制泵送混凝土，同時摻有大量的粉煤灰，聚羧酸系高效減水劑摻入后，與不同水泥的兼容性較好，無明顯泌水離析、阻礙混凝土強(qiáng)度增長的現(xiàn)象產(chǎn)生，并因其高減水率，適應(yīng)與粉煤灰配合使用，減小了粉煤灰混凝土的收縮，又使混凝土可泵性得到明顯改善，而且提高了混凝土的耐久性。混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級相同時，水泥用量增加，減水劑用量隨著少量增加，水膠比下降，混凝土強(qiáng)度提高；不同設(shè)計強(qiáng)度等級的混凝土，減水劑用量隨著膠凝材料用量增加而少量增加，水膠比下降，混凝土的強(qiáng)度隨之提高，但混凝士和易性總體保持穩(wěn)定，坍落度可達(dá)（180-240）mm.

　　4.4 適應(yīng)澆筑防水抗?jié)B混凝土，對施工環(huán)境溫度要求低 羧酸系高效減水劑配制泵送商品混凝土，由于混凝土流動性大，易于澆筑密實，加之聚合物對水化產(chǎn)物的聚合活性，生成具有膠凝狀態(tài)的水化物填充空隙，混凝土密實度、強(qiáng)度大幅度提高，聚合物的填充作用和聚合物膜的密封作用使混凝土抗?jié)B抗裂的性能得到改善；并且粉煤灰摻量大，混凝土水化熱小，減水劑的保塑功能明顯，適宜大體積混凝土及夏季施工，對于冬季施工，因為水膠比較低，聚合物形成的空間柔性網(wǎng)絡(luò)，提高了混凝土拌合物的粘聚力，使得混凝土早期抗凍性能增強(qiáng)。

　　5 結(jié)論

　　隨著混凝土減水劑品種的不斷開發(fā)增加，質(zhì)量逐步提高，在混凝土施工中的應(yīng)用日益廣泛，越來越多的人認(rèn)識到外加劑是混凝土中除水泥、砂、石和水之外的不可缺少的第五種材料?；炷镣饧觿┑奶攸c(diǎn)是品種多、摻量小、在改善新拌和硬化混凝土性能中起著重要的作用。外加劑的研究和應(yīng)用促進(jìn)了混凝土施工新技術(shù)和新品種混凝土的發(fā)展研究會更加深入，因此一定會在建筑業(yè)中發(fā)揮巨大的作用并產(chǎn)生良好的效益。