淺析減水劑在混凝土中的應用

李向陽

1 使用外加劑提高有關效益

混凝土中摻加有關外加劑，如高效減水劑和早強劑，可使混凝土的7 d強度提高1倍以上，降低泌水率，提高減水率，并在標養(yǎng)28 d后抗壓強度比可達到150%以上，這樣在配制高強或超高強度混凝土就易于實現(xiàn)。在混凝土摻加有關外加劑提高強度同時，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,提高鋼筋抗銹能力，提高粘結力,這不但擴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)凝結時間，改善可泵送性,延緩了混凝土凝結時間和硬化時間，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他成分的特性，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的問題，必須通過試驗排除有關因素，選擇適當?shù)臏p水劑類型，分析水泥有關質(zhì)量問題，確定合適摻量，混凝土配合比影響等。在幾種外加劑復合使用時，需注意品種之間的相容性及對混凝土性能的影響，使用前應進行試驗，如聚羧酸系高性能減水劑與萘系減水劑不宜復合使用。隨著混凝土外加劑的發(fā)展和應用，克服了工程中存在的“強度低、自重大、脆性高”等弱點，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)混凝土技術及泵送澆筑新工藝的發(fā)展，加速了商品混凝土的發(fā)展。

2 實現(xiàn)混凝土施工中的低用水量的技術途徑

混凝土工作性特性是流動性和其強度的控制，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,對控制混凝土強度的高低是直接影響因素。在未使用有關外加劑時，使用一定用水量雖然滿足了和易性（即坍落度要求），但是其強度往往上不去，甚至達不到設計強度，這是因為水灰比大了，并且水泥的用量又要滿足有關規(guī)范要求，所以就無法設計出一個合理的配合比；而混凝土在較低塌落度時候，強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度的不降低甚至提高，就必須使用有關外加劑。

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。如果摻量過大，不僅在經(jīng)濟上不合理，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，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,有關試驗可根據(jù)國標GB 8076-2008《混凝土外加劑》和有關行業(yè)標準對所摻的外加劑量的減水率、泌水率、含氣量、凝結時間之差、抗壓強度比、收縮性等進行試驗。

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2～3 min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、摻加時間及復合的其他外加劑等，均宜通過試拌確定。

4 聚羧酸高性能減水劑主要技術特征

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

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≥180 mm）經(jīng)時損失小,1 h基本無坍落度損失,2 h經(jīng)時損失小于15%，彌補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。

3）在膠凝材料適應性良好的工程實踐中，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，與不同水泥的相容性較好，無明顯泌水離析和阻礙混凝土強度增長的現(xiàn)象產(chǎn)生，并因其高減水率，適應與粉煤灰配合使用，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。混凝土設計強度等級相同時，水泥用量增加，減水劑用量隨著少量增加，水膠比下降，混凝土強度提高；不同設計強度等級的混凝土，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，混凝土的強度隨之提高,但混凝土和易性總體保持穩(wěn)定，坍落度可達180～240 mm。

4）適應澆筑防水抗?jié)B混凝土，對施工環(huán)境、溫度要求低。聚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，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。

5 結論

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用日益廣泛，越來越多的人認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。混凝土外加劑的特點是品種多、摻量小，在改善新拌和硬化混凝土性能中起著重要的作用。