浅析减水剂在混凝土中的应用

李向阳

1 使用外加剂提高有关效益

混凝土中掺加有关外加剂，如高效减水剂和早强剂，可使混凝土的7 d强度提高1倍以上，降低泌水率，提高减水率，并在标养28 d后抗压强度比可达到150%以上，这样在配制高强或超高强度混凝土就易于实现。在混凝土掺加有关外加剂提高强度同时，改善了其和易性和泌水性，调节含气量，提高耐腐蚀性,减弱碱－集料反应,提高钢筋抗锈能力，提高粘结力,这不但扩大了混凝土的使用范围，并节省了建筑材料，节约水泥或替代特种水泥。而在混凝土中掺加缓凝型减水剂，可调节凝结时间，改善可泵送性,延缓了混凝土凝结时间和硬化时间，可满足不同工程，特别是大体积混凝土工程的施工及质量要求。在混凝土中选用外加剂时，要同时考虑水泥的品种和其他成分的特性，并根据目的不同选择不同类型减水剂，选用时既要考虑经济性，又要注意减水剂的质量稳定性。如遇到水泥和外加剂不适应的问题，必须通过试验排除有关因素，选择适当的减水剂类型，分析水泥有关质量问题，确定合适掺量，混凝土配合比影响等。在几种外加剂复合使用时，需注意品种之间的相容性及对混凝土性能的影响，使用前应进行试验，如聚羧酸系高性能减水剂与萘系减水剂不宜复合使用。随着混凝土外加剂的发展和应用，克服了工程中存在的“强度低、自重大、脆性高”等弱点，并确保了工程施工的连续性，大大缩短了工期，推动了流态混凝土技术及泵送浇筑新工艺的发展，加速了商品混凝土的发展。

2 实现混凝土施工中的低用水量的技术途径

混凝土工作性特性是流动性和其强度的控制，主要取决于混凝土单位用水量和水灰比（水胶比）。我国现行混凝土设计规范中混凝土用水量的取值是依据混凝土坍落度和石子最大粒径确定的。设计高性能混凝土配合比时，用水量仍以满足其工作性为条件，按规范所列经验数据选用。往往用水量的多少,对控制混凝土强度的高低是直接影响因素。在未使用有关外加剂时，使用一定用水量虽然满足了和易性（即坍落度要求），但是其强度往往上不去，甚至达不到设计强度，这是因为水灰比大了，并且水泥的用量又要满足有关规范要求，所以就无法设计出一个合理的配合比；而混凝土在较低塌落度时候，强度是比较容易提高的，但其和易性是不行的。所以，为了既保证和易性又要保证强度的不降低甚至提高，就必须使用有关外加剂。

3 需掌握外加剂的掺量

每种外加剂都有适宜的掺量，并且由于生产厂家的不同，即使同一种型号外加剂，不同的用途都有不同适宜的掺量。而且不能单凭厂家推荐用量来确定掺量，还需要通过试验试拌来确定。如果掺量过大，不仅在经济上不合理，而且可能造成质量事故。如对有引气、缓凝作用的减水剂，尤其要注意不能超掺量。如对于粉剂和水剂又有不同掺量要求，粉剂掺量需少点，因其浓度更高，不宜大量掺入。高效减水剂掺量过小，失去高效能作用，而掺量过大(>1.5%)，则会由于泌水而影响质量。氯离子的限制是有要求的，过量会引起钢筋锈蚀等来控制外加剂的掺量。总之，影响外加剂掺量的因素较多，在掺加减水剂之前，需通过试验取得用途不同的适量掺量,有关试验可根据国标GB 8076-2008《混凝土外加剂》和有关行业标准对所掺的外加剂量的减水率、泌水率、含气量、凝结时间之差、抗压强度比、收缩性等进行试验。

外加剂需采用适宜的掺加方法。在混凝土搅拌过程中，外加剂的掺加方法对外加剂的使用效果影响较大。如减水剂掺加方法大体分为先掺法 (在拌合水之前掺入)、同掺法(与拌合水同时掺入)、滞水法 (在搅拌过程中减水剂滞后于水2～3 min加入)、后掺法(在拌合后经过一定的时间才按1次或几次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中，再经2次或多次搅拌)。不同的掺加方法将会带来不同的使用效果，不同品种的减水剂，由于作用机理不同，其掺加方法也不一样。影响外加剂掺加方法的因素主要有水泥品种、减水剂品种、减水剂掺量、掺加时间及复合的其他外加剂等，均宜通过试拌确定。

4 聚羧酸高性能减水剂主要技术特征

1）聚羧酸系高效减水剂掺量低，减水率高。聚羧酸系高效减水剂掺量占胶凝材料的0.80%～1.25%，减水率可达20%～35%，与粉煤灰配合使用，使得水胶比较低，适应配制中、高强度的高性能混凝土。

2）混凝土流动性大，坍落度损失小。由于聚羧酸系高效减水剂良好的分散稳定性，聚羧酸系高效减水剂所配制的大流动性混凝土 （坍落度≥180 mm）经时损失小,1 h基本无坍落度损失,2 h经时损失小于15%，弥补了常用萘系高效减水剂配制的混凝土坍落度损失大、易泌水等方面的缺陷，与粉煤灰配合使用，减水剂的小掺量即可获得优异的流动性，适应生产商品混凝土的工艺要求，特别对于泵送混凝土不易发生堵管现象。

3）在胶凝材料适应性良好的工程实践中，不同厂家生产的水泥配制泵送混凝土，同时掺有大量的粉煤灰，聚羧酸系高效减水剂掺入后，与不同水泥的相容性较好，无明显泌水离析和阻碍混凝土强度增长的现象产生，并因其高减水率，适应与粉煤灰配合使用，减小了粉煤灰混凝土的收缩，又使混凝土可泵性得到明显改善，而且提高了混凝土的耐久性。混凝土设计强度等级相同时，水泥用量增加，减水剂用量随着少量增加，水胶比下降，混凝土强度提高；不同设计强度等级的混凝土，减水剂用量随着胶凝材料用量增加而少量增加,水胶比下降，混凝土的强度随之提高,但混凝土和易性总体保持稳定，坍落度可达180～240 mm。

4）适应浇筑防水抗渗混凝土，对施工环境、温度要求低。聚羧酸系高效减水剂配制泵送商品混凝土，由于混凝土流动性大，易于浇筑密实，加之聚合物对水化产物的聚合活性，生成具有胶凝状态的水化物填充空隙，混凝土密实度、强度大幅度提高，聚合物的填充作用和聚合物膜的密封作用使混凝土抗渗抗裂的性能得到改善;并且粉煤灰掺量大，混凝土水化热小，减水剂的保塑功能明显，适宜大体积混凝土及夏季施工，对于冬季施工，因为水胶比较低，聚合物形成的空间柔性网络，提高了混凝土拌合物的粘聚力，使得混凝土早期抗冻性能增强。

5 结论

随着混凝土减水剂品种的不断开发增加，质量逐步提高，在混凝土施工中的应用日益广泛，越来越多的人认识到外加剂是混凝土中除水泥、砂、石和水之外的不可缺少的第五种材料。混凝土外加剂的特点是品种多、掺量小，在改善新拌和硬化混凝土性能中起着重要的作用。