混凝土减水剂及其应用
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作者: 袁智勇
摘要：配制混凝土时为了提高技术经济效益，在其中加入少量的减水剂，能提高混凝土的性能，并且节约水泥使用量，因而受到国内外的普遍关注。本文简单介绍混凝土减水剂及其使用要求、生产质量规范和检验标准，为混凝土减水剂的应用提供参考和借签。
关键词：混凝土减水剂 使用要求 检验标准
1 减水剂的作用与效果
减水剂作为一种混凝土外加剂，在当前研究和使用比较广泛。混凝土中加入适量减水剂，在混凝土的搅拌过程中减水剂被吸附在水泥颗粒上，使水泥颗粒之间产生同种电荷，进而相互排斥，从而形成了分散的水泥颗粒。混凝土中的水泥颗粒在加入减水剂的作用下分散开来，降低了混凝土中水泥絮凝物的形成，减少了拌和水的用量。在混凝土中随着自由水的不断增多，使得水泥浆的流动性不断增大。通过在混凝土中加入适量（0.2%～1.5%）减水剂，可以实现混凝土性能的改变：①在混凝土中通过掺入适量的减水剂，在混凝土和易性保持不变的前提下，使相同条件下混凝土的用水量减少5%～25%，从而提高混凝土强度。②在混凝土水灰比相同的条件下，通过向混凝土中掺入适量的减水剂，使混凝土坍落度增加10cm～20cm，满足了混凝土在大模板施工、升板施工中的作业要求。③在混凝土相同强度的条件下，通过向混凝土中掺入适量减水剂，可以使相同条件下混凝土的用水量减少5%～20%。④减水剂可以作为生产性能水泥的主要原料。通过在混凝土中掺入不同性能的减水剂，可生产出缓凝高强混凝土、高强混凝土以及超高强混凝土等，利用减水剂生产性能混凝土操作简单、使用灵活且经济。
2 减水剂的分类
通过向混凝土中掺入减水剂，可以改变混凝土的性能。混凝土的性能不同，那么需要加入的减水剂的种类也就存在差异。根据减水剂的分类标准不同，减水剂的种类也有多种：①按照减水剂组成的化学成分分类。可以分为：聚氧乙烯烷基醚类、木质素磺酸盐及其衍生物类、含氧有机酸类、多元醇复合物类、烷芳基磺酸盐类、高级多元醇磺酸盐类。②根据减水剂减水效果不同，可以分为以下几类：第一高效减水剂，又称超塑化剂，例如聚烷基芳基磺酸盐减水剂等，是指在混凝土相同坍落度的前提下，通过加入高效减水剂能够对混凝土起到减水增强的作用，与普通减水剂相比高效减水剂的性能明显提高，高效减水剂适用范围很广，在各类工业与民用建筑、交通以及市政工程等建设中所需的比如预制混凝土、预应力钢筋混凝土、现浇钢筋混凝土等，对于早强混凝土、大流动混凝土以及蒸养工艺的预制混凝土构件等，同样适用于高强混凝土、中等强度混凝土和超高强混凝土等。此外高效减水剂还可以用作混凝土外加剂的减水成分。第二普通减水剂，在相同混凝土坍落度的前提下，作为通用的起减水增强作用的外加剂（例如木质素磺酸盐减水剂）广泛应用于各种钢筋混凝土、现浇混凝土、预应力混凝土、预制（不经蒸氧工艺）混凝土以及中低强度混凝土等，以及大体积混凝土、热天施工混凝土、泵送混凝土以及有轻度缓凝要求的混凝土，通常情况下普通减水剂在大模板施工、滑模施工，尤其是在日最低气温+5℃以上的混凝土施工中应用也比较广。第三引气减水剂，有引气和减水作用的外加剂，引气减水剂主要应用在防冻混凝土以及冬季施工混凝土和碾压混凝土和轻质混凝土中。第四缓凝减水剂，有缓凝和减水双重功能的外加剂，适用于大体积混凝土、日最低气温+5℃以上的混凝土或高温地区的混凝土、泵送混凝土以及滑模施工等。第五早强减水剂。该减水剂具有提高早强及减水功能的外加剂，早强减水剂适用于蒸氧混凝土及常温、低温和负温（最低温度不低于-5℃）条件下施工作业，以及具有早强或者有防冻需求的混凝土工程。
3 使用技术要求
①添加减水剂的过程中，应根据减水率的设计要求严格控制混凝土的用水量。②按配比要求掺入适量的减水剂，将称量误差控制在士5%以内。③混凝土掺水搅拌l～2min后添加减水剂。若采用液体减水剂，必须保证其与混凝土的搅拌时间至少为1min；若采用固体减水剂，则至少要搅拌1.5min。④若减水剂是引气型减水剂，为确保混凝土的密实度满足设计要求，混凝土成型后必须加强振捣排除气泡。⑤混凝土添加减水剂拌合好以后，从搅拌机出机至混凝土入模成型阶段，应将间隔时间控制在1h以内。⑥采用普通混凝土配合比设计方案来确定减水剂掺入量。若为了减少水泥用量而添加减水剂，则需掺入与节约的水泥量同体积的砂石来弥补。
4 使用中需注意的几个问题
4.1 避免假冒产品 采购减水剂的过程中要认真检查其质量是否符合施工要求，以免施工时因采用了劣质减水剂而拖延施工进度。
4.2 严格规范 添加减水剂时，首先阅读产品说明书，根据设计配比和使用规范适量添加，避免过量添加，以免破坏混凝土质量。减水剂的添加量和具体的使用方法，产品说明书中都有具体说明。各个生产厂家在添加量和使用方法上的规定虽然大同小异，但具体使用过程中也应该区别对待。
4.3 做水泥适应性试验 添加减水剂时要根据设计要求反复斟酌添加量。添加前，必须对减水剂进行产品质量验证即配比研究，并进行水泥适应性试验，以确保其满足施工要求。
4.4 掺减水剂混凝土施工注意事项 若采用减水剂溶液，应确保其彻底溶解。添加时，应该边搅拌边添加，切忌直接将水倒入减水剂中，避免其未彻底溶解而过量添加。使用减水剂前，工程人员首先要严格检查产品外包装，仔细阅读产品说明书，检查所采购的减水剂品种是否符合混凝土的配比要求。可通过质量法、体积法来计量减水剂，定期校准计量仪器，使其保持最佳计量状态，以期将计量误差控制在减水剂掺量的±2%的范围内。宜采用体积法计量粉状外加剂，若采用质量法来计量，则要适当考虑含水量的变化；计量液态外加剂时这两种计量方式通用，但要经常检验溶液浓度。混凝土中掺入减水剂后不宜人工搅拌，为确保其与混凝土充分拌合，搅拌时可适当延长搅拌时间。
掺加减水剂时必须注意加水量。相较于普通混凝土而言，混凝土拌和物中若掺有高效减水剂，其和易性受掺水量的影响较大。若用水过量，混凝土拌和物的粘浆性较差，易泌水；若水量不足，则减水剂的塑化作用不明显。运输过程中必须保持混凝土均匀、不存在离析、漏浆现象，运抵施工现场时其坍落度必须达到设计要求。若存在离析现象，则需二次搅拌后才可投入使用。
振捣时，添加减水剂的混凝土要注意控制振捣时间。振捣时间过长，易使混凝土离析；时间过短则混凝土密实度达不到施工要求。掺减水剂的混凝土振捣成型后必须覆盖并洒水养护。具体操作方法是：混凝土浇筑成型后12h内进行覆盖并洒水保湿；大体积混凝土或有抗冻要求的混凝土必须经过为期14天的养护；当外界气温下降至5℃以下时禁止洒水，同时覆盖保温材料加强保温。
5 减水剂的质量规范及检验标准
质量合格的减水剂都具有一定的化学稳定性，且不会危害人体健康。检验减水剂质量时，首先看其是否具有产品合格证和使用说明书。产品包装上必须注明减水剂的名称、型号、规格、净重。运输时也应采取防止其变质的储存措施。
产品质量检验中，按照施工要求和减水剂品种可选测其形态；密度；pH值；减水剂有效含量；硫酸盐含量；水不溶物含量；固体含量；表面张力；减水率；泌水率比；含气量；初凝时间之差；终凝时间之差；3天抗压强度比；7天抗压强度比；28天抗压强度比；90天抗压强度比；90天收缩率比；氯化物含量。减水剂对钢筋的锈蚀程度主要取决于氯化物含量的多少。只要按规定剂量添加减水剂，就不会腐蚀钢筋。
严格参照质检标准检验减水剂的质量。质检标准包括：GB8075—87《混凝土外加剂》；GBJ119—88《混凝土外加剂应用技术规范》；JGJ66—84《混凝土减水剂质量标准和试验方法》；GBJ80—85《普通混凝土拌合物性能试验方法》；GBJ81—85《普通混凝土力学性能试验方法》；
GBJ82—85《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》。
参考文献：
[1]覃维祖.注意正确使用混凝土减水剂[J].公路，1982（02）.
[2]肖孝德，杨兢生.混凝土减水剂的技术经济效益分析[J].价值工程，1987（03）.
[3]黄威.简述减水剂在混凝土中的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010（04）.
作者简介：袁智勇（1964-），男，山西壶关人，毕业于上海铁道大学，研究方向：隧道工程。
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