減水劑在混凝土中必要性分析

減水劑在混凝土中必要性分析【摘要】隨著公路事業(yè)的發(fā)展，商品混凝土的應(yīng)用日益廣泛，而作為混凝土添加劑的減水劑對(duì)其性能有著很大的影響。隨著減水劑的使用，混凝土迎來(lái)了新的革命，混凝土的工作性也越來(lái)越被重視，由于可見(jiàn)減水劑在混凝土中應(yīng)用的必要性值得我們?nèi)タ季??！娟P(guān)鍵詞】混凝土；減水劑；性能；種類；必要性社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)著我國(guó)的公路事業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代的施工技術(shù)對(duì)混凝土的應(yīng)用越來(lái)越多，如高速公路、鄉(xiāng)村公路、水泥混凝土路面等，并且對(duì)其要求也越來(lái)越高。除了要求具有基本的四抗外（抗壓、抗折、抗拉、抗彎強(qiáng)度），還需要其具有其他的特殊性能以能抵抗內(nèi)外部破壞因素，且要滿足各種施工環(huán)境和施工條件的要求。因此，減水劑的添加目的就是來(lái)滿足以上的需求，減水劑是一種在混凝土攪拌之前或拌制過(guò)程中加入的、用以改善新拌和硬化混凝土性能的材料，使其擁有高抗凍性、耐腐蝕性和合適的流動(dòng)性。減水劑的特點(diǎn)是摻量少、作用大。自20世紀(jì)30年代開(kāi)始使用以來(lái)，減水劑不斷得到發(fā)展和應(yīng)用，已成為混凝土配比中不可缺少的組分。1混凝土概述混凝土是由膠凝材料將骨料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。具體是由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例混合，經(jīng)過(guò)適當(dāng)時(shí)間的均勻攪拌和養(yǎng)護(hù)，硬化而成的人造石材。水泥混凝土是指由水泥、砂、石等用水混合結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂、石作集料；與水（加或不加外加劑和摻合料）按一定比例配合，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而得的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應(yīng)用于土木工程。我國(guó)是混凝土使用大國(guó)，據(jù)智研數(shù)據(jù)研究中心預(yù)計(jì)"十二五”期間全國(guó)水泥消費(fèi)量將突破20億噸大關(guān)。假設(shè)再用10年左右的時(shí)間趕上世界發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑工業(yè)化水平，那么，至U"十二五”末，水泥的工廠化加工率將有可能達(dá)50%左右。隨著科技的進(jìn)步，人類對(duì)稀奇古怪的建筑追求也愈加強(qiáng)烈，高層建筑、特殊使用功能的建筑層出不窮，這些都對(duì)混凝土的強(qiáng)度、和易性、耐久性以及經(jīng)濟(jì)性有了更高的要求?；瘜W(xué)外加劑對(duì)混凝土的發(fā)展有著革命性的推動(dòng)作用，與鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土被稱為混凝土發(fā)展史的三次革命。它可以降低水泥用量、消耗工業(yè)廢渣、提高混凝土強(qiáng)度和耐久性等，是現(xiàn)代混凝土制備必不可少的第五組分，也是混凝土向高性能混凝土發(fā)展的重要材料。2.減水劑概述減水劑是一種在維持混凝土坍落度不變的條件下，能減少拌合用水量的混凝土外加劑。大多屬于陰離子表面活性劑，有木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后對(duì)水泥顆粒有分散作用，能改善其工作性，減少單位用水量，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性;或減少單位水泥用量，節(jié)約水泥。根據(jù)減水劑減水及增強(qiáng)能力，分為普通減水劑（又稱塑化劑，減水率不小于8%，以木質(zhì)素磺酸鹽類為代表）、高效減水劑（又稱超塑化劑，減水率不小于14%，包括萘系、密胺系、氨基磺酸鹽系、脂肪族系等）和高性能減水劑（減水率不小于25%，以聚羧酸系減水劑為代表），并又分別分為早強(qiáng)型、標(biāo)準(zhǔn)型和緩凝型。按組成材料分為：（1）木質(zhì)素磺酸鹽類；（2）多環(huán)芳香族鹽類；（3）水溶性樹(shù)脂磺酸鹽類。按化學(xué)成分組成通常分為：木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑類，萘系高效減水劑類，三聚氰胺系高效減水劑類，氨基磺酸鹽系高效減水劑類，脂肪酸系高減水劑類，聚羧酸鹽系高效減水劑類。減水劑在混凝土起到作用主要分為以下四個(gè)：分散作用；潤(rùn)滑作用；空間位阻作用；接枝共聚支鏈的緩釋作用，這些作用也都是減水劑在混凝土中應(yīng)用的必要因素。20世紀(jì)30年代，人們發(fā)現(xiàn)在混凝土中摻入亞硫酸鹽紙漿廢液之后，能改善拌合物的和易性，強(qiáng)度和耐久性也能得到提高，這一發(fā)現(xiàn)促使減水劑應(yīng)用廣泛而發(fā)展極其迅速。由于高效減水劑對(duì)混凝土改性方面的重要貢獻(xiàn)，它的應(yīng)用成為繼鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土之后，混凝土發(fā)展史上第三次重大突破。以高效減水劑的研制和應(yīng)用為標(biāo)志，使混凝土技術(shù)進(jìn)入由塑性、干硬性到流態(tài)化的第三代。我國(guó)外加劑的起步較國(guó)外稍晚，但是發(fā)展迅速，各種高性能的減水劑能夠自主研發(fā)，促進(jìn)了我國(guó)混凝土新技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了工業(yè)副產(chǎn)品在膠凝材料系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)逐步成為優(yōu)質(zhì)混凝土必不可少的材料。3減水劑對(duì)水泥混凝土的必要性高效減水劑對(duì)水泥有強(qiáng)烈分散作用，能大大提高水泥拌合物流動(dòng)性和商品混凝土坍落度，同時(shí)大幅度降低用水量，顯著改善商品混凝土工作性。減水劑是外加劑的一種，它的必要性可分為這三條：（1）其可以在不影響混凝土拌合物的情況下，減少單位用水量，從而使水灰比得到降低，從而有效使混凝土強(qiáng)度得到提高；（2）減水劑在不影響混凝土配合比單位用水量的情況下，可以混凝土拌合物的和易性得到明顯改變，不僅減少施工能耗，而且也方便施工；（3）其也可保持混凝土拌合物和易性和混凝土硬化后強(qiáng)度的情況下，使單位混凝土的水泥用量得到顯著減少，通過(guò)節(jié)約水泥來(lái)降低了成本。3.1減水劑在高強(qiáng)混凝土中的必要性由于高強(qiáng)混凝土必須采取高水泥用量和低水灰比，必然導(dǎo)致混凝土黏性大、流變性差。摻入高效減水劑后，對(duì)水泥具有強(qiáng)烈的分散和潤(rùn)滑作用，可以大幅度降低用水量，使得最大限度地降低水灰比成為可能。所以，高效減水劑自然成為高強(qiáng)混凝土的必要組分之一。水灰比大小是控制水泥石和混凝土強(qiáng)度的主要因素，試驗(yàn)表明，當(dāng)水灰比低于0.35以下時(shí)，界面區(qū)的性質(zhì)顯著改善，致密性與強(qiáng)度顯著增加。硅酸鹽水泥水化所需結(jié)合水，理論值約為28%，直接測(cè)定的化學(xué)結(jié)合水約為25%，當(dāng)實(shí)際水灰比低于此值時(shí)，水泥水化將不完全，水泥石達(dá)不到足夠的密實(shí)度。結(jié)合拌和、澆筑和養(yǎng)護(hù)條件，在摻加高效減水劑的情況下，高強(qiáng)混凝土的水灰比一般應(yīng)不超過(guò)0.35，當(dāng)強(qiáng)度在80MPa以上時(shí)不應(yīng)超過(guò)0.25?0.30。3.2減水劑在高性能混凝土中的必要性高性能混凝土（Highperformanceconcrete，簡(jiǎn)稱HPC）是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土。但其也不乏多種缺點(diǎn)，如硬化過(guò)程中易裂縫使耐久性降低、相容性不足使流動(dòng)性。20世紀(jì)50年代末期出現(xiàn)高效減水劑是高強(qiáng)混凝土進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。代表性的有萘系、三聚氰胺系和改性木鈣系高效減水劑，這三個(gè)系類均是普遍使用的高效減水劑。采用普通工藝，摻加高效減水劑，降低水灰比，可獲得高流動(dòng)性，抗壓強(qiáng)度為60~100MPa的高強(qiáng)混凝土，是高強(qiáng)混凝土獲得廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。通過(guò)高性能減水劑與大摻量活性細(xì)摻料兩者的復(fù)合作用使混凝土的性能得到改善和提高，大大減少了水泥用量和水膠比，提高了工程質(zhì)量，降低了工程造價(jià)。3.3減水劑在高耐久混凝土中的必要性混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長(zhǎng)期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力稱為耐久性。其優(yōu)點(diǎn)可提建筑物高混凝土的耐久性，延長(zhǎng)使用期限，減少維修，獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益。外加劑成分的添加根據(jù)其使用的性能不同而變化，主要可提高混凝土的抗?jié)B、抗凍、耐侵蝕等耐久性。某些混凝土需要高抗凍融性能，外加劑最好選用具有高效減水和引氣性能的復(fù)合型產(chǎn)品。在對(duì)于抗?jié)B要求高，需要高效減水劑來(lái)減少混凝土用水量，提高密實(shí)度，同時(shí)引氣成分的加入使微小氣泡在混凝土中大量形成，提高抗?jié)B性能。此外，在混凝土中摻加高效減水劑，其密實(shí)度的增加可顯著減緩碳化速度，并且pH值降低也緩慢，從而減少鋼筋產(chǎn)生銹蝕的危害。參考文獻(xiàn)：張志檜.高效減水劑在水泥混凝土中的應(yīng)用[J].山西建筑，2009(35)：137-138.霍雷.減水劑對(duì)混凝土工作性和強(qiáng)度的影響[D].哈爾濱工程大學(xué)，2012.[3]繆昌文，冉千平，洪錦祥，等.聚羧酸系高性能減水劑的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[