減水劑是保證混凝土強(qiáng)度并使之達(dá)到泵送性能的重要添加劑，對(duì)于提高和改善混凝土施工可操作性起著舉足輕重的作用。

泵送混凝土，除一般混凝土性能要求外，還必須具有良好的流動(dòng)性、和易性、坍落度損失小、不泌水、不離析等性能。

因此，在高性能的混凝土工程施工中，準(zhǔn)確地測(cè)定混凝土減水劑的最佳摻量，驗(yàn)證減水劑與水泥的相溶性和適應(yīng)性，以確保工程質(zhì)量，降低工程成本，是一個(gè)十分重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。

01

混凝土減水劑的作用機(jī)理

水泥加水拌和后，由于水泥顆粒間的引力作用，會(huì)形成許多絮狀結(jié)構(gòu)，使 10%～30%的水包裹在其中，從而大大降低了混凝土拌和物的流動(dòng)性。

當(dāng)加入適量的減水劑后，減水劑分子定向吸附于水泥顆粒表面，減水劑親水基團(tuán)指向水溶液，由于親水基團(tuán)的離解，使水泥顆粒表面帶上電性相同的電荷，并隨減水劑濃度的增大而增大，從而產(chǎn)生靜電斥力，導(dǎo)致水泥顆粒相互分散，絮凝結(jié)構(gòu)解體，毛細(xì)孔數(shù)量明顯減少，包裹其中的拌和水釋放出來(lái)，就能有效地增大混凝土拌和物的流動(dòng)性和密實(shí)度。

在混凝土中摻入適量的減水劑后，可以降低混凝土的水灰比，減少水泥用量，提高混凝土早期強(qiáng)度，使混凝土拆模時(shí)間提前，加速模板周轉(zhuǎn)，縮短施工工期，降低工程造價(jià)。

高效減水劑與混凝土各組分材料之間存在著相溶性問(wèn)題，其中，同一種水泥與不同的高效減水劑之間，或同一種高效減水劑與不同水泥之間的相溶性存在著明顯差異，這種差異會(huì)影響混凝土的流變性能，從而影響混凝土的工作性、強(qiáng)度以及耐久性。

所以，對(duì)各類混凝土減水劑的選擇，以及減水劑的性能、摻量等都有必要做一系列的對(duì)比試驗(yàn)，以確定混凝土減水劑的最佳摻量。

02

影響減水劑作用的因素

不同的水泥有著不同的熟料組分，熟料組分中MgO的含量越高，減水劑對(duì)混凝土的性能影響就越大，就越容易造成混凝土的微裂縫。

高效減水劑對(duì)礦物熟料有選擇吸附的性質(zhì)，當(dāng) C3A 與水接觸后立刻具有足夠的吸附層，其數(shù)量越多，吸附高效減水劑的量就越多，而C3S、尤其是C2S 吸附的較少。

這種不均勻的吸附性會(huì)使高效減水劑的分散作用不盡相同。C3A 含量越高的水泥與減水劑的相溶性愈差，會(huì)使高效減水劑出現(xiàn)減水不足或根本無(wú)減水效果的現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)表明，加入減水劑的混凝土的凝結(jié)時(shí)間比未加減水劑的混凝土的凝結(jié)時(shí)間有偏長(zhǎng)的現(xiàn)象。

在加入了高效減水劑的混凝土中，以低水灰比為特征的混凝土體系，其凝結(jié)和流變性與不加減水劑的水泥砂漿有很大的不同：

其一，是由于用水量減少，石膏在水泥漿中的溶出量很少，其濃度不足以控制C3A的水化，造成急凝，坍落度損失很快；

其二，高效減水劑的加入，干擾了水泥水化的動(dòng)力，降低了石膏的溶解度，使液相中石膏的濃度更低。

同時(shí)因缺少硫酸根離子，高效減水劑分子上的磺酸根基團(tuán)就會(huì)與C3A結(jié)合，使液相中的高效減水劑劑量減少，失去對(duì)水泥的分散作用，加快坍落度損失。

水泥比表面積和顆粒級(jí)配影響高效減水劑的分散效果，一般來(lái)說(shuō)，比表面積較大的水泥，摻同樣的高效減水劑，其作用效果明顯，流動(dòng)性提高幅度大。

很多資料說(shuō)明：堿含量非常明顯地影響著減水劑的水泥體系的流動(dòng)性，堿含量越高，水泥的流動(dòng)性越小，實(shí)驗(yàn)表明高效減水劑用于高堿水泥會(huì)使減水率下降。

03

最佳摻量測(cè)定

水泥與減水劑的適應(yīng)性是雙向的。在水泥與減水劑的適應(yīng)性方面，減水劑的種類以及質(zhì)量也起著舉足輕重的作用。

故應(yīng)根據(jù)對(duì)水泥的適應(yīng)性以及施工要求選擇減水劑。高效減水劑與某種水泥不相溶時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下情況：

1.混凝土在攪拌過(guò)程中出現(xiàn)異常凝結(jié)。

2.拌混凝土坍落度損失大。

3.混凝土泌水、分層離析現(xiàn)象嚴(yán)重。

4.高效減水劑減水不足或根本無(wú)減水效果。

5.混凝土各齡期強(qiáng)度無(wú)明顯增加，甚至下降。

6.混凝土收縮率增加較多，產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。

上述的這些不相溶現(xiàn)象應(yīng)在選擇減水劑時(shí)，盡量避免。

混凝土減水劑摻量不但與水泥用量有關(guān)，且與水泥的物理特性和化學(xué)成分有很大關(guān)系。

傳統(tǒng)的混凝土減水劑摻量的確定方法主要是根據(jù)減水劑產(chǎn)品說(shuō)明書和水泥用量的百分比來(lái)確定。

由于不同品種或不同批次的水泥化學(xué)成分和含量的不同，減水劑與水泥的相溶性和適應(yīng)性及最佳摻量也會(huì)有較大的不同。

僅按水泥用量的百分比來(lái)確定減水劑的摻量很難確保拌和物的最佳減水效果，容易造成減水劑的浪費(fèi)。

筆者經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，采用了水泥凈漿流動(dòng)度的方法來(lái)測(cè)定混凝土減水劑的最佳摻量，取得了較好的成效。其具體做法是依據(jù)減水劑生產(chǎn)廠家說(shuō)明書推薦的摻量，準(zhǔn)確稱取減水劑、水和300g水泥，按規(guī)范的方法，將減水劑、水和水泥凈漿進(jìn)行拌和。

在潔凈的玻璃上，將拌和好的水泥凈漿裝入試模中，逐次提起試模后，觀察水泥凈漿流動(dòng)的狀況，測(cè)試水泥凈漿的流動(dòng)性能否滿足混凝土泵送的性能要求。同時(shí)記錄好不同的水泥、不同的混凝土減水劑減水率的大小和摻量，進(jìn)行優(yōu)選。

減水劑的摻加順序。通過(guò)對(duì)不同的減水劑進(jìn)行多次對(duì)比試驗(yàn)表明，減水劑的摻加先后順序?qū)p水劑的減水效果有一定影響。

以某產(chǎn)品高效減水劑為例：

在稱取了一定量的水泥、減水劑和水后，按水泥→減水劑→水依次倒入攪拌鍋內(nèi)，測(cè)定的水泥凈漿擴(kuò)展度為 22cm～23cm。

而按先加入水泥→水的順序，在攪拌一定時(shí)間后再放入減水劑，測(cè)定的水泥凈漿擴(kuò)展度為 25cm～27cm。

由此可見(jiàn)，使用相同的水泥、相同的減水劑，采用后摻法優(yōu)于先摻法，有利于提高減水劑與水泥的相溶性，充分發(fā)揮減水劑的效能。

同理，在混凝土實(shí)際施工中，應(yīng)在混凝土拌和物攪拌一定時(shí)間后，再摻入減水劑，可取得減水的最佳效果。

04

 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于不同品種，不同批次水泥的特性和化學(xué)成分的不同，確定減水劑的品牌及混凝土減水劑的最佳摻量，應(yīng)根據(jù)不同的水泥和減水劑由試驗(yàn)來(lái)確定。

而不應(yīng)單憑減水劑生產(chǎn)廠家說(shuō)明書及水泥用量的百分比，用水泥凈漿流動(dòng)度的方法來(lái)測(cè)定混凝土減水劑的摻量，簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、可靠，可保證工程質(zhì)量，降低工程成本，使施工工程取得最佳效果。