淺談混凝土減水劑的進(jìn)展

李 姿， 李江華

河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系（473009）

減水劑是一類在混凝土攪拌之前或攪拌過程中加入的，能保持新拌混凝土坍落度基本不變的條件下，可顯著降低拌合用水量，或在混凝土配合比和用水量均不變的情況下，能增加混凝土坍落度的外加劑。它是當(dāng)前混凝土外加劑中品種最多，用量最廣的一種?，F(xiàn)在混凝土使用的減水劑已由早期的普通減水劑，向高效減水劑、特效減水劑發(fā)展，同時(shí)目前也正在向開發(fā)混合官能基聚合物減水劑和復(fù)合高效減水劑方向發(fā)展。本文主要就減水劑的作用和作用機(jī)理，以及減水劑的發(fā)展作簡要介紹。

1 減水劑的作用及作用機(jī)理

作為混凝土減水劑的化合物大多為表面活性劑，一般來說，減水劑本身并不與混凝土的組成材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只是起著改變固—液界面的物理性能的作用。水泥加水拌合后，由于水泥顆粒間的引力作用使水泥漿形成絮凝結(jié)構(gòu)，在這種絮凝結(jié)構(gòu)中包裹了許多拌合水，使水不能充分分散于水泥顆粒間隙中，因而影響了混凝土拌合物的流動(dòng)性。減水劑加在混凝土中能對水泥顆粒起分散作用，把水泥漿體絮凝結(jié)構(gòu)中被水泥顆粒包裹的游離水釋放出來;此外減水劑對水泥顆粒還有濕潤和潤滑作用。從而，在不增加用水量的情況下使混凝土拌合物的和易性提高，或在不影響和易性的情況下使混凝土拌合物用水量減少。

歸納起來，減水劑的作用如下:①降低混凝土拌合用水量,降低W/C比，降低制品或砌體的氣孔率，提高體積密度；②降低水泥用量，節(jié)約成本；③改善澆注料流動(dòng)性，易于施工，提高施工效率；④可配制高強(qiáng)度高性能混凝土。

2 減水劑的進(jìn)展

2.1 普通減水劑

主要是木質(zhì)素磺酸鹽及其衍生物，常用的有木質(zhì)素磺酸鈣和木質(zhì)素磺酸鈉，又稱為M減水劑，是20世紀(jì)50年代前后研究和開發(fā)成的。

木質(zhì)素磺酸鹽減水劑屬陰離子表面活性劑，具親水性能，被水泥顆粒吸附可使其表面的溶劑化水膜增厚，電動(dòng)電位ζ提高，有助水泥顆粒分散，有一定的緩凝作用。另外，普通減水劑還包括檸檬酸鹽（鈉），也屬陰離子表面活性劑，有一定的緩凝作用。

2.2 高效減水劑

主要是聚磺酸鹽類化合物，有萘磺酸鈉甲醛縮合物、多環(huán)芳烴磺酸鹽縮合物、三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物。在20世紀(jì)60年代日本與西德開始在混凝土中使用此類化合物，我國20世紀(jì)70年代也開始研制和應(yīng)用，80年代已推廣應(yīng)用。此類高效減水劑的應(yīng)用，給混凝土行業(yè)帶來變革性變化，它們可用于調(diào)配流態(tài)化可泵送混凝土，并可提高混凝土的性能。

近一二十年來，新型高效減水劑的研究和開發(fā)也有較快進(jìn)展，相繼開發(fā)成對胺基萘磺酸鹽甲醛縮合物、磺化聚苯乙烯、馬來酸磺酸鹽聚氧乙烯脂、多元醇磺酸鹽、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷共聚物、磺化脂肪酸聚氧乙烯脂、磺化酮酸縮聚物等，并由此而派生出超塑化劑、流化劑、泵送劑等。高效減水劑的基本特點(diǎn)是:①對水泥有強(qiáng)的分散作用，能大大提高新拌混凝土的流動(dòng)性；②無促凝或緩凝作用；③引氣作用小，有利降低制品氣孔率。

2.3 特效減水劑

主要是聚羧酸鹽系化合物，包括聚丙烯酸鹽及其共聚物、順丁烯二酸共聚物等。此類化合物是國外20世紀(jì)80年代初開發(fā)成功的。近一二十年來發(fā)展很快，通過改變合成單體的比例，制得了多種復(fù)雜的聚丙烯酸鹽接枝共聚物,具有不同的特性，并已獲得廣泛應(yīng)用。

特效減水劑對水泥漿的分散作用是由于減水劑的分子吸附水泥微粒表面上，其分散性能取決于帶同種電荷粒子間的靜電斥力和吸附層產(chǎn)生的空間位阻。特效減水劑聚丙烯酸鹽的接枝共聚物分子中具有長的聚乙烯支鏈，它們被粒子吸附后形成空間梳狀排列，其吸附量較小，但其吸附層較厚，能產(chǎn)生強(qiáng)的空間斥力，因此對水泥顆粒的分散作用優(yōu)于傳統(tǒng)的高效減水劑，而且其摻量也較低。

2.4 復(fù)合高效減水劑

將兩種或兩種以上的高效減水劑按一定的比例復(fù)合在一起,彌補(bǔ)各組分自身某些性能的不足，同時(shí)又使其中的某一性能由于協(xié)同作用而產(chǎn)生疊加效應(yīng)。這類減水劑就稱為復(fù)合高效減水劑。復(fù)合高效減水劑的組合形式多種多樣，有聚羧酸鹽與木質(zhì)素磺酸鹽復(fù)合，有萘磺酸鹽甲醛縮合物與木質(zhì)素磺酸鈣復(fù)合，有三聚氰胺甲醛縮合物與木質(zhì)素磺酸鈣復(fù)合，有羥酸基烯烴，磺酸基烯烴共聚物等等。復(fù)合減水劑不僅能提高減水率，還有助克服單一減水劑的某些缺點(diǎn)。如萘磺酸鹽系減水劑與木鈣系減水劑復(fù)合，可克服萘磺酸鹽系減水劑的坍落度損失過快的缺點(diǎn)。因此，將兩種或兩種以上高效減水劑按一定比例進(jìn)行復(fù)合是制備高性能高效減水劑的重要途徑之一。

3 減水劑的發(fā)展趨勢

從目前減水劑研發(fā)進(jìn)展來看，今后減水劑的研發(fā)方向應(yīng)是開發(fā)新型功能性減水劑，以滿足各種高性能混凝土的制備需要。發(fā)展趨勢將朝著大減水率、高保坍能力、促使混凝土具有更高的抗裂性和耐久性方向。

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