高效減水劑及其在水利水電工程中的應(yīng)用

丁江娜

摘 要：將高效減水劑應(yīng)用于混凝土，是提升混凝土功能和性能的主要措施，也是提高水利水電工程質(zhì)量，降低工程造價的有效途徑。本文主要通過探討高效減水劑的在我國發(fā)展的歷程、主要的類型、應(yīng)用的原理及其在水利水電工程的應(yīng)用，來促進高效減水劑研究的新發(fā)展，創(chuàng)新高效減水劑的應(yīng)用方法，促進工程質(zhì)量的提升。

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引 言

在我國，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，在水利水電的建設(shè)中，幾乎所有混凝土都摻有高效減水劑，是應(yīng)用減水劑較多的行業(yè)。但是結(jié)合水利水電特點進行的新型減水劑的研究還比較欠缺，需要在普及當(dāng)前高效減水劑應(yīng)用的同時，加大新型水工混凝土外加添加劑的開發(fā)與研究，促進水利水電行業(yè)的發(fā)展，提升工程的質(zhì)量，降低工程的成本。

一、高效減水劑的概述

（一）我國使用減水劑的發(fā)展史

我國最早在混凝土中使用減水劑是在20世紀50年代，當(dāng)時的減水劑主要為紙漿廢液即為木質(zhì)素磺酸鈣塑化劑。60年代，我國減水劑的使用和研究基本沒有突破，直至七十年代，才獲得一定發(fā)展，一些建筑研究院和高校，研制出了萘系高效減水劑和三聚氰胺系高效減水劑。到八十年代時，在萘系和三聚氰胺系高效減水劑的基礎(chǔ)上增加了多環(huán)芳烴高效減水劑。到目前，新的聚羧酸鹽系高效減水劑也研制成功了也投入了使用[1]。這些減水劑的使用，進一步加快了我國水利水電工程的建設(shè)進程，減少了水泥混凝土的用量，進而減少了成本。

（二）高效減水劑的種類

目前，在我國，常用的高效減水劑一共有三類，分別是萘系高效減水劑、高性能減水劑和復(fù)合型高效減水劑。

萘系減水劑呈棕褐色的粉末，主要成分為β-崇堿酸鉀醛縮合物高效減水劑，摻量為百分之零點三至百分之一點五。它的作用在于在保持混凝土水灰比和稠度的情況下降低水灰比，讓混凝土早強、增強，提高混凝土的稠度和流動性，達到節(jié)約水泥的目的。萘系高效減水劑可以有效地增強混凝土的強度，且具有不引氣，不影響混凝土凝結(jié)、推廣成本低的特點，所以它是各類減水劑的母體。

高性能減水劑，主要代表是芳香族氨基磺酸鹽系和聚羧酸系高性能減水劑，它的優(yōu)點在于具有比較高的減水率和保塑性，是提升混凝土性能的主要添加劑。芳香族氨基磺酸鹽系高性能減水劑主要成分為苯胺、濃硫酸、酚類化合物、甲醛等，它的減水率在百分之二十五至百分之三十之間，具有很強的保塑性，不受混凝土凝結(jié)時間的影響，且減水劑的摻量很低，可以有效地防止混凝土堿集料反映，提升混凝土的耐久性。另外，這類的減水劑的生產(chǎn)條件比較好控制，成本低、易開發(fā)、保塑性強、沒有產(chǎn)生“二廢”，屬于環(huán)保化工產(chǎn)品，具有較強的推廣價值。而另一種高性能減水劑—聚羧酸系高效減水劑，主要成分為丙烯酸、丙烯酸酯、順丁烯二酸等，它是不飽和碳酸和可聚合單體共聚而成的聚合物[2]。它的減水率高達百分之二十五至百分之三十五，具有很好的減水效果和保塑性，能有效地減少或者防止新拌混凝土的塌落度損失，但這類減水劑的研發(fā)成本較高，推廣應(yīng)用較少。

復(fù)合型高效減水劑的實質(zhì)就是講不同種類的減水劑按照劑量進行合理搭配，從而使混凝土的外加劑取長補短，協(xié)同發(fā)揮作用。它是提升混凝土功能和性能的一種重要途徑，可以實現(xiàn)減水劑的多種功能的相容和平衡，有效克服一種減水劑的性能不足或者不經(jīng)濟的缺陷。如將萘系減水劑和木鈣符合，減水率體可以有原來的百分之十八提升至百分是二十三，且保塑和引氣作用得到了改善，提升了混凝土的和易性。所以，當(dāng)前在我國的工程建設(shè)中，單純地使用減水劑是比較少的，大多數(shù)都是根據(jù)工程建設(shè)的需要，將不同種類的減水劑進行有效混合，形成復(fù)合型高效減水劑。這種復(fù)合型減水劑不僅滿足了工程的多功能和多性能需求，也方便了工程的使用和管理，大大地提升了工程的質(zhì)量，降低了工程的造價。

（三）高效減水劑的作用

高效減水劑的作用主要是減少用水、分散塑化混凝土，增強混凝土的稠度，提高混凝土的強度，減少塌落。如在工程建設(shè)中，加入0.7%萘系減水劑的混凝土的用水量為175kg/m2，塌落度為17.4cm，一小時后下降為9.5cm，實際的減水量為19.7%;如果增加萘系減水劑的摻量為1.2%，那么用水量將由原來的175kg/m2下降到167kg/m2，初始塌落度有17.4cm，變?yōu)?6.5cm，一小時后為10.0cm，有效減水增加至23.4%。由此可見，高效減水劑對降低工程的成本，簡化施工管理，提高質(zhì)量具有重要的促進作用[3]。在水利水電工程建設(shè)中，需要遠距離運輸混凝土，需要混凝土具有抗裂性和抗腐蝕性。而減水劑的使用能有效地解決這一問題。

二、水利水電工程用高效減水劑的發(fā)展趨勢

隨著水利水電工程建設(shè)的發(fā)展，規(guī)模進一步擴大，技術(shù)工藝的提高，在混凝土的要求將會更高。不管是在施工工藝、質(zhì)量，還是在成本方面都有嚴格的要求，而為了保證混凝土的流動性、和易性、保塑性、緩凝性、高強度、高性能和低造價，相關(guān)人員必須加大高效減水劑的研究與開發(fā)和推廣，促進高效減水劑在日常工程中的應(yīng)用。首先，提高高效減水劑的認識，正確認識減水劑對混凝土質(zhì)量的影響;其次利用不同外加劑的種類的不同，進行不同種類外加劑的配合比率，加大多功能復(fù)合型高效減水劑的研究;其次，利用高效減水劑提升工程的耐性、性能和壽命;最后，培養(yǎng)復(fù)合型科學(xué)技術(shù)人才[4]。所以說，水利水電工程中有效地運用減水劑，可以有效地簡化管理，提升質(zhì)量。

三、結(jié)束語

總之，有效地使用高效減水劑，不僅可以降低工程用水量，降低物業(yè)成本，還可以改變混凝土的強度、粘稠度和保塑性。它對于提高工程施工技術(shù)，提升混凝土的性能具有重要意義，是當(dāng)前提升水電水利工程建設(shè)效率、節(jié)約資源的重要措施。因此，加強高效減水劑的產(chǎn)品的開發(fā)與研究，制定相應(yīng)的高性能減水劑策略，規(guī)范減水劑使用，從而推動我國水工混凝土的技術(shù)進步。

參考文獻：

[1] 劉超.萘系高效減水劑和聚羧酸高性能減水劑的比較[J].中國標準化，2017（12）.

[2] 史星祥，劉遠祥，濮琦，etal.高效減水劑和粉煤灰對自密實混凝土性能的影響[J].混凝土與水泥制品，2017（12）.

[3] 劉廣烽.聚羧酸高性能減水劑在鐵路工程中的應(yīng)用[J].商品混凝土，2018（Z1）：121-123.

[4] 張瓊.高效減水劑及膨脹劑復(fù)合作用對大體積混凝土性能及裂縫控制的影響[J].山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報，2018，35（10）：25-26.