高效減水劑在高性能混凝土中的應(yīng)用研究

林乙玄 王 興 康其熙

（福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 南平 353000）

1 高性能混凝土

高性能混凝土是一種符合特殊性能組合與勻質(zhì)性要求的混凝土，所謂特殊性能組合是指易于澆筑而不離析的工作性，好的長期力學(xué)性能、早強、韌性、體積穩(wěn)定性以及嚴(yán)酷環(huán)境下的高耐久性等性能的組合。高性能混凝土的用水量較低、流動性好、抗離析性高，具有較優(yōu)異的填充性。同時，高性能混凝土具有較強的抗壓強度，體積穩(wěn)定性較高。由于高性能混凝土的水灰比較低，會較早地終止水化反應(yīng)，因此，水化熱相應(yīng)降低。高性能混凝土的耐久性較好，通常表現(xiàn)為抗凍性、抗?jié)B性，在高溫作用下會產(chǎn)生爆裂。將水泥和砂料利用一定的加工工藝和相關(guān)材料進行適當(dāng)比例的混合，在混合過程中，要注意混凝土應(yīng)具備的幾種特性：（1）和易性，指在一定施工條件下，混凝土之間相互融合的質(zhì)量情況。在融合過程中，保證原本材料的性質(zhì)，確保在融合后除了外形發(fā)生變化，整體性能無改變。（2）流動性，在混凝土攪拌時，物體在作用力下流動，流動過程中會填滿模具。（3）粘聚性，是指材料在施工過程中各種材料之間的凝聚力，最終呈現(xiàn)的效果中不會出現(xiàn)分層現(xiàn)象。（4）保水性，是指在攪拌過程中，材料需要具備一定的保水性，不會出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。混合中會出現(xiàn)透水現(xiàn)象。保水性好，就會減少材料之間的縫隙，不會產(chǎn)生滲水現(xiàn)象。

2 PC減水劑作用機理

2.1 降低表面和水泥顆粒吸附的能量

PC作為減水劑中較為高性能的物質(zhì)，其本質(zhì)是吸附水泥顆粒表面的一種活性劑。通過提高水泥的光滑面來提高混凝土材料之間的融合，其原理是減少水泥顆粒與水之間的界面總能量，保證水泥可以分散，更好地與其他材料相融合。

2.2 靜電排斥

減水劑分子吸附在水泥表面，由于減水劑分子之間具有一定的靜電排斥，因此，帶動水泥可以相互排斥，最終使水泥顆粒彼此之間相互分散。水具有高表面張力（氫鍵分子結(jié)構(gòu)），水泥顆粒邊、角和表面正負電荷間的相互吸力，當(dāng)減水劑加入水泥漿中，吸附在水泥顆粒表面，離子基團朝向水，使水泥顆粒表面帶有幾毫伏的負電荷，引起水泥顆粒相互排斥，打破了絮凝結(jié)構(gòu)，釋放其包含的水，改善分散性——靜電排斥作用。

2.3 潤滑作用

減水劑分子中存在多種親水基團，在遇到水時會形成水化膜，隨之將水泥顆粒中的絮凝結(jié)構(gòu)包裹，起到潤滑作用的同時進行減水目的。PC減水劑總體上來講更加高效、環(huán)保，也便于操作。目前應(yīng)用中存在PC不容易從攪拌車中倒出、對拌合物的泌水不好處理、凝結(jié)時間較長以及混凝土硬化后存在輕微氣泡等問題。

3 減水劑在混凝土中的應(yīng)用

3.1 實驗階段

通過不同摻量萘系和聚羧酸系減水劑的對比試驗，檢測對水泥凈漿減水率、凝結(jié)時間和安定性的影響，其中，用單位用水量的大小計算減水率，用凝結(jié)時間測定儀測定初凝時間和終凝時間，用雷氏法測定體積安定性；檢測對高性能混凝土減水率、物理和力學(xué)性能的影響，其中，用單位用水量的大小計算減水率，用坍落度法測定混凝土的流動性，用萬能試驗機測定抗壓強度。

3.2 復(fù)合摻入分析

PC與木質(zhì)素磺酸鈉復(fù)合摻入時，在一定程度上促進了凈漿的流動，但隨著SL的摻量增加，流動度的增加速度逐漸變緩。同理，坍落度也有一定增加，但1h后呈現(xiàn)減少的情況，而混凝土的抗壓強度隨SL摻入量的增加有所減小，凝結(jié)時間隨SL摻入量的增加而延長。PC和SAF兩種減水劑復(fù)配后，在一定程度上可使水泥凈漿流動度呈增加趨勢。上述兩種減水劑復(fù)配摻入時，增加混合物摻入量，凈漿流動度會明顯增加，這就證明了兩種減水劑復(fù)配使用，減水效果遠遠高于單一減水劑的效果。但是，目前市場上對SAF減水劑的應(yīng)用并不普及，一方面是因為SAF的成本偏貴，另一方面是因為SAF對摻入量十分敏感。

3.3 研究結(jié)果

摻入PC后的混凝土減水性、保坍性增強，也同時保證了混凝土的穩(wěn)定性、耐久性。PC具有引氣功能，排除了混凝土內(nèi)部的氣體，也在融合時加強了水泥等材料的分離。假如摻入PC后混凝土各方面性能有所優(yōu)化，證明PC可以促進混凝土的性能優(yōu)化，保證混凝土體積穩(wěn)定，耐久性不斷提高。

4 使用減水劑前的準(zhǔn)備工作

4.1 檢測原材料

對砂石、混凝土等原材料進行相關(guān)性能的檢測，主要包含：在高溫中的質(zhì)量、在水中的質(zhì)量，以及物體的密度。檢測這些基本性能，確保在一定工程條件下可以發(fā)揮材料的作用。

4.2 采用專業(yè)的機器材料

使用游標(biāo)卡尺等精準(zhǔn)測量儀器時，需要消除誤差，確保數(shù)據(jù)真實性。

4.3 處理砂石時需要采用磨光機

在使用前，需要確定物體的整體情況，并以此為依據(jù)確定摩擦系數(shù)和磨光值。

4.4 水泥品種確定了混凝土的質(zhì)量

水泥的品種、礦物質(zhì)含量和混合時需要的水量都是直接影響最終材料質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。不同的水泥品種產(chǎn)生的拌合物，其和易性也有所不同。普通水泥進行混凝土攪拌時，比礦渣水泥和火山灰水泥和易性要好。并不是最好的水泥就適用于所有工程，面對不同的工程，水泥品種之間的差距是選擇的重要標(biāo)準(zhǔn)。

4.5 研究水泥特性

在混凝土施工中，需要研究水泥的特性。減少混合時水量流失以及破壞其他材料的特性?；炷辽a(chǎn)過程中所用到的材料性能都要符合一定的要求。材料的性能、攪拌時間等都是影響混凝土質(zhì)量的重要因素?；炷翉姸?、耐久性等都取決于攪拌時間、質(zhì)量以及最終的運輸質(zhì)量。

4.6 運輸中的質(zhì)量管理

在運輸過程中，需要不停地攪拌混凝土，確保各材料之間的有效融合。為了提高混凝土的可泵性，需要摻雜粉煤灰或?qū)ｉT的混凝土外加劑，確保最終攪拌均勻。同時，在運輸過程中，車輛的顛簸、上坡下坡也會影響混凝土的質(zhì)量，嚴(yán)重時會導(dǎo)致混凝土發(fā)生離析、分層現(xiàn)象，影響混凝土后期的使用。

4.7 完善與健全各項材料管理

要想混凝土材料能夠安全、穩(wěn)定、高效使用，則應(yīng)強化材料管理力度，實現(xiàn)規(guī)范化管理材料。（1）構(gòu)建合理的材料管理制度，強化管理力度。（2）應(yīng)提高全體工作人員的材料管理意識，提升全員對材料的重視程度。（3）應(yīng)詳細記錄各類材料的使用情況，以方便查閱。（4）建立崗位責(zé)任制，將責(zé)任標(biāo)準(zhǔn)進行量化，并做好相應(yīng)的考核工作，以確保制度得以有效落實。

4.8 調(diào)整混凝土混合時的數(shù)據(jù)

混凝土混合時的數(shù)據(jù)要進行調(diào)整，從而得到正確的融合值。主要包括材料活性的記錄、對融合材料的特性記錄，以及在融合時產(chǎn)生的問題進行改正，最終尋找相關(guān)的正常值。

4.9 利用電子信息技術(shù)進行優(yōu)化

利用電子信息技術(shù)與專用的計算機對不同材料進行研究，尋找到相關(guān)的問題。在優(yōu)化過程中，要消除偶然誤差，對測量的數(shù)據(jù)進行劃分，提高整個融合過程的平穩(wěn)性。

5 加入減水劑后的混凝土施工

5.1 混凝土混合料拌和過程

在加入減水劑后，混凝土的質(zhì)量提高，在混凝土混合料進行拌和時，使用的機械設(shè)備是自動控制的間歇式拌和機，它具有溫控系統(tǒng)、計量系統(tǒng)、混凝土加入量系統(tǒng)和自動打印功能。在施工過程中，粉塵裝置采用二級除塵設(shè)備，回收粉塵可采用一級除塵，嚴(yán)禁使用二級除塵設(shè)備進行回收?；炷恋募訜岵牧鲜褂脤?dǎo)熱油，一般混凝土的加熱溫度在155℃～165℃之間，而改性混凝土的加熱溫度則高出10℃左右，在加熱過程中必須不斷攪拌，鏟運方向應(yīng)與流動方向保持垂直，防止混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。拌和好的混凝土混合料應(yīng)是烏黑發(fā)亮且無混凝土團塊。

5.2 混凝土混合料運輸和攤鋪

混凝土混合料使用自卸汽車運輸，汽車的數(shù)量根據(jù)運距、拌和量、攤鋪的速度綜合考慮，裝料前底板要涂防粘劑，裝料時為了防止出現(xiàn)離析現(xiàn)象，汽車要前后移動，實現(xiàn)多次裝料，運輸途中應(yīng)使用保溫氈布全部覆蓋，施工現(xiàn)場，汽車輪胎要保持潔凈?；炷粱旌狭系臄備佇枰诼坊こ掏瓿珊筮M行，在攤鋪前，要嚴(yán)格按照相關(guān)要求對路基的施工進行驗收，確保其符合環(huán)保工程及混凝土攤鋪要求。在整個施工中，要保證施工環(huán)節(jié)的連貫性，對不同環(huán)節(jié)進行質(zhì)量要求，以嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進行驗收。在正式攤鋪時，要保證輔助工具的完善，例如，要嚴(yán)查運送材料的車輛、拌和時需要用到的設(shè)備。對于不規(guī)則路面，要進行人工攤鋪，因此，要嚴(yán)格管理施工人員，對其專業(yè)能力進行審查。

6 結(jié)語

PC減水劑可以有效提高混凝土性能，操作簡便，為建筑工程中混凝土的使用提供了幫助。PC減水劑流動性好、減水率高，具備一定的靜電排斥功能和潤滑效果，在混凝土中得到了良好應(yīng)用。高性能減水劑應(yīng)用于混凝土中，為建筑施工提供了保障，也促進了建筑施工的發(fā)展。