减水剂在清水混凝土中的应用

摘要 清水混凝土因其较高的施工工艺水平，浇筑成型后不需装饰，达到天然、庄重的感观效果，受到了国内外的普遍认同，在建筑业界逐渐普及。

关键词：减水剂和易性 流动性 强度表观质量

中图分类号：TU528文献标识码： A

清水混凝土的定义：直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土。清水混凝土极具装饰效果，所以又称装饰混凝土。它浇筑的是高质量的混凝土，而且在拆除浇筑模板后，不再作任何外部抹灰等工程。它不同于普通混凝土，表面非常光滑，棱角分明，无任何外墙装饰，只是在表面涂一层或两层透明的保护剂，显得十分天然、庄重。

清水混凝土的工艺效果得到了国内外的普遍认可。中国南方电网有限责任公司于2013年了关于清水混凝土施工验收的企业标准，统一和规范电网工程中清水混凝土质量验收标准，保证清水混凝土工程施工质量，加强清水混凝土施工质量管理与控制，定义了清水混凝土、普通清水混凝土、饰面清水混凝土。同时，在中国南方电网有限责任公司辖下范围内采取示范工程、样板工程的方法逐步推进，推广清水混凝土的施工。

清水混凝土是名副其实的绿色混凝土：混凝土结构不需要装饰，舍去了涂料、饰面等化工产品；有利于环保：清水混凝土结构一次成型，不剔凿修补、不抹灰，减少了大量建筑垃圾，有利于保护环境；消除了诸多质量通病：清水装饰混凝土避免了抹灰开裂、空鼓甚至脱落的质量隐患，减轻了结构施工的漏浆、楼板裂缝等质量通病；

清水混凝土的具体标准：梁柱板表面平整光滑，线条规则分明，外观色泽一致；轴线体型尺寸准确；大截面、变截面结构、线条规则，棱角分明；梁柱接头通顺，无明显槎痕；混凝土内实外光，消除了蜂窝麻面及气泡；预埋件、预埋螺栓套管表面平整，尺寸准确；对拉螺栓位置排列整齐，模板拼缝有规律。

在实现清水混凝土标准的时候，其技术关键是以下三个：1、混凝土配合比设计和原材料质量控制，严格按照施工配合比进行施工，严格控制原材料的使用，严禁使用不合要求的原材料。2、模板工程，清水砼要求模板的表面平整度高，不能有漏浆情况的发生，浇筑出来的砼平整，光滑，接缝处没有明显的缝隙，混凝土表面不处理。3、养护。其中在混凝土配合比设计和原材料质量控制这一项中，要求严格配合比设计，严格执行配合比，同时为了达到清水混凝土的标准，在混凝土施工过程中，为了改善和调节混凝土的性能，如改善混凝土拌合物和易性能；调节混凝土凝结时间、硬化性能；改善混凝土耐久性以及改善混凝土其他性能等，常常需要通过掺加一些为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质，即外加剂。而减水剂就是其中比较普遍使用的一种。需要掺加一些外加剂来实现，减水剂是其中比较关键的一项。

减水剂的定义是在不影响混凝土施工和易性的条件下，具有减水和增强作用的外加剂称为减水剂。减水剂的功能：使水泥颗粒分散，改善和易性，降低用水量，从而提高水泥基材料的致密性和硬度，增大其流动性。减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有同一种电荷，形成静电排斥作用，促使水泥颗粒相互分散，絮凝结构破坏，释放出被包裹部分水，参与流动，从而有效地增加混凝土拌合物的流动性；同时利用减水剂中的亲水基极性很强的特性，使水泥颗粒表面的减水剂吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜，这层水膜具有很好的作用，能有效降低水泥颗粒间的滑动阻力，从而使混凝土流动性进一步提高；减水剂结构中具有亲水性的聚醚侧链，伸展于水溶液中，从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层。当水泥颗粒靠近时，吸附层开始重叠，即在水泥颗粒间产生空间位阻作用，重叠越多，空间位阻斥力越大，对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大，使得混凝土的坍落度保持良好。

混凝土中掺入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，而亲水基团指向水溶液，构成单分子或多分子层吸附膜。由于表面活性剂的定向吸附，使水泥胶粒表面带有相同符号的电荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使水泥-水体系处于相对稳定的悬浮状态，而且，能使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体，从而将絮凝结构内的水释放出来，达到减水的目的。减水剂加入后，不仅可以使新拌混凝土的和易性改善，而且由于混凝土中水灰比有较大幅度的下降，使水泥石内部孔隙体积明显减少，水泥石更为致密，混凝土的抗压强度显著提高。

混凝土工作性特性是流动性和其强度的控制，主要取决于混凝土单位用水量和水灰比（水胶比）。我国现行混凝土设计规范中混凝土用水量的取值是依据混凝土坍落度和石子最大粒径确定的。用水量的多少，对控制砼强度有直接影响。在混凝土配合比设计时，有时用水量满足了和易性（即坍落度要求），但是其强度往往上不去，甚至达不到设计强度，这是因为水灰比大了，水泥的用量又要满足有关规范要求，所以就无法设计出一个合理的配合比；而砼在较低塌落度时候，强度比较容易提高，但和易性达不到施工要求。而使用了相应的减水剂后，可以改善混凝土的和易性，并减少水泥用量，内部孔径孔隙率明显减小，孔隙利用率得到提高，增加了内部结构的密实性，混凝土强度不降低甚至提高。在施工过程中，为了得到好的流动性，方便施工，往往在拌制混凝土的过程中，增加用水量来得到好的流动性，同时为了保证混凝土强度，又增加水泥用量，这样，就造成了浪费，并且这样施工，混凝土拌制时水及水泥的用量得不到严格控制，混凝土质量波动性大，混凝土质量得不到严格控制。使用减水剂后，减水剂依靠自身的亲水性和憎水性双重作用，同等流动状态减少用水量，同样强度减少水泥用量，能够提高水泥的和易性和施工性，提高混凝土强度和密实度，保证工程质量的同时，达到施工省力、工效提高、造价低，满足了施工要求。

在施工过程中，水灰比过小，混凝土的流动性不够，不便于施工，增加了振捣的难度，甚至振捣不到位，造成混凝土密实度降低，影响工程质量；而为了得到好的流动性，增加用水量，大于水泥水化的用水量，水泥矿物的水化过程是个放热过程,又因为水泥体系的热传导性能较低,因此水泥水化产生的水化热造成体系内部温度快速上升。同时,由于水泥体系向外部的散热而在体系内外之间形成温度梯度,产生较大的温度应力,导致产生温度裂缝，水灰比越高,水泥的可化合水越多,产生温度裂缝就越多，导致混凝土的表观质量降低。由于减水剂的吸附分散作用、湿润作用和作用的综合效应，使得仅用少量的水就能将混凝土拌合均匀，并改善新拌混凝土的和易性，有效控制用水量，减少温度裂缝的产生，降低混凝土收缩，使混凝土和易性优良，无离析、泌水现象，混凝土外观颜色均一，有效提高混凝土的表观质量。

总之，在清水混凝土施工过程中，适当掺加减水剂，可以提高混凝土强度，减少施工难度，得到良好的混凝土表观质量。

参考文献 南方电网清水混凝土工程质量验收标准（初稿） 44-EW00241W