浅析减水剂对水工混凝土性能的改善

摘要：随着水工混凝土在水工建筑物中的应用越来越广泛，提高水工混凝土的质量和改善水工混凝土性能的要求越来越迫切。而在水工混凝土拌合物中掺加减水剂就是提高水工混凝土质量和改善其性能的有效途径之一。

关键词：减水剂；改善；水工混凝土；性能

中图分类号：[TU528.36]文献标识码：A文章编号：1674-0432（2012）-02-0206-1

0 前言

水工混凝土在施工过程中为了保证其具有一定的流动性，一般施工单位总是要向水工混凝土拌合物中多加水，通常加水量要达到水泥重量的35%-65%，而水工混凝土在硬化时同其中的水泥起水化作用而产生的水大约占水泥重量的20%左右，这样就导致水工混凝土中将有25%-45%的水对于水泥的水化来讲是多余的。

加水量过多，作为胶结材料的水泥的胶质将被冲淡，水泥浆对砂和石子的胶结能力则随着胶质被水冲淡的程度而减小，直接导致水工混凝土的强度降低。另一方面，总加水量中除了一部分同水泥化合的水以外，凡是多余的水分，将在水工混凝土硬结的过程中慢慢蒸发出来，使水工混凝土内部生成无数细小而相互连通的毛细孔体系，这样就减小了水工混凝土的有效断面，使水工混凝土强度受到影响，而且由于这许多连通的气孔，造成了水工混凝土的许多缺点，比如水工混凝土的抗冻性、抗侵蚀性、抗渗性，以及水工混凝土中钢筋的防锈蚀的能力将会大大降低。水灰比同上述这些水工混凝土耐久性的关联尽管不像水灰比和强度那样直接，但在相同的条件下，水灰比越低，水工混凝土的耐久性就越好。所以要保证水工混凝土的强度和耐久性，在相同的条件下，使用减水剂能够降低水工混凝土拌合物的水灰比，减小水工混凝土内部的孔隙，使其更加密实。

1 减水剂对水工混凝土性能的改善

水工混凝土中掺入减水剂后，由于拌和水量的减少以及外加剂的物理、化学作用，对水工混凝土的各项性能产生了一系列的影响，这种影响可以从水工混凝土拌和物、水工混凝土在硬化过程中的性质变化反映出来。

1.1 对水工混凝土拌和物性能的影响

和易性。减水剂的通常减水率大约在5%-25%之间。如果不减少用水量，由于减水剂的加入，常可使坍落度增大10厘米左右，则使水工混凝土拌合物的流动性增大，同时使水工混凝土的塑变值提高，使混凝土拌合物对振动的反应较为敏感，提高水工混凝土的可塑性，保证水工混凝土具有较好的工作度，明显改善水工混凝土的和易性，可使水工混凝土在拌合30分钟内仍不影响混凝土的浇筑和振捣。

由于减水剂的使用显著增大了水工混凝土的流动性、坍落度，改善了水工混凝土拌合物的性质，使之均匀、不离析、不泌水，可有效改善骨料级配不佳而易离析的水工混凝土拌合物和易性，使之易振捣，改善水工混凝土现场施工条件，加快施工进度，特别适用于泵送水工混凝土、水下灌注及钢筋密集的水工混凝土的施工。

坍落度及工作度变化。减水剂增大水工混凝土坍落度损失，即减水剂水工混凝土拌合物从搅拌机中出料之后，如果停放一段时间，其坍落度将逐渐减小，而且其减小的速率较不掺者为大。但是减水剂同时又使水工混凝土具有了另一方面的特性，就是它的工作度的变化却较不掺者小，即尽管减水剂水工混凝土的坍落度较小，但一经振捣，立即表现出良好的塑性而不致影响水工混凝土的浇筑及振捣。因此，对于水工混凝土的远距离运输或拌合后的某些间歇，不必因其坍落度的损失而过分担心。

1.2 对水工混凝土凝结及硬化过程中性能的影响

凝结时间。多数减水剂或多或少都有减缓水工混凝土凝结的作用。但是根据工程的不同需要，可调整减水剂的组成成分，使其具备缓凝型、促凝型和早强型等多种功能。比如夏季或间歇性水工混凝土施工时可掺入缓凝型减水剂。

泌水性。将减水剂水工混凝土和不掺减水剂的水工混凝土在相同条件下各自拌和后，分别称取相同数量装入容器中，振捣密实后以相同的倾角置放1小时，从盛不掺减水剂的水工混凝土容器中用吸管陆续吸出泌出的清水约25毫升，而盛减水剂水工混凝土的容器中则无泌水。所以减水剂可减少水工混凝土的泌水量和泌水速率，原因就在于水泥浆的粘性由于水泥颗粒的静电相斥分散而减小，引进气泡的存在使单位体积内拌合物的比表面积增加，所以整个系统的粘性又有所增大，因此泌水性由总拌水的减少及气泡存在而减小。

水化热。掺入减水剂后，水工混凝土在28天以内的总发热量与不掺者基本相同。但多数减水剂能推迟水泥水化热峰值的出现时间。如果应用减水剂在保持一定和易性的条件下减少水泥用量，则可相应地使水工混凝土的水化热得到降低。

2 对硬化水工混凝土性能的影响

2.1 强度

由于减水剂使水工混凝土的加水量降低，生产同样流动性的混凝土，掺入减水剂就可以比不掺时用小得多的水灰比，因而其游离水造成的毛细孔就少，内部结构就比较密实；另一方面，减水剂的分散作用可使粘聚在一起的水泥粒群分散，增加了水泥颗粒的水化点，水化程度增加，更充分发挥了水泥的胶凝作用，使水泥颗粒的分布更均匀了，改善了水泥砂浆或混凝土内部的结构，所以减水剂能提高水工混凝土的抗压强度。除非过分缓凝的减水剂，通常在24小时后便可以看到抗压强度的提高。7天和28天抗压强度的提高率常在10%-30%之间，甚至可以达到40%。2天至3天内的提高率还要高些。由于抗压强度的提高，相应的水工混凝土抗拉、抗弯、抗剪强度，以及钢筋的握裹力等都有所提高，但它们的提高率不及抗压强度的高。

由于减水剂能显著提高水工混凝土的早期强度，通常将其用于可提前拆模、吊运安装的水工混凝土构件的施工中，这样可加速水工混凝土预制件模板的周转，节约场地，提前工期。

2.2 水工混凝土的变形性能

通常，减水剂水工混凝土的弹性模量有所增大，徐变度略小。减水剂水工混凝土的收缩，一般说来，在早期有中等程度的增大，而后期则与不掺者相同或略小。减水剂中不含加速或催化水泥水化和凝结过程的成分时，其增大早期收缩的作用是很有限的。

2.3 其他

由于减小了水灰比，减水剂水工混凝土的抗冻性、抗渗性，抗蚀性、耐磨性及水工混凝土中钢筋的抗锈蚀性能等都得到了不同程度的改善。

作者简介：唐婧媛，吉林省集安市水利局助理工程师，从事水利工程建设管理工作，研究方向：水利水电工程建筑；岳福波，吉林省集安市水利局工程师，从事水利工程建设管理工作，研究方向：水利水电工程建筑；张恒渤，吉林省集安市水利局工程师，从事水利工程建设管理工作，研究方向：水利水电工程建筑。