高效减水剂在水泥混凝土中的应用

　　摘 :介绍了木竹建筑材料的环保特点 ,阐述了木竹建筑材料的工程应用 ,指出在水泥 、 要 钢材 、 砌体等建材的生产能耗 以及建筑使用能耗不能大大降低的情况下 ,可适当发展使用木竹建筑材料 ,从而有助于建筑行业节能降耗 。 关键词 : 木竹建筑材料 ,建筑能耗 ,节能 ,环保 中图分类号 : TU531 文献标识码 :A 屋 ,木竹建筑走过了一段极其辉煌的发展历史 , 古时的能工巧匠 给后人们留下了珍贵的文化与智慧财富 。不仅木竹建筑独特的 美学特性 、 自然质感和优良亲切的手感是现代建筑所不能代替 的 ,而且在节能环保 、 绿色健康 、 抗震防风 、 设计灵活等方面更是 具有钢筋混凝土等现代结构所不能够比拟的优越性 。 竹木建筑因具有节能环保 、 材料可再生并且可循环利用等诸 多优点 , 在欧美 、 日本等发达国家已被普遍的使用 。在北美约有 85 %的多层住宅和 95 %的低层住宅采用木结构 , 还有 50 %的低 层商业建筑和公共建筑采用木竹材料 。在欧洲 ,木竹结构的应用 也十分广泛 ,瑞典 80 %的房屋为木结构房屋 ,苏格兰 48 %的私人 居所为木结构 。在日本 ,50 %以上的建筑是以木竹为建筑材料 。 在我国 ,林业科学研究院的建筑用竹材墙体材料研究以及木结构 混凝土 。3) 减少用水 : 在混凝土坍落度相近情况下 , 掺入混凝土 高效减水剂可大幅度减少混凝土拌合水用量 。掺 0. 5 %～ 1. 5 %粉 剂时 ,减水率可达 12 %～ 25 % ,能配制出高强高流态混凝土 。4 ) 节约水泥 : 在保持混凝土拌合物坍落度不变 , 硬化后混凝土各龄 期强度相近的情况下 ,在混凝土中掺入混凝土高效减水剂可以节 约 10 %～20 %的水泥用量 ,可产生非常明显的经济效益 。5) 提高耐久 性 :在混凝土中掺入混凝土高效减水剂后 ,不但可以改善拌合物的 和易性 ,而且可明显降低水灰比 ,改善硬化后混凝土内部结构 ,混 凝土抗渗 、 、 抗冻 耐非物理性腐蚀及抗锈蚀能力等耐久性能显著提高 。

　　目前 ,我国建筑业正处于蓬勃发展时期 ,就建筑材料来看 ,主 要使用的是水泥 、 石材 、 、 钢材 砌体 。生产水泥 、 钢材 、 砌块需要燃 烧大量的原煤 ,同时排放出大量的温室气体 , 生产水泥还会产生 大量的粉尘 , 导致非常严重的空气污染 。制备混凝土的骨料 , 需要开 山取石 ,挖掘河道采砂 ,为此将破坏自然景观 ,改变河道位置及形 状 ,造成水土流失或河流改道等难以处理的后果 , 生产黏土砖会破坏大 量的天然耕地 ,限制粮食生产 。在世界各国能源紧缺情况日趋突 出和提倡可持续发展的大背景下 ,建筑行业的节能降耗已经引起 了政府部门和社会各界的高度关注 。 木材和竹材作为建筑材料已有悠久的历史 , 从山西应县木 塔、 故宫太和殿的木柱梁到江南园林中幽雅别致的竹亭 、 竹桥 、 竹 可减少热天坍落度损失 , 用搅拌车或罐车运输水泥混凝土时 , 在 浇筑现场可二次加入高效减水剂 , 经迅速搅拌均匀后出料 , 不得 多加水 , 并快速完成浇筑 、 振捣 、 饰面等 ; 使用缓凝型的高效减水 剂 。4) 养生环节是保证水泥混凝土结构不产生开裂和微裂缝的 关键环节 ,因此 ,掺普通减水剂 、 高效减水剂的公路工程水泥混凝 土结构 ,应加强并尽早进行保温保湿养生 。掺普通减水剂的水泥 混凝土结构物件不适宜于蒸养 ; 掺缓凝型减水剂的水泥混凝土结构物件必 须保证静停一段时间后 ,使水泥混凝土形成一定的结构强度才可 蒸养 。掺高效减水剂的水泥混凝土可用蒸养养护 。

　　1) 高效减水剂在施工应用之前应检验 p H 值 、 密度 ( 或细度 ) 、

　　减水率 ,符合标准要求后才可使用 , 最佳掺量的确定一定要满足工程环 境条件的设计强度 、 工作性 、 耐久性及经济性等性能要求 ,根据供 货商提供的推荐掺量 ,通过试配得到一个合理掺量 。高效减水剂 掺量过大会造成水泥混凝土严重泌水 、 水泥浆大量流失 , 导致密 实度不足 ,从而影响强度 。2) 减水剂应配制成均匀的溶液 。外加 剂沉淀的有害作用与外加剂掺量超大是相同的 ,每天应清除溶液 中未能溶解的固体沉淀物 。依据工程的需要 ,普通减水剂和高效 减水剂可与其他可混溶的外加剂复配使用 。3 ) 在高效减水剂中 掺入与水泥相适应的缓凝剂 、 高温缓凝剂 、 保塑剂或缓凝型减水剂

　　为调凝剂的水泥碰到木钙 、 糖钙减水剂时 , 会产生严重的不适应 性 ,不仅得不到预期的效果 , 而且往往会引起流动损失过快甚至 异常凝结 。因此 , 对于掺有硬石膏的水泥 , 在使用减水剂时要特 别小心 。5) 高效减水剂自身特性的影响 。高效减水剂的分子结 构对其塑化效果有很大的影响 , 这在前面已经论述过了 。此外 , 减水剂的掺量 、 形态等其他因素有影响 。当高效减水剂掺量过高 时 ,其分散作用可能会影响到水化产物 ,阻碍它们之间的粘结 ,从而 推迟强度增长以及降低最终的强度 。三聚氰胺系高效减水剂 、 氨 基磺酸盐系高效减水剂在施工中只有以水剂方式作用才能发挥 良好的塑化效果 。

　　摘 : 介绍了高效减水剂的性能及应用 ,分析了高效减水剂与水泥的适应性问题 ,提出了高效减水剂在水泥混凝土中 要 应用的需要注意的几点 ,并分析了其经济技术效果 ,以推广高效减水剂的应用 。 关键词 : 高效减水剂 ,水泥 ,适应性 ,应用 中图分类号 : TU528. 042 文献标识码 :A 果较差 。各种试验表明 ,C3 A 含量高的水泥 , 将形成大量的钙矾 石 ,须消耗大量的水 , 使混凝土流动度降低 , 需增加减水剂的用 量 。这是因为减水剂溶解后 ,优先选择性地吸附在 C3 A 或其初期 水化物表面 ,从而使对其他粒子产生分散作用的有效的减水剂量 相应减少 。2) 水泥碱性的影响 。现代工程普遍采用纯硅或普硅 水泥 , 而这类水泥的碱度是比较高的 。加上砂 、 石或外掺材料等 也都带有少数的碱 。碱含量对减水剂与水泥的适应性有很 大影响 ,试验表明 , 掺量一样的同种减水剂 , 采用碱含量高的水 泥 ,其水泥净浆的流动性就较差 , 塑化效果亦差 。3 ) 水泥细度的 影响 。当水泥细度增加时 , 水泥比表面积就增大 。因此 , 就需要 有更多的分散剂的分子吸附覆盖在水泥颗粒表面 ,才可以做到预期 的使用效果 。水泥颗粒越细 , 其净浆流动稳定性越差 , 要有好的 流动性 ,则所需的减水剂就要增多 。4 ) 水泥中石膏的影响 。石膏 控制硅酸盐水泥的凝结时间与硬化速度 , 一般会以二水石膏 、 半 水石膏 、 可溶性或不可溶性硬石膏 ( 无水石膏 ) 等几种形式存在 。 由于它们的溶解度和溶解速度是不相同的 , 在混合物中 C3 A 与

　　随着社会的进步 , 经济的发展 , 我国的公路事业也在飞速发 展 ,大到高速公路 , 小到村村通公路 , 不管是桥涵 , 还是水泥混凝 土路面 ,现代的实施工程技术对混凝土的要求慢慢的变多 ,也慢慢变得高 。 不仅要求具有适当的抗压 、 抗折 、 抗拉 、 抗弯强度 , 而且要求其具 有高抗冻性 、 抗渗性 、 抵抗腐蚀能力 、 抗碱 — 骨料反应性 、 致密性和耐久 性 ,以能抵抗各种来自内部或外部因素的破坏 ,并要有合适的流动 性和成型及水化性能 ,以满足各种施工环境和施工条件的要求 。

　　在混凝土的制备过程中 ,通常要在其拌合物中或拌和前掺入 不大于水泥重量特殊的比例的高效减水剂 ,以期改变或改善混凝土 性能 , 诸如流动性 、 和易性 、 早期强度 、 抗冻性 、 抗渗性 、 水化进程 等 ,尤其是在 21 世纪 , 高强 、 高性能及高耐久性混凝土的发展和 应用更是离不开各种高效减水剂的使用 。 参考文献 : [1] 靳志国 . 高效减水剂对水泥水化性能的作用 [J ] . 山西建筑 , 2007 ,33 ( 10) :2162217.

　　水泥的适应性较好 ; 当水泥中 C3 A 的含量高时 , 减水剂的使用效

　　1) 改善和易性 : 当保持混凝土配合比不变时 , 掺入 0. 5 %～

　　剂可使拌合物坍落度增加 10 cm～ 20 cm ,并能减少泌水 , 提高抗 离析性 ,大大改善混凝土施工性能 。2 ) 提高强度 : 使用相同用量 水泥 ,保持相近和易性 ,掺入 0. 5 %～1. 0 %粉剂 ,1. 5 %～ 3. 0 %水 剂 ( 占水泥重量) ,混凝土高效减水剂可使混凝土各龄期强度显著 提高 ,同时混凝土抗住压力的强度与抗折强度相应提高 。掺 1. 0 % ～ 1. 5 %粉剂 ,混凝土高效减水剂可配制泵送 C60～ C80 高强高流态

　　高效减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变的条件下 , 能减少拌和用水量 、 提高混凝土强度 ; 或在和易性及强度不变的 条件下 , 节约水泥用量的外加剂 。与普通减水剂相比 , 减水及增 强作用都较强 。 抗压强度超过 50 MPa～60 MPa 的混凝土通常被认为是高强 混凝土 ,其重要特点是强度高 、 耐久性好 、 变形小 。20 世纪 60 年 代～70 年代 ,高效减水剂的应用使混凝土业出现了惊人的进展 , 突出地体 现 在 水 灰 比 从 小 于 0. 50 大 幅 度 地 降 低 到 可 以 小 于 0. 30 甚至更低 ,从而混凝土能够迅速地硬化 , 强度大幅度的提升 。以 高强度混凝土建造的高层建筑物和大跨桥梁迅速获得应用 ,施工 工期缩短和模板周转加快 。 目前 ,获得高强混凝土的最基本途径是选择优质的胶凝材 料、 骨料与高效减水剂 , 然后优化这些材料的配比 。其关键是减 少基体中的孔隙率 , 微裂纹和脆弱晶体结构 , 还要促进集料界面 过渡区的强度和质量 。为了达到上述目的 ,降低水灰比是主要方 法 。实践表明 ,水灰比为 0. 3 以下的混凝土材料比水灰比为 0. 4 以上的有着非常明显优越的质量 ,且当水灰比降低到水泥浆体完全水 化所需理论最低值时 , 强度仍然增加 。因此 , 高效减水剂是制备 高强混凝土必不可少的组分 。1988 年在美国西雅图的工程建设 中 ,使用的 133 MPa 高强混凝土 ,采用了高效减水剂 ,水灰比都在 0. 4 以下 ,不但可以确保建筑物的大空间 、 减少实际工程的总造价 ,而 且混凝土非常密实 ,能保持在严酷环境条件下提高其耐久性 。 随着混凝土制备强度进一步提升 ,水泥和高效减水剂之间的 相容性问题已引起普遍关注 , 减水剂的饱和点掺量 、 流动度损失 和强度常用来判定减水剂在混凝土拌合物中的相容性 。减水剂 的相容性研究能够进一步揭示其在混凝土中的物理化学作用 。