混凝土减水剂十问

一、什么是混凝土？

    混凝土是由胶凝材料水泥、水、粗骨料，按适当比例配合，经过均匀搅拌，密实成型并经过一定时间养护硬化而成的人造石材。目前，工程上使用最多的是以水泥为胶凝材料，以砂石为骨料，加水拌制而成的普通水泥混凝土。

    砼具有许多优点：a、可塑性，便于施工成型；b、与钢筋有牢固的粘结力；c、硬化后抗压强度高，耐久性良好；d、砂石可就地取材，符合经济的原则；e、可利用工业废料作掺合剂，利于环境保护。它的主要缺点是抗拉强度低，受拉易变形、开裂以及自重较大。

二、混凝土外加剂按其主要使用功能分为哪些？

    1 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，包括各种减水剂和泵送剂等；
    2 调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、促凝剂和速凝剂等；
    3 改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂、阻锈剂和矿物外加剂等；
    4 改善混凝土其他性能的外加剂，包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等。

三、何为坍落度损失?怎样减少坍落度损失?

    坍落度损失是指新拌混凝土的稠度会随时间的增长而逐渐减小。坍落度损失是所有新拌混凝土具有的一种正常现象，是波特兰水泥水化浆体在形成钙矾石和水化硅酸钙等水化产物的同时，逐渐变稠、凝结的结果。

    一般情况下，新拌混凝土在最初半小时内，水泥水化产物的体积很小，坍落度损失不是很大，但在此后，混凝土的坍落度即开始以一定的速率减小，其快慢决定于水泥种类、水化时间、环境温度、初始坍落度的大小及所掺的外加剂和掺合料。

    对混凝土的坍落度损失，可以通过以下几种途径来减少：
    ① 选用C3A和碱含量都较低的水泥。由于水泥中C3A含量较低，水泥水化反应相对减慢，初期水化产物减少，因而可以使坍落度损失减小。
    ② 在混凝土中掺用缓凝型外加剂。这类外加剂可使水泥水化反应速度降低、水化热峰值后延，从而减小坍落度损失。
    ③ 在混凝土中掺用优质粉煤灰。由于优质粉煤灰中球形颗粒的滚珠润滑作用在新拌混凝土中能保持较长时间，因此可以减少坍落度损失。
    ④ 在满足施工要求的情况下，尽可能选用坍落度低的配合比，因为坍落度损失的大小一般与初始坍落度成正比，初始坍落度越大，坍落度损失也越大。
    ⑤ 尽可能降低新拌混凝土的温度，因为温度过高也会加快坍落度损失。通过使用水化热低的水泥，降低集料的温度以及在混凝土中加冰等手段可降低新拌混凝土的温度，从而减少坍落度损失。
    ⑥ 尽可能缩短混凝土搅拌、输送、浇灌、捣实等工序所需要的时间。

四、引气剂对新拌混凝土的性能有什么影响?

    (1) 引气量与气泡分布

    掺下引气剂后，混凝土搅拌时会引入大量微小气泡。但是引气量的大小对任何一种引气剂来说不是一个固定值，一般多在3％～5％之间。同时，掺引气剂的混凝土每立方米中含有数千亿个气泡，泡径多在20～200pm，为了定量表示引气剂所引进的气泡形态，采用泡径大小分布、气泡比表面积及间距系数等参数来描述。一般来说，气泡小，比表面积大，间距系数小。

    (2) 和易性

    引气剂由于使混凝土引进大量微小且独立的气泡，这些球状气泡起着润滑和滚珠的作用，使混凝土的和易性得到改善，尤其对集料粒形不好的碎石、特细砂、人工砂混凝土改善程度更为显著。

    (3) 泌水、沉降收缩

    混凝土中掺人引气剂后，由于引人大量的气泡，整个体系的表面积大大增加，比不掺引气剂时的粘度大得多，泌水与沉降因而减小。另一方面，由于气泡的存在，泌水的毛细管通道被破坏，而且气泡里气体的迁移和气泡再分布，能进一步破坏这种通道；当采用离子型表面活性剂时，水泥浆的粘性进一步增加，这些都使引气后混凝土的泌水和沉降显著减小。

五、减水剂对新拌混凝土的性能有什么影响?

    (1) 改善混凝土拌合物的和易性
    减水剂属于表面活性物质，在水泥混凝土中具有吸附分散、湿润和润滑作用，因此掺用减水剂后可显著地改善混凝土拌合物的和易性，使新拌混凝土易于拌合、运输、浇灌和成型。

    (2) 减少单位用水量

    硅酸盐水泥水化在理论上只需20％～25％的水，但实际制备混凝土时加水量往往超过这个数量，一般为40％～55％，这多余的水是为了便于施工获得一定的坍落度而加入的。在混凝土中加入减水剂后，能使水泥颗粒分散，多余水被释放出来，流动度增大。因此，在保持一定坍落度的情况下，掺用减水剂可使混凝土拌合物的单位用水量减少。

    (3) 改变混凝土的凝结时间

    混凝土中掺用缓凝类减水剂后，凝结时间将得到延缓。例如掺人0．25％缓凝型木钙减水剂后，在保持坍落度基本一致时，凝结时间均比基准混凝土推迟，普通水泥混凝土的初凝时间延缓1～2h，矿渣水泥混凝土延缓2～4h；普通水泥混凝土的终凝时间延缓约2h，矿渣水泥混凝土则延长2～3h。

    (4) 减少泌水和沉降

    减水剂对泌水和沉降的影响相当显著。即使含气量和基准混凝土相同，掺减水剂的混凝土其泌水也显著减少。这对减少混凝土的离析，改善混凝土性能，保持施工所需的和易性是非常有益的。

六、影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素有哪些?

    (1) 熟料矿物组成的影响

    硅酸盐水泥熟料的矿物组成，是影响水泥凝结硬化的主要因素，四种熟料矿物的水化、凝结硬化特性.

    (2) 水泥细度的影响

    水泥颗粒的粗细直接影响水泥的水化、凝结硬化、干缩及水化热等，一般而言，水泥颗粒越细，水化作用的发展就越迅速、越充分，凝结硬化的速度越快，早期强度也就越高。但是水泥颗粒过细，标准稠度需水量增大，活性易降低，硬化后收缩亦较大，且粉磨能耗大、成本高。    

    (3) 拌合加水量的影响

    水灰比愈大，凝结愈慢。其原因在于水灰比越大，水泥浆体系结构越不致密，凝胶不易聚集。

    (4) 养护湿度和温度的影响

    水是参与水泥水化的物质，是水泥水化、硬化的必要条件，因此浇筑后的混凝土(砂浆)应保持潮湿状态，以利强度的获得和发展。提高温度可使早期强度发展较快，降低温度可获得较高的最终强度。但在0℃以下，水结成冰后，水泥的水化、凝结硬化作用将停止。

    (5) 养护龄期的影响

    一般而言，水泥石强度随养护龄期的增长而不断提高。

    (6) 调凝混凝土外加剂的影响

    掺用促凝剂能促进水泥的凝结硬化，提高早期强度。相反，掺用缓凝剂会延缓水泥的凝结硬化，影响早期强度的发展。

    (7) 储存日期的影响

    水泥受潮后，强度将降低，一般储存三个月强度约降低10％～20％，六个月降低15％～30％，一年约降低25％～40％。

七、混凝土外加剂有什么作用？

    1) 能改善混凝土拌和物的和易性、减轻体力劳动强度、有利于机械化作业，这对保证并提高混凝土的工程质量很有好处。
    2) 掺用外加剂可以加快施工进度，提高建设速度。
    3) 能提高或改善混凝土质量。
    4) 在采取一定的工艺措施之后，掺加外加剂能适当地节约水泥而不致影响混凝土的质量。
    5) 可以使水泥混凝土具备一些特殊性能，如产生膨胀或可以进行低温施工等。

八、影响外加剂与水泥适应性的因素有哪些？

    1.外加剂材料方面的影响：聚羧酸合成工艺、材料类型
    2.水泥方面的因素
    （1） 矿物成分和石膏掺量
    （2） 石膏型态和掺量
    （3） 水泥的碱含量
    （4） 水泥中的混合材和混凝土掺合料
    （5） 水泥的细度
    （6） 水泥的新鲜程度和水泥的温度
    （7） 水泥助磨剂的应用 3. 外加剂的掺量和掺加方法的影响

九、混凝土坍落度损失原因有哪些？

    1. 水泥品种的影响
    水泥水化顺序：C3A > C4AF > C3S > C2S
当水泥中主要成分C3S,C2S开始水化时，液相中外加剂浓度已经很低，水泥颗粒表面电动电位值减小，因而混凝土和易性变差，坍落度下降。
    2. 外加剂品种的影响
    高效减水剂 >普通减水剂> 引气减水剂 >缓凝减水剂 >聚羧酸减水剂
    速凝减水剂 > 早强减水剂 > 缓凝减水剂>聚羧酸减水剂
    3. 外部条件的影响

十、聚羧酸盐减水剂的生产原理是什么？

    由于掺用高效减水剂的混凝土，坍落度经时损失大，新型聚羧酸高效减水剂的研发已从萘系减水剂，逐渐向聚羧酸系减水剂转移。
聚羧酸减水剂合成工艺：
    ① 共聚
    在装有冷凝回流装置的反应釜中，加入额定量的丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸丁酯，以醋酸乙酯为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，加热回流反应数小时，得到共聚产物。
    ② 酯化（接枝）
    在共聚产物中加入一定量的端羟基聚氧乙烯基醚及适量催化剂进行酯化反应，反应过程中常压蒸馏出醋酸乙酯和水的混合物，反应一定时间，得到棕黄色接枝产物。
    ③ 磺化
    在接枝产物中加人适量的醋酸乙酯，以浓硫酸为磺化剂进行磺化反应，反应产物呈深棕色。
    ④ 中和
    用NaOH溶液进行中和，至磺化产物完全溶解，得到聚羧酸盐高效减水剂产品。