高效減水劑及其在水利水電工程中的應用

丁江娜

摘 要：將高效減水劑應用于混凝土，是提升混凝土功能和性能的主要措施，也是提高水利水電工程質量，降低工程造價的有效途徑。本文主要通過探討高效減水劑的在我國發展的歷程、主要的類型、應用的原理及其在水利水電工程的應用，來促進高效減水劑研究的新發展，創新高效減水劑的應用方法，促進工程質量的提升。

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引 言

在我國，隨著經濟社會的發展，在水利水電的建設中，幾乎所有混凝土都摻有高效減水劑，是應用減水劑較多的行業。但是結合水利水電特點進行的新型減水劑的研究還比較欠缺，需要在普及當前高效減水劑應用的同時，加大新型水工混凝土外加添加劑的開發與研究，促進水利水電行業的發展，提升工程的質量，降低工程的成本。

一、高效減水劑的概述

（一）我國使用減水劑的發展史

我國最早在混凝土中使用減水劑是在20世紀50年代，當時的減水劑主要為紙漿廢液即為木質素磺酸鈣塑化劑。60年代，我國減水劑的使用和研究基本沒有突破，直至七十年代，才獲得一定發展，一些建筑研究院和高校，研制出了萘系高效減水劑和三聚氰胺系高效減水劑。到八十年代時，在萘系和三聚氰胺系高效減水劑的基礎上增加了多環芳烴高效減水劑。到目前，新的聚羧酸鹽系高效減水劑也研制成功了也投入了使用[1]。這些減水劑的使用，進一步加快了我國水利水電工程的建設進程，減少了水泥混凝土的用量，進而減少了成本。

（二）高效減水劑的種類

目前，在我國，常用的高效減水劑一共有三類，分別是萘系高效減水劑、高性能減水劑和復合型高效減水劑。

萘系減水劑呈棕褐色的粉末，主要成分為β-崇堿酸鉀醛縮合物高效減水劑，摻量為百分之零點三至百分之一點五。它的作用在于在保持混凝土水灰比和稠度的情況下降低水灰比，讓混凝土早強、增強，提高混凝土的稠度和流動性，達到節約水泥的目的。萘系高效減水劑可以有效地增強混凝土的強度，且具有不引氣，不影響混凝土凝結、推廣成本低的特點，所以它是各類減水劑的母體。

高性能減水劑，主要代表是芳香族氨基磺酸鹽系和聚羧酸系高性能減水劑，它的優點在于具有比較高的減水率和保塑性，是提升混凝土性能的主要添加劑。芳香族氨基磺酸鹽系高性能減水劑主要成分為苯胺、濃硫酸、酚類化合物、甲醛等，它的減水率在百分之二十五至百分之三十之間，具有很強的保塑性，不受混凝土凝結時間的影響，且減水劑的摻量很低，可以有效地防止混凝土堿集料反映，提升混凝土的耐久性。另外，這類的減水劑的生產條件比較好控制，成本低、易開發、保塑性強、沒有產生“二廢”，屬于環保化工產品，具有較強的推廣價值。而另一種高性能減水劑—聚羧酸系高效減水劑，主要成分為丙烯酸、丙烯酸酯、順丁烯二酸等，它是不飽和碳酸和可聚合單體共聚而成的聚合物[2]。它的減水率高達百分之二十五至百分之三十五，具有很好的減水效果和保塑性，能有效地減少或者防止新拌混凝土的塌落度損失，但這類減水劑的研發成本較高，推廣應用較少。

復合型高效減水劑的實質就是講不同種類的減水劑按照劑量進行合理搭配，從而使混凝土的外加劑取長補短，協同發揮作用。它是提升混凝土功能和性能的一種重要途徑，可以實現減水劑的多種功能的相容和平衡，有效克服一種減水劑的性能不足或者不經濟的缺陷。如將萘系減水劑和木鈣符合，減水率體可以有原來的百分之十八提升至百分是二十三，且保塑和引氣作用得到了改善，提升了混凝土的和易性。所以，當前在我國的工程建設中，單純地使用減水劑是比較少的，大多數都是根據工程建設的需要，將不同種類的減水劑進行有效混合，形成復合型高效減水劑。這種復合型減水劑不僅滿足了工程的多功能和多性能需求，也方便了工程的使用和管理，大大地提升了工程的質量，降低了工程的造價。

（三）高效減水劑的作用

高效減水劑的作用主要是減少用水、分散塑化混凝土，增強混凝土的稠度，提高混凝土的強度，減少塌落。如在工程建設中，加入0.7%萘系減水劑的混凝土的用水量為175kg/m2，塌落度為17.4cm，一小時后下降為9.5cm，實際的減水量為19.7%;如果增加萘系減水劑的摻量為1.2%，那么用水量將由原來的175kg/m2下降到167kg/m2，初始塌落度有17.4cm，變為16.5cm，一小時后為10.0cm，有效減水增加至23.4%。由此可見，高效減水劑對降低工程的成本，簡化施工管理，提高質量具有重要的促進作用[3]。在水利水電工程建設中，需要遠距離運輸混凝土，需要混凝土具有抗裂性和抗腐蝕性。而減水劑的使用能有效地解決這一問題。

二、水利水電工程用高效減水劑的發展趨勢

隨著水利水電工程建設的發展，規模進一步擴大，技術工藝的提高，在混凝土的要求將會更高。不管是在施工工藝、質量，還是在成本方面都有嚴格的要求，而為了保證混凝土的流動性、和易性、保塑性、緩凝性、高強度、高性能和低造價，相關人員必須加大高效減水劑的研究與開發和推廣，促進高效減水劑在日常工程中的應用。首先，提高高效減水劑的認識，正確認識減水劑對混凝土質量的影響;其次利用不同外加劑的種類的不同，進行不同種類外加劑的配合比率，加大多功能復合型高效減水劑的研究;其次，利用高效減水劑提升工程的耐性、性能和壽命;最后，培養復合型科學技術人才[4]。所以說，水利水電工程中有效地運用減水劑，可以有效地簡化管理，提升質量。

三、結束語

總之，有效地使用高效減水劑，不僅可以降低工程用水量，降低物業成本，還可以改變混凝土的強度、粘稠度和保塑性。它對于提高工程施工技術，提升混凝土的性能具有重要意義，是當前提升水電水利工程建設效率、節約資源的重要措施。因此，加強高效減水劑的產品的開發與研究，制定相應的高性能減水劑策略，規范減水劑使用，從而推動我國水工混凝土的技術進步。

參考文獻：

[1] 劉超.萘系高效減水劑和聚羧酸高性能減水劑的比較[J].中國標準化，2017（12）.

[2] 史星祥，劉遠祥，濮琦，etal.高效減水劑和粉煤灰對自密實混凝土性能的影響[J].混凝土與水泥制品，2017（12）.

[3] 劉廣烽.聚羧酸高性能減水劑在鐵路工程中的應用[J].商品混凝土，2018（Z1）：121-123.

[4] 張瓊.高效減水劑及膨脹劑復合作用對大體積混凝土性能及裂縫控制的影響[J].山東農業工程學院學報，2018，35（10）：25-26.