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混凝土中减水剂选择的研究 摘要：随着建筑业的发展，商品混凝土的应用日益广泛。而作为混凝土添加剂的减水剂对其性能有着很大的影响，在不同的施工环境使用不同种类的减水剂的效果将会怎样呢.本文就如何选择减水剂及注意的问题作了研究。 关键词：混凝土，减水剂，性能，种类 引论：混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌和硬化混凝土性能的材料。混凝土外加剂的特点是掺量少、作用大。自20 世纪30 年代开始使用以来，混凝土外加剂不断得到发展和应用，已成为混凝土配比中不可缺少的组分。1减水剂的发展历程 减水剂是混凝土外加剂的一种，可以单独使用，也可与其他功能性组分复配，用来改善新拌和混凝土性能。当在水泥中加入减水剂后，在不改变混合体系组成的条件下，可增加混凝土拌合物的和易性与保坍性；或在混凝土拌合物的和易性不变条件下，减少拌和用水量以提高混凝土的强度与耐久性，并降低因水泥的水合作用而引起的裂变、收缩及热变形等现象[1]。实际上，早在1938年，以萘磺酸盐为主要成分的分散剂技术就在美国取得专利，这算得上是高效减水剂的前身。因为当时混凝土的设计强度(C20-C30)，完全可以通过调节用水量来达到所需要的工作性，并保证强度，再加上水泥价格相对较便宜，从经济上考虑，没必要减少混凝土中水泥用量。在以后较长时间内，只有文沙树脂引气剂、氯盐类早强剂和用纸浆副产品制成的木质素磺酸盐普通减水剂占据着混凝土外加剂的主要市场。 1962年，日本花王石碱公司的服部健一博士研制成功了b－萘磺酸盐甲醛缩合物（以下简称“萘系”）高效减水剂；1963年，德国研制成功三聚氰胺甲醛树脂磺酸盐（以下简称“密胺系”）高效减水剂，并投入生产应用，真正算作历史上最早出现的两类高效减水剂产品。20世纪70年代中、后期，这两类高效减水剂也相继在我国开发研制成功，并投入生产应用。到20世纪70年代末80年代初，为了充分利用地方性原材料，降低生产成本，蒽系高效减水剂应运而生，而脂肪族高效减水剂(羰基焦醛高效减水剂)则是最近10年才开始生产应用的。近来，随着工程实际对混凝土各项技术性能要求的提高，氨基磺酸盐系和聚羧酸系高效减水剂相继研制成功并投入生产。新品种高性能减水剂的出现，极大地丰富了我国高效减水剂的市场，但在产品推广和实际应用技术方面仍存在一定问题[2~4]。 2我国减水剂行业的现状 在新修订的的标准中（GB8076中），按照减水率的大小，将减水剂分为普通减水剂（以木质素磺酸盐类减水剂为代表）、高效减水剂（包括萘系减水剂、蒽系减水剂、洗油系减水剂、氨基磺酸盐减水剂、脂肪族减水剂、密胺系减水剂等）和高性能减水剂（以聚羧酸系减水剂为代表）[5~8]。据中国建筑材料联合会混凝土外加剂分会的统计分析，2007年我国减水剂品种齐全，优等品率和合格率大幅度提高，主要产品的产量如下：全国合成混凝土减水剂产量约284.54万ｔ，其中普通减水剂（折成固体计算）17.51万t，占6.2％；高效减水剂（折成固体计算）225.6万t，占79.3％；高性能减水剂（按照20％液体计算）41.43万t，占14.6％，见图1。据不完全统计，全国现有外加剂生产企业1500多家，其中，采用化学合成生产的工厂有350多家，聚羧酸系减水剂的生产企业有60多家。可知我国的减水剂发展正在走向另一个新的台阶[9~12]。 3不同减水剂对混凝土的影响 减水剂与水泥的适应性是个复杂的问题, 在某种水泥中坍落度经时损失小的减水剂, 在另一种水泥中坍落度经时损失可能会大, 至今尚未有一种对任何水泥都有较好效果的高效减水剂, 使用前必须经过实验[13]。目前, 实际应用中的混凝土评定指标常常为混凝土强度与坍落度, 而忽视了混凝土的体积稳定性问题。体积稳定性不良会引起混凝土早期收缩, 形成裂缝。若混凝土早期的收缩裂缝处理不当,就会加速混凝土的开裂, 这不但会影响建筑物的外观和使用功能, 而且会对建筑物的结构安全性和耐久性造成危害。影响混凝土早期开裂性能的因素有很多, 如外加剂品种和掺量、环境温度及风速等都会使混凝土出现裂缝。在工程中，不是所有的混凝土都可以添加任何的减水剂。这就要我们的设计单位和工程技术人员按各种减水剂的减水机理和作用，接合实际的施工环境做出正确的选择[14]。 3.1萘系高效减水剂(简称萘系减水剂, NSF) , 主要成分为萘磺酸甲醛缩合物, 是一种极性分子, 其中的磺酸基(-SO-3-)是亲水基团。NSF是由萘用浓硫酸磺化得到β-萘磺酸、与甲醛缩合、用苛性钠中和得到的萘磺酸钠甲醛缩合物。萘系减水剂是目前国内生产量最大、使用最广的高效减水剂。其特点是减水率较高, 不引气, 与水泥适应性好, 价格相对便宜, 与各种外加剂复合性能好。缺点是坍落度经时损失较大, 混凝土有些发黏。 3.2聚羧酸高性能减水剂(