减水剂对混凝土性能的作用机理
作者：耿力机械
发表时间：
2017-02-24 08:51
减水剂的功能：
①在不减少水泥、用水量的情况下，改善新拌混凝土的工作度，提高混凝土的流动性；
②在保持一定工作度下，减少水泥、用水量，提高混凝土的强度；
③在保持一定强度情况下，减少单位体积混凝土的水泥用量，节约水泥；
④改善混凝土拌合物的可泵性以及混凝土的其它物理力学性能。
当混凝土中掺人高效减水剂后，可以显著降低水灰比，并且保持混凝土较好的流动性。
通常而言，高效减水剂的减水率可达20%(质量分数，下同)左右，而普通减水剂的减水率为10%左右。
一般认为减水剂能够产生减水作用主要是由于减水剂的吸附和分散作用所致。研究混凝土中水泥硬化过程可以发现，水泥在加水搅拌的过程中，由于水泥矿物中含有带不同电荷的组分，而正负电荷的相互吸引将导致混凝土产生絮凝结构（如图）。絮凝结构也可能是由于水泥颗粒在溶液中的热运动致使其在某些边棱角处互相碰撞、相互吸引而形成。由于在絮凝结构中包裹着很多拌合水，因而无法提供较多的水用于润滑水泥颗粒，所以降低了新拌混凝土的和易性。因此，在施工中为了较好地润滑水泥颗粒，并达到分散的目的，就必须在拌合时相应地增加用水量，而这种用量的水远远超过水泥水化所需的水，从而导致水泥石结构中形成孔隙，致使其物理力学性能下降，从而留下缺陷，加速了混凝土因各种外界环境条件的作用而劣化，导致耐久性性能下降。加入混凝土减水剂就是将这些多余的水分释放出来，使之用于润滑水粒颗粒，减少拌合水用量，因而提高混凝土物理力学性能和耐久性性能。
混凝土中掺人减水剂后，可在保持水灰比不变的情况下增加流动性。普通减水剂在保持水泥用量不变的情况下，使新拌混凝土坍落度增大10cm以上，高效减水剂可配制出坍落度达到25cm的混凝土。
减水剂除了有吸附分散作用外，还有湿润和润滑作用。水泥加水拌合后，水泥颗粒表面被水所湿润，而这种湿润状况对新拌混凝土的性能影响甚大。湿润作用不但能使水泥颗粒有效地分散，亦会增加水泥颗粒的水化面积，影响水泥的水化速率。减水剂中的极性憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面上，而亲水基团向外定向排列。亲水基团很容易和水分子以氢键形式结合。当水泥颗粒吸附足够的减水剂分子后，借助于磺酸基团负离子与水分子中氢键的缔合，水泥颗粒表面便形成一层稳定的溶剂化水膜，颗粒之间因这层水膜的隔离而得到润滑，相对滑移更容易。由于减水剂是极性分子，吸附在水泥颗粒表面，向外带相同的电荷，而向内则带另一种极性的相同电荷，故形成双电层。由于水泥颗粒表面均带相同的电荷，从则由于静电相斥作用而分散。
由于减水剂的吸附分散作用、湿润作用和润滑作用，因而只要使用少量的水就能容易地将混凝土拌合均匀，从而改善了新拌混凝土的流动性。
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