混凝土減水劑是使用場(chǎng)合最多的混凝土外加劑之一。關(guān)于混凝土減水劑,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)它的定義、分類以及相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)做了明確的界定,本文不做討論。人們對(duì)于減水劑有許多的期望,比如,認(rèn)為減水劑可以減水、增加強(qiáng)度、提高流動(dòng)性以及節(jié)約水泥(膠凝材料),還要求減水劑能夠解決新拌混凝土不離析、不泌水、不分散等等一系列的工作性能,甚至還要求減水劑能解決坍落度損失的問題。這其實(shí)是對(duì)減水劑性能的誤解。那么減水劑的本質(zhì)是什么,我們應(yīng)該如何使用它,又應(yīng)該如何看待減水劑的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的作用,是這個(gè)系列文章要討論的內(nèi)容。
減水劑究竟在混凝土中起什么作用呢?按減水劑的學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō),它稱為Plasticizer,即塑化劑,也就是可以為新拌混凝土提供塑性的外加劑?;炷涟韬衔镏械乃饍煞N作用, 一種是用于水化反應(yīng),這一部分用水量相當(dāng)少。據(jù)估算,所有膠凝材料完全反應(yīng),用水量?jī)H占膠凝材料總量的0.25倍,即水膠比中,僅0.25的用水量用于水化反應(yīng)。這個(gè)數(shù)字還被高估了,因?yàn)樗^程是極其漫長(zhǎng)的,目前所知,成型后60年的混凝土試件中,仍然有未水化的水泥顆粒,因此,在混凝土施工過程中,因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)所消耗的水量是極少的。大多數(shù)混凝土用水是為混凝土提供流動(dòng)性,讓混凝土具有可塑性,便于操作,形成所需要的結(jié)構(gòu)形狀。可以毫不夸張地說(shuō),在施工階段,所有的混凝土用水都會(huì)為混凝土提供流動(dòng)性。
那么在現(xiàn)代混凝土中,除了混凝土用水外,還有什么材料能為混凝土提供可塑性性呢?可以肯定地說(shuō),沒有。這時(shí),有人會(huì)問一個(gè)問題,混凝土用減水劑不是可以增大流動(dòng)性嗎?為什么說(shuō)除水之外沒有原材料為混凝土提供流動(dòng)性?這里邊其實(shí)是有誤區(qū)的。我們說(shuō)混凝土的可塑性是由水提供的,并未否定減水劑可以增加可塑性。在混凝土中加入適量的減水劑,毫無(wú)疑問,混凝土的流動(dòng)性增加了。但是,如果我們不加入減水劑,而加入適量的水呢?流動(dòng)性增加,即可塑性增加。但如果混凝土中沒有水,即使加再多的減水劑,無(wú)論如何拌合,混凝土原材料表面不可能會(huì)被潤(rùn)濕,因而顆粒間的的摩擦仍然會(huì)很高,混凝土是一盤散沙,完全不具備可塑性。在此基礎(chǔ)上可以認(rèn)為,本質(zhì)上,足量的水可以潤(rùn)濕混凝土原材料表面,減少顆粒之間的摩擦,從而為混凝土提供塑性性能;減水劑加入后,可以放大水的這種作用,在這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),加減水劑相當(dāng)于加水。
既然減水劑的本質(zhì)作用是增加混凝土的流動(dòng)性,那么又應(yīng)該如何解釋減水劑可以減水、可以增加強(qiáng)度和節(jié)約水泥呢?
既然加入減水劑后放大了水的作用,如果我們并不希望它增加混凝土的流動(dòng)性,可以減少用水量,或者減少一定的用水量,讓流動(dòng)性增長(zhǎng)的幅度少一些。這就是它的減水作用。
我們知道,混凝土強(qiáng)度受水膠比的影響,水膠比越大,則強(qiáng)度越低,水膠比越小,則強(qiáng)度越高。如果我們?cè)诨炷林屑尤霚p水劑,同時(shí)減少用水量,保持流動(dòng)性不變,在膠凝材料用量不變的情況下,水膠比會(huì)減小,因此提高了混凝土的強(qiáng)度;如果在減少水的情況下,同時(shí)減少膠凝材料用量,保持水膠比和流動(dòng)性不變,則可以節(jié)約膠凝材料。這是減水劑的使用方法,并不是減水劑的本質(zhì), 原因就是我們利用了減水劑的性質(zhì),進(jìn)而改變了混凝土的配合比,從而可以提高強(qiáng)度或節(jié)約膠凝材料??紤]C50配合比,如果要滿足強(qiáng)度,則需要控制水膠比低于0.38,而膠凝材料用量受混凝土收縮的影響不能超過500kg/m3,因此決定了用水量不得超過190kg/m3,這樣的混凝土拌合物按坍落度方法測(cè)量流動(dòng)性,其值一定是0mm,沒有流動(dòng)性,混凝土是干硬性混凝土,需要使用非常規(guī)的強(qiáng)力機(jī)械振動(dòng)才能密實(shí)成型,用常規(guī)的混凝土施工工藝不能完成澆筑、振動(dòng)密實(shí)成型,即混凝土沒有可塑性。在不改變混凝土配合比的前提下,我們加入適量的減水劑,可以將混凝土的坍落度調(diào)整到180~220mm,即我們使用減水劑來(lái)提高混凝土的可塑性?;炷翜p水劑的本質(zhì)是在不改變配合比的前提下,提高混凝土流動(dòng)性,也即提高其塑性。
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