减水剂在混凝土中的作用机理及应用情况

在不影响混凝土工作性的条件下，能使单位用水量减少；或在不改变单位用水量的条件下，能改善混凝土工作性；或同时具有以上两种效果，又不显著改变混凝土含气量的外加剂称为减水剂。减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂。

普通减水剂又称塑化剂或水泥分散剂，是在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合水量的外加剂。常用的普通减水剂如国外的普蜀里及国产的木质素磺酸盐类，羟基羟盐酸类、多元醇类、聚氧乙烯烷基醚类、腐植酸类减水剂等。高效减水剂又称超塑化剂或分散剂，是一种在不改变混凝土工作度，混凝土坍落度基本相同的条件下能减少拌合水量，显著提高混凝土强度的外加剂。高效减水剂多系化工合成产品，属阴离子表面活性剂。根据生产原料的不同，可分为萘系减水剂、蔥系减水剂、甲基萘系减水剂、古马隆系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、磺化煤焦油减水剂、脂肪酸系减水剂和丙烯酸接枝共聚物减水剂等。

减水剂在混凝土中的减水功效是通过以下三个方面的作用共同起作用的结果：

（1）吸附—分散作用

水泥加水搅拌后，仍有一些絮凝状结构。在这些絮凝状结构中包裹着很多拌合水，从而降低了新拌混凝土的和易性。掺入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，而亲水基团指向水溶液，构成了单分子或多分子吸附膜，使得水泥颗粒表面带有相同符号的电荷，在电性斥力下，不但能使水泥—水体系处于相对稳定的悬浮状态，而且能使水泥加水初期所形成的絮凝状结构分散解体，从而将絮凝状聚集体内的游离水释放出来，达到减水的目的。

（2）润湿作用

减水剂作为一种表面活性剂掺入到混凝土中，能大大降低水的表面张力，这样不但能使水泥颗粒有效地分散，而且由于润湿作用会增大水泥颗粒的水化面积，加速水泥水化。

（3）润滑作用

减水剂离解后的亲水基团定向吸附于水泥颗粒表面，很容易和水分子以氢键形式缔合。这种氢键缔合作用的作用力远大于该分子与水泥颗粒间的分子吸引力。当水泥颗粒吸附足够的减水剂后，借助于极性亲水基团与水分子氢键的缔合作用，再加上水分子间的氢键缔合，使水泥颗粒间形成一层稳定的溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒间的直接接触，并在颗粒间起润滑作用。另一方面，掺入减水剂后，将引入一定量的微小气泡，它们被减水剂定向吸附的分子膜所包围，并与水泥颗粒吸附层电荷的符号相同，气泡与水泥颗粒间的电性斥力使得水泥颗粒分散从而增加了水泥颗粒间的滑动能力。

由于减水剂所起的吸附—分散作用、润湿作用和润滑作用，所以只要使用较少量的水就可以较容易地将混凝土拌合均匀，使得新拌混凝土的和易性得到改善；或在保持和易性不变的情况下，显著降低混凝土的水灰比，起到减水的作用。