水泥在水化過(guò)程中所需要的用水量?jī)H為水泥重量的25%～30%。為滿足工藝要求，保證混凝土在入模時(shí)的和易性和流動(dòng)性以及離心后的密實(shí)度，一般用于混凝土電（以下簡(jiǎn)稱電桿）生產(chǎn)的混凝土水灰比要達(dá)到0.40～0.45之間，過(guò)剩的水在水泥水化凝結(jié)完成后蒸發(fā)掉，在混凝土內(nèi)部形成大量的微小空隙，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性下降，干縮率增大，從而直接影響混凝土的質(zhì)量。當(dāng)混凝土配制過(guò)程中，水泥和粗骨料配合比一定時(shí)，在保證混凝土坍落度不變的前提下，摻加減水劑可減少混凝土拌合用水近20%，從而極大地提高混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性和強(qiáng)度。因此，摻用減水劑是改善混凝土和易性、提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性、提高混凝土強(qiáng)度的重量途徑。

1 減水劑的作用機(jī)理

水泥加水拌和后，由于水泥顆粒間分子引力的作用，而產(chǎn)生許多絮狀物，形成絮凝結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中包裹了很多拌合水，從而降低了混凝土拌合物的和易性。減水劑發(fā)揮其表面活性作用，致使憎水基端定向吸附于水泥顆粒表面，使水泥顆粒表面均帶上相同的電荷，加大了水泥顆粒間的靜電斥力，導(dǎo)致水泥顆�；ハ喾稚�，絮凝結(jié)構(gòu)解體，包裹的游離水被釋放出來(lái)，從而增加了混凝土拌合物的流動(dòng)性。另外減水劑對(duì)水泥顆粒的分散作用，使得水泥顆粒與水的表面接觸增多，水化比較充分，從而可提高混凝土的強(qiáng)度。

2 使用減水劑應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）摻加減水劑的混凝土在攪拌后到凝結(jié)前減水劑有不同程度的損失，水泥顆粒的物理分散使Zeta電位下降，水泥初期水化反應(yīng)增加了減水劑的消耗，因此，生產(chǎn)中減水劑的摻加量應(yīng)適當(dāng)提高。

（2）水泥越細(xì)C3A和C4AF含量越高，水泥的硫酸鈣溶解速率越小，堿含量越高，則坍落度損失越快，因此，生產(chǎn)中要加強(qiáng)各工序間的協(xié)調(diào)，加快電桿的成型速度。

（3）混凝土混合料入模時(shí)坍落度需保持在30～50mm之間才能保證離心成型后沒(méi)有蜂窩、麻面、空鼓等外觀質(zhì)量瑕疵。

3 用于電桿生產(chǎn)的減水劑選擇

大量的實(shí)驗(yàn)分析和電桿實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用證明，使用非引氣型的集早強(qiáng)、高效減水等功能為一體的復(fù)合型萘系減水劑對(duì)水泥顆粒具有極強(qiáng)的分散力，可使混凝土的水膠比大幅度降低，從而顯著提高混凝土的和易性及結(jié)構(gòu)的密實(shí)性和耐久性，并可提高其強(qiáng)度（見(jiàn)表1）。

表1 摻加不同類型減水劑的混凝土試塊抗壓強(qiáng)度對(duì)比
減水劑品種	水泥品種	砂、石料類別	水灰比	減水劑摻量/%	坍落度/mm	抗壓強(qiáng)度/MPa
						一級(jí)	二組	三組	平均
萘系UNF-5	PO42.5R	天然砂及人工碎石	0.38	0.75	40	49	51	52	51
密胺樹(shù)脂系	PO42.5R	天然砂及人工碎石	0.43	0.10	40	46	44	47	46
PC型聚羧酸系	PO42.5R	天然砂及人工碎石	0.35	0.50	40	48	46	49	48

4 成本分析

能源和水泥的消耗是構(gòu)成電桿成本的重要因素，生產(chǎn)上使用減水劑可節(jié)約能源和減少水泥用量，從而可降低電桿生產(chǎn)成本。

（1）電桿生產(chǎn)中使用減水劑可縮短電桿蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)間，從而降低能源消耗，并且提高電桿模具周轉(zhuǎn)速率。利用蒸汽的高溫濕熱環(huán)境，對(duì)電桿進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，能加速水泥水化反應(yīng)過(guò)程，促使更多的水化物的形成，有利于提高混凝土的早期強(qiáng)度，加快模具周轉(zhuǎn)速度，提高生產(chǎn)效率。因此，國(guó)內(nèi)電桿生產(chǎn)企業(yè)大部分都采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。北方地區(qū)因溫差最大在40℃､相對(duì)濕度40%～50%，蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般為8h。南方地區(qū)溫差一般為20℃、相對(duì)濕度70%～90%，蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)間常常在6h。達(dá)到脫模強(qiáng)度時(shí)，摻加減水劑的電桿和不摻加減水劑的電桿相比，蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)間可減少1～2h，降低蒸汽養(yǎng)護(hù)費(fèi)用約20%（見(jiàn)表2），同時(shí)也提高了電桿鋼模使用效率。

	蒸養(yǎng)時(shí)間/h	達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度/%	4鍋爐耗煤量/(t/h)	平均蒸養(yǎng)費(fèi)用/（元/段）
摻減水劑	6	85	0.5	16
未摻減水劑	8	80	0.5	20

（2）長(zhǎng)期實(shí)踐證明，摻入減水劑的電桿在蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)靜停時(shí)間在30～60min之間（根據(jù)選用的水泥和減水劑確定），升溫、降溫速度25℃/h，升溫時(shí)間2h。恒溫蒸養(yǎng)2～3h。使用通用硅酸鹽水泥蒸汽養(yǎng)護(hù)最高溫度不超過(guò)90℃,使用礦渣硅酸鹽水泥蒸汽養(yǎng)護(hù)最高溫度不超95℃。如果模具量大且單班生產(chǎn)，在平均50℃的低溫養(yǎng)護(hù)條件下10h也能達(dá)到預(yù)應(yīng)力電桿放張強(qiáng)度，這樣還可進(jìn)一步降低能耗。

（3）電桿生產(chǎn)中使用減水劑可減少水泥用量，降低固廢排放量：電桿在離心成型時(shí)，通過(guò)離心力的作用，排除10%～15%左右混凝土拌合物用水量并帶出3%～5%左右的水泥。使用減水劑用水量可減少20%，離心時(shí)排出的水泥漿相應(yīng)減少，從而減少了水泥浪費(fèi)，降低了固廢排放量（見(jiàn)表3）。

	每m3混凝土水泥用量/kg	水灰比	每m3混凝土排出水泥量/kg	試塊平均強(qiáng)度/MPa
摻減水劑	380	0.38	1.17	50
未摻減水劑	440	0.45	2.35	48

生產(chǎn)中，在保證坍落度和混凝土強(qiáng)度不變時(shí)摻加減水劑，每立方混凝土可減少水泥用量60kg，降低13.6%。若水泥價(jià)格按480元/噸、減水劑按5400元/噸計(jì)算，每立方混凝土可降低成本18.54元（每立方混凝土減水劑用量為1.9kg）。

5 生產(chǎn)控制

摻加了減水劑的混凝土性能發(fā)生了變化，生產(chǎn)上應(yīng)著重控制好布料、靜停的時(shí)間。

（1）要注意縮短各工序混凝土滯留時(shí)間

生產(chǎn)企業(yè)一般都用布料機(jī)取代了人工布料，布料機(jī)上都安裝有振動(dòng)裝置。摻加減水劑的混凝土在振動(dòng)的過(guò)程中增大了泌水率，使布料機(jī)下方的混凝土流動(dòng)性減小，造成混凝土入模困難、布料不均勻或布料過(guò)多，使桿體壁厚薄不均和桿體壁厚增大，特別是夏季生產(chǎn)，混凝土坍落度損失比較快，應(yīng)盡量縮短混凝土在各工序中的滯留時(shí)間，尤其是在布料機(jī)中存留的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。

（2）要注意延長(zhǎng)電桿的靜停時(shí)間

萘系減水劑中木鈣具有引氣級(jí)緩凝性，電桿離心成型后需要較長(zhǎng)時(shí)間才能形成一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，所以蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)必須延長(zhǎng)靜停時(shí)間，否則蒸養(yǎng)后電桿表面很容易產(chǎn)生微小裂縫、表面酥松、空鼓、粘模等質(zhì)量缺陷。如果靜停時(shí)間不夠，大量蒸汽涌入蒸汽養(yǎng)護(hù)池內(nèi)，離心成型的環(huán)形電桿在加速水泥水化的同時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)吸入大量的水分，離心時(shí)脫出的水分會(huì)再次侵入到混凝土結(jié)構(gòu)里，在混凝土沒(méi)有達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，還會(huì)造成內(nèi)壁大面積塌料。

6 結(jié)論

合理地使用減水劑可使電桿質(zhì)量提高，成本降低。但在攪拌混凝土過(guò)程中需嚴(yán)格計(jì)量、嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間和坍落度，蒸汽養(yǎng)護(hù)過(guò)程中需嚴(yán)格控制靜停時(shí)間和養(yǎng)護(hù)溫度。