水泥在水化過程中所需要的用水量僅為水泥重量的25%～30%。為滿足工藝要求，保證混凝土在入模時的和易性和流動性以及離心后的密實度，一般用于混凝土電（以下簡稱電桿）生產的混凝土水灰比要達到0.40～0.45之間，過剩的水在水泥水化凝結完成后蒸發掉，在混凝土內部形成大量的微小空隙，導致混凝土結構的強度和耐久性下降，干縮率增大，從而直接影響混凝土的質量。當混凝土配制過程中，水泥和粗骨料配合比一定時，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構的密實性和強度。因此，摻用減水劑是改善混凝土和易性、提高混凝土結構耐久性、提高混凝土強度的重量途徑。

1 減水劑的作用機理

水泥加水拌和后，由于水泥顆粒間分子引力的作用，而產生許多絮狀物，形成絮凝結構，結構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，導致水泥顆粒互相分散，絮凝結構解體，包裹的游離水被釋放出來，從而增加了混凝土拌合物的流動性。另外減水劑對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度。

2 使用減水劑應注意的事項

（1）摻加減水劑的混凝土在攪拌后到凝結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，水泥初期水化反應增加了減水劑的消耗，因此，生產中減水劑的摻加量應適當提高。

（2）水泥越細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，生產中要加強各工序間的協調，加快電桿的成型速度。

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

3 用于電桿生產的減水劑選擇

大量的實驗分析和電桿實際生產中的應用證明，使用非引氣型的集早強、高效減水等功能為一體的復合型萘系減水劑對水泥顆粒具有極強的分散力，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構的密實性和耐久性，并可提高其強度（見表1）。

表1 摻加不同類型減水劑的混凝土試塊抗壓強度對比
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	抗壓強度/MPa
						一級	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成電桿成本的重要因素，生產上使用減水劑可節約能源和減少水泥用量，從而可降低電桿生產成本。

（1）電桿生產中使用減水劑可縮短電桿蒸汽養護時間，從而降低能源消耗，并且提高電桿模具周轉速率。利用蒸汽的高溫濕熱環境，對電桿進行蒸汽養護，能加速水泥水化反應過程，促使更多的水化物的形成，有利于提高混凝土的早期強度，加快模具周轉速度，提高生產效率。因此，國內電桿生產企業大部分都采用蒸汽養護。北方地區因溫差最大在40℃､相對濕度40%～50%，蒸汽養護時間一般為8h。南方地區溫差一般為20℃、相對濕度70%～90%，蒸汽養護時間常常在6h。達到脫模強度時，摻加減水劑的電桿和不摻加減水劑的電桿相比，蒸汽養護時間可減少1～2h，降低蒸汽養護費用約20%（見表2），同時也提高了電桿鋼模使用效率。

	蒸養時間/h	達設計強度/%	4鍋爐耗煤量/(t/h)	平均蒸養費用/（元/段）
摻減水劑	6	85	0.5	16
未摻減水劑	8	80	0.5	20

（2）長期實踐證明，摻入減水劑的電桿在蒸汽養護時靜停時間在30～60min之間（根據選用的水泥和減水劑確定），升溫、降溫速度25℃/h，升溫時間2h。恒溫蒸養2～3h。使用通用硅酸鹽水泥蒸汽養護最高溫度不超過90℃,使用礦渣硅酸鹽水泥蒸汽養護最高溫度不超95℃。如果模具量大且單班生產，在平均50℃的低溫養護條件下10h也能達到預應力電桿放張強度，這樣還可進一步降低能耗。

（3）電桿生產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，通過離心力的作用，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%，離心時排出的水泥漿相應減少，從而減少了水泥浪費，降低了固廢排放量（見表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

生產中，在保證坍落度和混凝土強度不變時摻加減水劑，每立方混凝土可減少水泥用量60kg，降低13.6%。若水泥價格按480元/噸、減水劑按5400元/噸計算，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 生產控制

摻加了減水劑的混凝土性能發生了變化，生產上應著重控制好布料、靜停的時間。

（1）要注意縮短各工序混凝土滯留時間

生產企業一般都用布料機取代了人工布料，布料機上都安裝有振動裝置。摻加減水劑的混凝土在振動的過程中增大了泌水率，使布料機下方的混凝土流動性減小，造成混凝土入模困難、布料不均勻或布料過多，使桿體壁厚薄不均和桿體壁厚增大，特別是夏季生產，混凝土坍落度損失比較快，應盡量縮短混凝土在各工序中的滯留時間，尤其是在布料機中存留的時間不宜過長。

（2）要注意延長電桿的靜停時間

萘系減水劑中木鈣具有引氣級緩凝性，電桿離心成型后需要較長時間才能形成一定的結構強度，所以蒸汽養護時必須延長靜停時間，否則蒸養后電桿表面很容易產生微小裂縫、表面酥松、空鼓、粘模等質量缺陷。如果靜停時間不夠，大量蒸汽涌入蒸汽養護池內，離心成型的環形電桿在加速水泥水化的同時，混凝土結構會吸入大量的水分，離心時脫出的水分會再次侵入到混凝土結構里，在混凝土沒有達到一定強度時，還會造成內壁大面積塌料。

6 結論

合理地使用減水劑可使電桿質量提高，成本降低。但在攪拌混凝土過程中需嚴格計量、嚴格控制攪拌時間和坍落度，蒸汽養護過程中需嚴格控制靜停時間和養護溫度。