水泥在水化过程中所需要的用水量仅为水泥重量的25%～30%。为满足工艺要求，保证混凝土在入模时的和易性和流动性以及离心后的密实度，一般用于混凝土电（以下简称电杆）生产的混凝土水灰比要达到0.40～0.45之间，过剩的水在水泥水化凝结完成后蒸发掉，在混凝土内部形成大量的微小空隙，导致混凝土结构的强度和耐久性下降，干缩率增大，从而直接影响混凝土的质量。当混凝土配制过程中，水泥和粗骨料配合比一定时，在保证混凝土坍落度不变的前提下，掺加减水剂可减少混凝土拌合用水近20%，从而极大地提高混凝土结构的密实性和强度。因此，掺用减水剂是改善混凝土和易性、提高混凝土结构耐久性、提高混凝土强度的重量途径。

1 减水剂的作用机理

水泥加水拌和后，由于水泥颗粒间分子引力的作用，而产生许多絮状物，形成絮凝结构，结构中包裹了很多拌合水，从而降低了混凝土拌合物的和易性。减水剂发挥其表面活性作用，致使憎水基端定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面均带上相同的电荷，加大了水泥颗粒间的静电斥力，导致水泥颗粒互相分散，絮凝结构解体，包裹的游离水被释放出来，从而增加了混凝土拌合物的流动性。另外减水剂对水泥颗粒的分散作用，使得水泥颗粒与水的表面接触增多，水化比较充分，从而可提高混凝土的强度。

2 使用减水剂应注意的事项

（1）掺加减水剂的混凝土在搅拌后到凝结前减水剂有不同程度的损失，水泥颗粒的物理分散使Zeta电位下降，水泥初期水化反应增加了减水剂的消耗，因此，生产中减水剂的掺加量应适当提高。

（2）水泥越细C3A和C4AF含量越高，水泥的硫酸钙溶解速率越小，碱含量越高，则坍落度损失越快，因此，生产中要加强各工序间的协调，加快电杆的成型速度。

（3）混凝土混合料入模时坍落度需保持在30～50mm之间才能保证离心成型后没有蜂窝、麻面、空鼓等外观质量瑕疵。

3 用于电杆生产的减水剂选择

大量的实验分析和电杆实际生产中的应用证明，使用非引气型的集早强、高效减水等功能为一体的复合型萘系减水剂对水泥颗粒具有极强的分散力，可使混凝土的水胶比大幅度降低，从而显著提高混凝土的和易性及结构的密实性和耐久性，并可提高其强度（见表1）。

表1 掺加不同类型减水剂的混凝土试块抗压强度对比
减水剂品种	水泥品种	砂、石料类别	水灰比	减水剂掺量/%	坍落度/mm	抗压强度/MPa
						一级	二组	三组	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
密胺树脂系	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构成电杆成本的重要因素，生产上使用减水剂可节约能源和减少水泥用量，从而可降低电杆生产成本。

（1）电杆生产中使用减水剂可缩短电杆蒸汽养护时间，从而降低能源消耗，并且提高电杆模具周转速率。利用蒸汽的高温湿热环境，对电杆进行蒸汽养护，能加速水泥水化反应过程，促使更多的水化物的形成，有利于提高混凝土的早期强度，加快模具周转速度，提高生产效率。因此，国内电杆生产企业大部分都采用蒸汽养护。北方地区因温差最大在40℃､相对湿度40%～50%，蒸汽养护时间一般为8h。南方地区温差一般为20℃、相对湿度70%～90%，蒸汽养护时间常常在6h。达到脱模强度时，掺加减水剂的电杆和不掺加减水剂的电杆相比，蒸汽养护时间可减少1～2h，降低蒸汽养护费用约20%（见表2），同时也提高了电杆钢模使用效率。

	蒸养时间/h	达设计强度/%	4锅炉耗煤量/(t/h)	平均蒸养费用/（元/段）
掺减水剂	6	85	0.5	16
未掺减水剂	8	80	0.5	20

（2）长期实践证明，掺入减水剂的电杆在蒸汽养护时静停时间在30～60min之间（根据选用的水泥和减水剂确定），升温、降温速度25℃/h，升温时间2h。恒温蒸养2～3h。使用通用硅酸盐水泥蒸汽养护最高温度不超过90℃,使用矿渣硅酸盐水泥蒸汽养护最高温度不超95℃。如果模具量大且单班生产，在平均50℃的低温养护条件下10h也能达到预应力电杆放张强度，这样还可进一步降低能耗。

（3）电杆生产中使用减水剂可减少水泥用量，降低固废排放量：电杆在离心成型时，通过离心力的作用，排除10%～15%左右混凝土拌合物用水量并带出3%～5%左右的水泥。使用减水剂用水量可减少20%，离心时排出的水泥浆相应减少，从而减少了水泥浪费，降低了固废排放量（见表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	试块平均强度/MPa
掺减水剂	380	0.38	1.17	50
未掺减水剂	440	0.45	2.35	48

生产中，在保证坍落度和混凝土强度不变时掺加减水剂，每立方混凝土可减少水泥用量60kg，降低13.6%。若水泥价格按480元/吨、减水剂按5400元/吨计算，每立方混凝土可降低成本18.54元（每立方混凝土减水剂用量为1.9kg）。

5 生产控制

掺加了减水剂的混凝土性能发生了变化，生产上应着重控制好布料、静停的时间。

（1）要注意缩短各工序混凝土滞留时间

生产企业一般都用布料机取代了人工布料，布料机上都安装有振动装置。掺加减水剂的混凝土在振动的过程中增大了泌水率，使布料机下方的混凝土流动性减小，造成混凝土入模困难、布料不均匀或布料过多，使杆体壁厚薄不均和杆体壁厚增大，特别是夏季生产，混凝土坍落度损失比较快，应尽量缩短混凝土在各工序中的滞留时间，尤其是在布料机中存留的时间不宜过长。

（2）要注意延长电杆的静停时间

萘系减水剂中木钙具有引气级缓凝性，电杆离心成型后需要较长时间才能形成一定的结构强度，所以蒸汽养护时必须延长静停时间，否则蒸养后电杆表面很容易产生微小裂缝、表面酥松、空鼓、粘模等质量缺陷。如果静停时间不够，大量蒸汽涌入蒸汽养护池内，离心成型的环形电杆在加速水泥水化的同时，混凝土结构会吸入大量的水分，离心时脱出的水分会再次侵入到混凝土结构里，在混凝土没有达到一定强度时，还会造成内壁大面积塌料。

6 结论

合理地使用减水剂可使电杆质量提高，成本降低。但在搅拌混凝土过程中需严格计量、严格控制搅拌时间和坍落度，蒸汽养护过程中需严格控制静停时间和养护温度。