关键词：混凝土施工减水剂
一、使用外加剂提高有关效益
混凝土中掺加有关外加剂，如高效减水剂和早强剂，可使混凝土的7天强度提高1倍以上，降低泌水率，提高减水率，并在标养28天后抗压强度比可达到150％以上，这样在配制高强或超高强度混凝土就易于实现。在混凝土掺加有关外加剂提高强度同时，改善了其和易性和泌水性，调节含气量，提高耐腐蚀性，减弱碱－集料反应，提高钢筋抗锈能力，提高粘结力，这不但扩大了混凝土的使用范围，并节省了建筑材料，节约水泥或替代特种水泥。而在混凝土中掺加缓凝型减水剂，可调节凝结时间、改善可泵送性，延缓了砼凝结时间和硬化时间，可满足不同工程，特别是大体积混凝土工程的施工及质量要求。在混凝土中选用外加剂时，要同时考虑水泥的品种和其他成分的特性，并根据目的不同选择不同类型减水剂，选用时既要考虑经济性，又要注意减水剂的质量稳定性。如遇到水泥和外加剂不适应的问题，必须通过试验排除有关因素，选择适当的减水剂类型，分析水泥有关质量问题，确定合适掺量，砼配合比影响等。在几种外加剂复合使用时，需注意品种之间的相容性及对砼性能的影响，使用前应进行试验，如聚羧酸系高性能减水剂与萘系减水剂不宜复合使用。随着混凝土外加剂的发展和应用，克服了工程中存在的“强度低、自重大、脆性高”等弱点，并确保了工程施工的连续性，大大缩短了工期，推动了流态混凝土技术及泵送浇注新工艺的发展，加速了商品混凝土的发展。而商品混凝土的发展给我国建筑业带来了很好的经济效益和环境保护效益，进一步推动了建筑业的发展和建筑技术的提高。
二、实现混凝土施工中的低用水量的技术途径
混凝土工作性特性是流动性和其强度的控制，主要取决于混凝土单位用水量和水灰比（水胶比）。我国现行混凝土设计规范中混凝土用水量的取值是依据混凝土坍落度和石子最大粒径确定的。设计高性能混凝土配合比时，用水量仍以满足其工作性为条件，按规范所列经验数据选用。往往用水量的多少，对控制砼强度的高低是有直接影响因素。有时在未使用有关外加剂时候，使用一定用水量时虽然满足了和易性（即坍落度要求），但是其强度往往上不去，甚至达不到设计强度，这是因为水灰比大了，并且水泥的用量又要满足有关规范要求，所以就无法设计出一个合理的配合比；而砼在较低塌落度时候，强度是比较容易提高的，但其和易性是不行的。所以，为了既保证和易性又要保证强度的不降低甚至提高，就必须使用有关外加剂。许多流动性混凝土利用高效减水剂的减水作用，改善了混凝土的和易性，并减少水泥用量，不仅达到同样的混凝土标号，节约了水泥15%～25%，而且使流动性混凝土施工省力、工效提高、造价低，大大满足了现代化施工要求和特种工程需要。
三、需掌握外加剂的掺量
每种外加剂都有适宜的掺量，并且由于生产厂家的不同，即使同一种型号外加剂，不同的用途都有不同的适宜的掺量。而且不能单凭厂家推荐用量来确定掺量，还需要通过试验试拌来确定。如果在掺量过大，不仅在经济上不合理，而且可能造成质量事故。如对有引气、缓凝作用的减水剂，尤其要注意不能超掺量。如对于粉剂和水剂又有不同掺量要求，粉剂掺量需少点，因其浓度更高，不宜大量掺入。高效减水剂掺量过小，失去高效能作用，而掺量过大(>1.5%)，则会由于泌水而影响质量。氯离子的限制是有要求的，过量会引起钢筋锈蚀等等来控制外加剂的掺量。总之，影响外加剂掺量的因素较多，在掺加减水剂之前，需通过试验取得用途不同的适量掺量，有关试验可根据国标《混凝土外加剂GB8076-2008》和有关行业标准对所掺的外加剂量的减水率、泌水率、含气量、凝结时间之差、抗压强度比、收缩性等进行试验。
外加剂需采用适宜的掺加方法。在混凝土搅拌过程中，外加剂的掺加方法对外加剂的使用效果影响较大。如减水剂掺加方法大体分为先掺法(在拌合水之前掺入)、同掺法(与拌合水同时掺入)、滞水法(在搅拌过程中减水剂滞后于水2～3min加入)、后掺法(在拌合后经过一定的时间才按1次或几次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中，再经2次或多次搅拌)。不同的掺加方法将会带来不同的使用效果，不同品种的减水剂，由于作用机理不同，其掺加方法也不一样。影响外加剂掺加方法的因素主要有水泥品种、减水剂品种、减水剂掺量、掺加时间及复合的其它外加剂等，均宜通过试拌确定。
四、新型外加剂中的聚羧酸高性能减水剂
该品种减水剂是国内外近年来开发的新型品种，具有“流状”的结构特点，有带有游离的羧酸阴离子团的主链和聚氧乙烯基侧链组成，用改变单体的种类，比例和反应条件可生产出各种不同性能和特性的高性能减水剂。而由分子设计引入不同功能团可生产出早强型、标准型和缓凝型高性能减水剂。其具有更高的减水率、更好塌落度保持性能、较小干燥收缩，且具有一定引气性能的减水剂。
聚羧酸高性能减水剂主要技术特征：
4.1聚羧酸系高效减水剂掺量低，减水率高聚数酸系高效减水剂掺量占胶凝材料的0.80%-1.25%，减水率可达（20-35）%，与粉煤灰配合使用，使得水胶比较低，适应配制中、高强度的高性能混凝土。
4.2混凝土流动性大，坍落度损失小由于聚羧酸系高效减水剂良好的分散稳定性，聚羧酸系高效减水剂所配制的大流动性混凝土（坍落度≥180mm）经时损失小，一小时基本无坍落度损失，二小时经时损失小于15%，弥补了常用萘系高效减水剂配制的混凝土坍落度损失大、易泌水等方面的缺陷，与粉煤灰配合使用，减水剂的小掺量即可获得优异的流动性，适应生产商品混凝土的工艺要求，特别对于泵送混凝土不易发生堵管现象。
4.3与胶凝材料的适应性良好工程实践中，不同厂家生产的水泥配制泵送混凝土，同时掺有大量的粉煤灰，聚羧酸系高效减水剂掺入后，与不同水泥的相容性较好，无明显泌水离析、阻碍混凝土强度增长的现象产生，并因其高减水率，适应与粉煤灰配合使用，减小了粉煤灰混凝土的收缩，又使混凝土可泵性得到明显改善，而且提高了混凝土的耐久性。混凝土设计强度等级相同时，水泥用量增加，减水剂用量随着少量增加，水胶比下降，混凝土强度提高；不同设计强度等级的混凝土，减水剂用量随着胶凝材料用量增加而少量增加，水胶比下降，混凝土的强度随之提高，但混凝士和易性总体保持稳定，坍落度可达（180-240）mm。
4.4适应浇筑防水抗渗混凝土，对施工环境温度要求低羧酸系高效减水剂配制泵送商品混凝土，由于混凝土流动性大，易于浇筑密实，加之聚合物对水化产物的聚合活性，生成具有胶凝状态的水化物填充空隙，混凝土密实度、强度大幅度提高，聚合物的填充作用和聚合物膜的密封作用使混凝土抗渗抗裂的性能得到改善；并且粉煤灰掺量大，混凝土水化热小，减水剂的保塑功能明显，适宜大体积混凝土及夏季施工，对于冬季施工，因为水胶比较低，聚合物形成的空间柔性网络，提高了混凝土拌合物的粘聚力，使得混凝土早期抗冻性能增强。
要提高连铸辊辊体材料的性能应从以下几方面入手:1)通过调整辊体材料的成分、增加合金成分的含量，提高淬透性;2)控制锻坯冶炼和锻造质量，提高材料的均匀性和纯净度，改善夹杂物形态，降低有害元素含量;3)采用能细化组织及晶粒的热处理工艺，提高材料的断裂韧性，降低裂纹扩展速度。
1．1辊体材料成分设计小炉冶炼的材料成分如表3所示，为保证一定的强度，规定了最低含碳量，为增加辊体材料的淬透性，Mn含量选取上限，三炉Ni、Cr含量进行了相应调整。其中01#与目前宝钢使用的R73连铸辊成分基本一致。
1．2熔炼方法三炉原料均采用IF钢以降低P、S含量，在50kg感应炉中冶炼，铸成电极棒，然后采用30kg电渣炉进行重熔，最终得到120mm电渣锭。
1．3锻造将120mm电渣锭锻成30mm×400mm拉伸试样毛坯、32mm×32mm×180mm冲击试样毛坯和40mm×26mm×450mm的J积分试样毛坯。锻造毛坯经950℃正火+650℃高温回火后，机加工至一定尺寸再进行调质热处理。
1．4调质热处理在盐浴炉中进行调质加热，在井式电炉中进行回火处理，炉温均经过校正。调质工艺采用二种方案:1)900℃水冷+690℃回火空冷2)900℃空冷+690℃回火空冷最终硬度均要求在连铸辊辊体材料所规定的硬度范围内，即32－37HSD，采用900℃空冷的目的是:比较在不同热处理方式下三种成分的连铸辊辊体内部性能和金相组织的差别。
1．5金相组织及性能测试分析经调质热处理的试样测试硬度值后，分别按GB/T228－2010、GB/T229－2007和GB/T21143－2007标准，进行拉伸、室温冲击、J积分试验。三种成分的试验钢种经调质处理后，采用OLYMPUS－BX51金相显微镜进行微观组织分析，冲击断口形貌采用NOVANANOSEM430型扫描电子显微镜观察分析。
2试验结果分析
小炉冶炼的三炉试验材料实际成分如表4所示，机械性能测试结果如表5所示，03#金相组织及断口电镜图片如图1、图2所示。
3结果讨论分析
图1是03#试样调质后的金相照片，从图中可以看出组织由已经再结晶的铁素体和均匀分布的细粒状渗碳体组成，并且渗碳体充分析出，均匀弥散分布，基体呈细小的等轴状。因此03#经调质处理后，具有较高的强度和硬度，同时具有更好的塑性和韧性，综合力学性能优异。图2是03#冲击试样的断口形貌，从图中可以看出断口形貌呈韧窝状，基本由圆形或者椭圆形的凹坑－韧窝组成，由此可以推断在冲击断裂过程中发生了明显的塑性变形，进一步说明了03#的塑性和韧性较好。由表5结果可知，在第一种热处理条件下，03#成分试样的强度虽然比R73、01#和02#略低，但强度值仍大于700MPa，满足了使用要求;而韧性指标大幅度提高，其中延性断裂韧度03#比01#提高了48%，冲击吸收功03#比R73提高了78%，塑性也得到了很大的提高，其中收缩率03#比R73提高了14%，因此03#在水淬和高温回火的情况下，综合力学性能良好。分析其主要原因在于03#中Ni和Cr的含量较高，部分溶于基体的Ni和Cr的产生了固溶强化，另外部分未溶的Ni和Cr以强化相的形式析出，这样实现了既保证强度达标又不降低韧性的目的［8］。断裂韧度对连铸辊来说是极重要的指标，连铸辊在恶劣的工况条件下，堆焊层经冷热疲劳最终要产生裂纹，产生的裂纹将向连铸辊内部扩展，高的断裂韧度，裂纹就不容易向辊体内部扩展，因此提高连铸辊的关键在于获得高的断裂韧性［7］，由此可见03#成分对于防止疲劳裂纹的扩展具有重要的意义。另外在900℃空冷状态下，经高温回火后，其冲击功03#成分也比01#、02#高，可预期连铸辊内部在冷却速度比表面缓慢的情况下，采用03#成分的连铸辊塑韧性也要比01#、02#连铸辊好。从材料经过两种不同的热处理工艺后得到的力学性能上看，水冷和空冷所得的硬度基本一致，但是从强度上看水冷的要稍微低于空冷的，而在塑韧性上，水冷要高于空冷，尤其是冲击吸收功上，水冷后回火的值要比空冷后回火的高24%以上。而提高连铸辊使用寿命的关键就在于提高韧性，因此采用水冷后高温回火工艺更加合适，使用寿命也会有所提高。另外，可以从理论上判断锻件淬火能否直接采用水冷。根据热处理手册，首先应当考虑锻件化学成分和基础性能的影响，一般可以采用碳当量的计算公式计算，如公式1所示。按此式计算03#成分:［C］=0．56%≤0．75%，由此可见03#钢虽然提高了Ni、Cr含量，但是整体的碳当量还是处于较低的水平，所以水淬是安全的，不会引起巨大的内应力而淬裂的产生。从生产效率上看，直接水淬需要的时间更短，效率也更高，因此03#最佳的热处理工艺是900oC水冷+690oC回火空冷。
4结论
关键词：水质工程学教学改革
中图分类号：G642
文献标识码：A文章编号：16749944（2017）11026202
1引言
水质工程学以物理、化学、生物等课程为基础，它主要研究给水与废水处理的工程技术和工艺方法，因此，其具有涉及面广、实践性和理论性强的特点[1]。
在科学技术迅速发展的当下，为实现新时代大学培养目标――培养出具备自主创新和实践能力的技术人才，对水质工程学课程体系进行改革，从而体现水处理理论的实用性和整体性。
2教学存在的主要问题
2.1内容单一，缺乏供水工艺系统的集成和创新的体现
目前，安徽新华学院所选教材理论性较强较抽象，偏重于讲解水质工程学基本理论、概念、方法，使学生很难理解。这种教学方法单纯靠教材内容展示，影响学生对实际工程的了解，不利于体现课程的综合性。
教材目前停留在常规处理工艺。针对水源污染及水质复杂的现状，已被成功用于水厂的升级改造的关键技术，比如第二代给水处理工艺（臭氧-活性炭工艺）、第三代给水处理工艺（膜滤、活性炭吸附和生物降解组合）等未归纳到教材中，导致理论和实践出现脱节的现象。
另外，水源水质的复杂性需要将各种水处理技术集成及组合工艺、综合应用后才能水质达标。即教学内容应对水处理工艺过程的多样化充分体现。
2.2教学环节安排不合理
目前，该校水质工程学教学环节依次按照理论教学、实验、课程设计、实习等4个方面进行。这样的安排会造成理论和实践联系不够紧密。
一方面，无法发挥实验教学对理论教学的补充作用。由于实验教学的时间安排相对理论教学滞后，实验老师不清楚学生理论知识的掌握情况，难免重复讲解理论知识点，极大的浪费资源、人力和时间。另一方面，实验多数是验证性实验，没有拓展到学生的创新能力。
结束理论教学和实验教学后，学生开始着手课程设计，由于选用教材偏重理论性，略少涉及实践设计方面，学生需要自主翻查设计手册，造成课上课下知识的脱节。
实习放在最后，使得学生在实践操作中遇到问题不能及时和老师沟通交流，更可能出现书本知识早已被遗忘，无法做到理论结合实际。
3教学改革内容
针对上述水质工程学教学中存在的问题，并根据每个教学环节教学目的不同，对水质工程学进行教学改革探索，主要是对教学环节执行的顺序进行调整。
理论教学作为专业知识学习的前提以及其他各环节的基础，因此，最先安排理论教学。一方面，教师在课堂上结合多媒体讲授各种水处理技术的原理、常规工艺流程。另一方面，还要结合时下成熟的给水处理技术和组合工艺，及相关设计计算。
水处理实验作为理论知识的形象体现，应安排水处理实验穿插在理论教学中间。这样可以保证学生及时加深对课堂知识的理解。
理论教学结束后安排实践实习。重点选择几个工艺先进且齐全的给水厂和污水厂实习，再参观若干个不同工艺特点的水处理厂。通过这样的实习安排，学生才能掌握各类水处理构筑物的结构形式及灌渠连接等情况，熟悉各类泵房的布置形式和起吊设备及阀门控制，熟悉水处理运行过程中所需的水质检测设备及其作用，理解厂区构筑物、绿化、道路等平面与高程布置原则，真正做到理论结合实践。
最后，安排课程设计。通过理论学习、实验操作及校外实习实践等活动环节，学生再进行水厂课程设计时，将更能理解如何合理的进行水泵选型及运行，明白水处理厂各构筑物之间平面与高程布置原则，了解办公用房、检修车间、化验室、道路等各类附属建筑物的布置特点。因此，最终的设计方案会更加实际合理有逻辑，为后续毕业设计甚至走上工作岗位打下坚实基础[2]。
4结语
对水质工程学教学进行改革探索，可以激发学生自主学习和学习热情，对培养出具有自主创新能力、实践能力的技术人才有很大帮助[3]。
参考文献：
[1]薛英文，程晓如.《水质工程学》教学环节的合理安排探讨[J].教育教学论坛，2015，（2）.
[2]徐凤，杨广，李俊峰.“层进式”教学模式在《水质工程学》中的研究与实践[J].教育教学论坛，2015，（4）.
[3]徐凤，李俊峰.整合《水质工程学》教学内容提高教学质量[J].石河子大学学报（哲学社会科学版），2011，（12）.
[4]给排水工程专业指导委员会.全国高等学校土建类专业本科教育培养目标和培养方案及主干课程教学基本要求.给水排水工程专业（2004）专业建设[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.
[5]匡科，应光国.执行新标准给水处理工艺的应对措施[J].城供水，2008（6）：53～56.