为解决普通混凝土无法水中浇筑的问题，德国于1974年研制出水下不分散混凝土，1978年日本引进这项技术且有学者耗时三年出版《水中不分散混凝土设计施工指南》。1984年，我国研制出UWB型抗分散剂，之后又研制出SCR型抗分散剂。目前我国使用较多的是UWB-Ⅱ型絮凝剂。为了解决水下无法振捣密实的要求，絮凝剂一般要搭配一些其他的辅助剂使用。Feng等混合有机和无机成分制备新的絮凝剂，并通过试验得出最佳配比：聚丙烯酰胺0.9%，膨润土8.0%，保水剂0.4%，减水剂0.25%。张鸣等试验表明掺入UWB絮凝剂、粉煤灰和矿渣复掺且比例为1∶1时，有利于混凝土的强度提升。杨逍通过掺入钢纤维-聚乙烯醇纤维来改善水下不分散混凝土的性能，发现不仅能够改善水下不分散混凝土的抗分散性能且对抗压强度也有所提升。综上可以看出现有的研究多聚焦于水下不分散混凝土硬化后的力学性能，对新拌水下不分散混凝土的性能研究较少，因此借鉴普通混凝土流变学和一些有关泥沙冲刷领域的研究成果以及现有的一些对水下不分散浆体流变性能研究，期望能探究流变性能与抗分散性能的内在联系。
1抗分散剂
抗分散剂包括絮凝剂和辅助剂。絮凝剂：增加混凝土的粘聚性，但加入絮凝剂会引起缓凝、需水量增大等问题；辅助剂：为了解决加入絮凝剂带来的不利影响。常用的辅助剂有减水剂、早强剂、速凝剂、消泡剂等，通过辅助剂降低混凝土用水量、改善工作性能和力学性能等。
1.1絮凝剂的作用机理
目前较为普遍的认为絮凝机理为以下三点：
1)桥架作用：絮凝剂拥有高分子长链结构，因此可以起到吸附作用。溶于水后长链因为同种电荷相互排斥呈线性分布，因此可以吸附更多细颗粒，多个链条相互交错又形成桥架，形成稳定的网状结构。
2)表面活性作用：絮凝剂含有亲水、憎水基团，降低拌合物颗粒表面电位，粒子间斥力减小，使分散颗粒凝聚在一起，形成稳定的絮凝体。
3)桥键作用：絮凝剂中的长链分子有许多取代基，取代基与一些拌合水、离子相结合形成稳定的桥键，提高拌合物粘度同时减少析出物，使得混凝土拌合物中的凝胶体显著增多。
1.2主剂与辅剂的相容性问题
同济大学教授蒋正武试验表明，絮凝剂(纤维素类)、木钙系减水剂可以有效提高水下不分散混凝土的强度，但该絮凝剂(纤维素类)同其他类型的减水剂如三聚氰胺系、萘系减水剂无法很好地协同工作。Kawiai等认为pH=13时纤维素类抗分散剂同萘系减水剂发生反应，影响各自发挥作用。在絮凝剂与减水剂有较好的相容性的前提下，还可针对具体工程要求掺入一些其他的辅助剂。例如对早期强度有更高要求的水下不分散混凝土可以掺入一些早强剂，赵同峰在水下不分散混凝土中引入早强组分，大大降低了初终凝时间，减少了初终凝时间差，并且早强组分与减水剂和絮凝剂相容性良好。
2水下不分散混凝土关键性能
2.1新拌水下不分散混凝土基本性能
水下不分散混凝土其实最重要的是工作性能和抗分散性能的动态平衡，对未硬化的水下不分散混凝土的性能的研究十分重要。因此借鉴普通混凝土流变学和一些有关泥沙冲刷领域的研究成果，以及现有的一些对水下不分散浆体流变性能研究，来探究屈服剪切应力和剪切粘度与新拌水下不分散混凝土性能之间的联系。
2.1.1流动性
针对水下不分散混凝土的工作性能的评价指标同普通混凝土一样都是坍落度和扩展度，并且试验也是在陆地上进行。但是实际工程一般是在水下，需考虑水对流动性的影响。日本学者采用的水下流动度性能测试装置可以更加贴近实际工程应用。但在水下进行流动度测试，流动性和抗水分散性存在一定的矛盾。测定浆体的流变参数，发现浆体的流动度随浆体粘度变化而变化，随着粘度的增加扩展度不断降低。因此可以通过研究浆体的内部粘度变化来解释水下不分散混凝土的流动性。
2.1.2抗分散性
中国标准主要是通过悬浮固体量、pH、水泥流失量指标来衡量抗分散效果。这些指标都是在静水作用下测定，但是实际施工环境的水流一般都是动态的，国内没有动水下的测定方法，国外的动水测试主要是根据美国工程兵采用的CRD-C61-89A(1989)标准试验方法(用特制篮筐在特定的水流中测定篮筐前后重量差)进行改进。例如针对水下不分散砂浆将测试装置中的标注篮筐孔径缩小；针对大体积的水下不分散混凝土浇筑的抗分散性测定，Sonebi、Cui等分别建造了较长的液压通道，通过水泵及内外通道差实现水流循环，并用CRD-C61测定不同水流速度下的抗冲刷性能。不论是哪种评判方式都是通过现象来判断抗分散性能，絮凝的作用机理是抽象的解释说明抗分散作用并没有确切的数值来支撑。期望通过借鉴普通混凝土流变学研究内容，探究流变性能与抗分散性能的内在联系。
2.1.3流变性能
通常判断混凝土的流变性能是通过扩展度来判断的，但是扩展度的变化是现象，通过流变仪对屈服剪切应力、粘度等参数的研究再结合有关模型能够解释说明流动度变化、抗分散能力提升的具体原因。例如温永向等通过混凝土流变仪研究流变参数与水下不分散混凝土抗分散性能之间的联系。通过试验研究表明随着抗分散剂掺量的提升水下不分散混凝土的剪切应力、粘度不断提升抗分散效果不断提升。通过悬浮物含量判断水下不分散混凝土抗分散性能，是通过现象来进行解释，但是结合流变参数能够从浆体内部和浆体表面解释水下不分散混凝土抗分散性能变化的原因。
除此之外，通过流变性能的研究来判断水下不分散混凝土的触变性以及假塑性。例如设置剪切速率升序和降序变化，发现抗分散浆体在升序下的屈服剪切应力、粘度数据均大于降序下的数据，说明浆体具备触变性能。试验中随着剪切速率的升高粘度随之降低说明浆体具备假塑性。从流变学角度分析触变性和假塑性，触变性对水下不分散混凝土的浇筑与泵送起到有利作用，假塑性对混凝土的抗分散性能起到有利作用。由此可见浆体流变参数的研究是必不可少的，但是先前的相关研究较少，未来的研究应加强对浆体流变性能的研究。
2.2水下不分散混凝土的力学性能
抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量等都是评判水下不分散混凝土的重要力学指标。此外水下不分散混凝土的水陆强度比也是十分重要的衡量指标。由于水下浇筑会降低混凝土强度，因此标准限制水陆强度比不得低于70%。除去标准要求的7d、28d水下浇筑成型最低强度和最小水陆强度比外还有一个比值被忽视，即水下浇筑成型强度与陆上成型未加抗分散剂的空白组的比值，该比值是水下不分散混凝土强度损失的最直观表达。水陆强度比表示的是浇筑方式对水下不分散混凝土强度的影响，水空强度比不仅反映浇筑方式还能显示抗分散剂掺入后的复合影响。
针对硬化后的水下不分散混凝土的力学研究较多，与普通混凝土相比水下不分散混凝土对工作性能和抗分散性能存在动态平衡问题。因此多数研究通过搭配降低粘度和增加粘度的矿物掺合料来平衡两者之间的问题。例如粉煤灰在低掺量(20%左右)和掺量为4%矿粉混合后，新拌混凝土不仅拥有很好的抗分散性还有较好的流动性，并且抗压强度也符合规范要求。还可以加入一些纳米颗粒进一步提高水下不分散混凝土的各项性能。Grzeszczyk等研究表明纳米SiO2颗粒使结构更加致密、增大混凝土粘度。
2.3水下不分散混凝土的耐久性能
目前对于耐久性的研究较常规，主要研究抗渗透、抗氯离子侵蚀、耐海水侵蚀等因素对水下不分散混凝土影响。因为很多使用水下不分散混凝土的环境都是海洋环境，海水中丰富的盐离子有些会加速水泥水化，水下不分散混凝土的早期强度略高于陆上成型的混凝土，但是对于长期强度还是起到不利影响。矿物掺合料的掺入可以改善水下不分散混凝土的耐久性，不同类型的絮凝剂对水下不分散混凝土抗压强度和耐久性能的影响也不同。
3水下不分散混凝土施工技术与应用
通过实际的工程调研发现，我国的水下浇筑工程大多数仍采用导管法(浇筑普通混凝土)，水下不分散混凝土大多在非承重构件中少量尝试使用，例如常在抗洪抢险、水下工程修补、无法围堰等环境使用水下不分散混凝土。例如桐子林水电站明渠导墙基础及墙身修复、新开河河口应急防护工程、三峡重件码头工程、淀东水利枢纽泵闸改扩建工程等，都会采用导管法、泵送法配合水下不分散混凝土的浇筑。但是由于水下不分散混凝土掺入絮凝剂后粘度大幅度提升会给导管法或者泵送法浇筑造成较大困难，所以期待水下不分散混凝土能进一步研究，能够不采用特殊的机具就可以直接水中浇筑。
4尚待解决的问题
1)针对高水流、高水压情况下的抗分散剂的研发、抗分散性测试装置的研发、相关标准的制定等需求非常迫切。动水不仅对水下不分散混凝土浇筑过程会产生影响，对浇筑后未凝结硬化的水下不分散混凝土表面的影响也是不容忽视的。
2)工作性和抗分散性动态平衡。水下不分散混凝土的主要矛盾点就是工作性能和抗分散性能的协调问题。现阶段的减水剂随着掺量的增大流动性显著提升但是抗分散效果下降，并且多适用的是普通混凝土，针对特种混凝土的特殊减水剂的研制或将解决水下不分散混凝土的主要矛盾。
3)水下不分散混凝土的耐久性系统研究甚少。目前的耐久性研究龄期较短，且多于淡水环境下进行成型和养护。但是实际工程尤其是海洋环境中的工程不仅要面临高流水、高水压的问题还要面临离子侵蚀问题。因此特殊环境下水下不分散混凝土的抗渗性能、抗腐蚀性能的研究尤为重要。
4)应用的水下不分散混凝土强度较低。随着国家发展建设需求，针对高强的水下不分散混凝土需求增多。但是絮凝剂的掺入会造成缓凝、降低水下不分散混凝土的强度。并且高强水下不分散混凝土难以平衡抗分散性和工作性能。如何制备工作性能优异又有较高强度的水下不分散混凝土仍需要进一步研究。
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上图河北双星混凝土搅拌站设备
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