我國混凝土外加劑現狀及發展趨勢

宋飛虹

(山西潞安房地產開發有限公司，山西長治 046000)

0 引言

水泥、混凝土是我國建筑業的重要建筑材料，可以用作道路、橋梁、建筑、水壩等各類設施的施工中。目前，我國水泥年產量已超過4億t，約占世界年產水泥的1/3，混凝土的用量也位居世界前列。隨著混凝土使用的日益廣泛，相關的外加劑也成為了研究和應用的重點。混凝土外加劑對于混凝土的制備、澆筑和養護都起到了幫助，同時也帶動了經濟效益的增長。在混凝土中加入適量外加劑已經成為改善混凝土性能的必要方法。因此混凝土外加劑的發展現狀以及相關的發展趨勢研究對于混凝土性能的提升以及建筑行業的發展是極有必要的。

1 混凝土外加劑的種類及應用

在進行混凝土攪拌之前或混凝土攪拌過程中摻入一定比例的外加物質，用以改善混凝土的某種性能即為混凝土外加劑。混凝土外加劑的摻量一般不大于水泥重量的5%。混凝土外加劑質量必須符合GB 8076-2008混凝土外加劑標準的規定。最初混凝土外加劑的作用僅僅是為了節約水泥的用量，但隨著科技的不斷發展，混凝土外加劑的種類也越來越多，且逐漸成為改善混凝土性能的主要方式。

依據混凝土外加劑的主要使用功能，將其大致歸分為以下四類:

1)改變混凝土和易性能的外加劑，一般有減水劑、混凝土降粘劑、引氣劑和泵送劑等;2)改善混凝土凝結時間的外加劑，一般有緩凝劑、早強劑和速凝劑等;3)改變混凝土耐久性的外加劑，一般有引氣劑、防水劑和阻銹劑等;4)其他改善混凝土性能的外加劑，一般有混凝土降粘劑、加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。

不同性能的外加劑有著不同的效果，大部分的外加劑都是發生物理反應，通過吸附于水泥粒子表面形成吸附膜，對水泥表面的電位有所改變從而產生了相應的吸引或排斥的效果;有的會破壞絮凝結構，提高水泥擴散體系的穩定性，改善水泥水化的條件;有的能形成大分子結構，改變水泥粒子表面的吸附狀態;有的會降低水的表面張力和表面能等;還有少數能夠直接發生化學反應，與水泥生成新的化合物。

由于不同性能的外加劑對改善混凝土的性能有不同的效果，在一定程度上可以獲得經濟效益。因此混凝土外加劑在許多國家都得到廣泛應用，已成為調節混凝土性能不可缺少的材料。其中應用較為廣泛的是高效減水劑，高效減水劑摻和進混凝土后，若不改變水和水泥的用量，則能增強混凝土的和易性，更便于施工，對于遠程泵送或是高溫天氣有一定的效果;若是減少水的用量，則能在一定程度上提高混凝土抗壓強度;若是減少水泥和水的用量，則能在不改變混凝土基本性能的前提下，減少水泥的用量。減水劑在不同的使用方式下的作用有所不同，這種外加劑能夠使得充分發揮水泥的潛能，充分分散水泥粒子，使得混凝土中的水泥砂漿更加致密，從而在一定程度上改善了混凝土中孔結構和界面區的微結構，進而提高了混凝土的力學性能和耐久性。除了減水劑外，應用較多的還有緩凝劑，這一外加劑能夠有效延長水泥的凝結時間，提高坍落度，提高混凝土的操作性能，能夠用于泵送混凝土這種遠距離的混凝土運輸。防凍劑能夠有效降低液體的冰點，或保證冰晶的結構，從而保證在冬季施工時的正常進行。不同外加劑的使用方式和摻入方法對于混凝土的性能都會造成不同程度的影響，如減水率、水泥用量、泌水性、凝結時間及引氣性等，因此在施工時應根據具體的施工情況對外加劑進行合理的選擇，綜合考慮到可操作性、質量以及經濟性。

2 我國混凝土外加劑發展存在的問題

近些年來我國混凝土外加劑雖然隨著科學技術的進步及建筑業的發展得到了廣泛的應用和研究，但目前仍然存在著一些問題，而這也在一定程度上阻礙了混凝土外加劑的發展。

2.1 外加劑研究與實踐不匹配

目前對于外加劑的研究投入力量還不足，導致混凝土外加劑的發展跟不上實際施工的需求，同時實際操作過程中，由于施工人員的素質參差不齊，導致實際施工時很多人員對于混凝土配料“三過磅”要求有所忽視，他們往往希望操作較為簡單，同時外加劑的選擇也較為單一，不會根據實際情況選用不同的外加劑，而科研單位對于混凝土新的施工工藝如泵送混凝土、泵送滑模混凝土、流態混凝土、商品混凝土等的研究僅屬初級階段。因此，科研單位的研究能力與施工實際不相對應，導致了目前混凝土外加劑的發展緩慢。

2.2 外加劑統一標準及質量檢查制度的缺失

目前，我國混凝土外加劑尚沒有統一的命名方式，不同廠家生產的外加劑牌號往往比較雜亂，導致實際操作過程中存在很大的問題。同時，由于目前還沒有相關的針對外加劑的質量檢查制度和標準，對于外加劑的質量無法進行統一的管理和檢測。由于管理制度的不健全絕大多數外加劑生產廠家設備簡陋、生產條件差、生產工藝落后，從而在一定程度上影響了混凝土外加劑的產品質量。因此，由于缺乏統一的標準和質量檢測的方式，外加劑在管理和質量控制方面還存在一定的問題。

2.3 各地混凝土外加劑生產發展不平衡

我國混凝土外加劑的生產廠家分布不平衡，大部分都位于經濟較為發達的沿海地區，而很多中小城市和邊遠地區的生產廠家較少，這就導致在進行混凝土外加劑采購過程中，很多中小城市必須向大城市的生產廠家進行外加劑的采購，然而由于運輸距離較遠，會在一定程度上增加運輸成本，也不利于外加劑的質量控制。外加劑生產廠家數量較少且發展不平衡，對外加劑的發展造成了一定的阻礙。

3 混凝土外加劑的發展趨勢

3.1 新品種減水劑的研究加快

目前，隨著科技的迅速發展，各種不同類別的減水劑也得到了廣泛的研究。2000年以來，我國混凝土研究界逐漸認識到聚羧酸系高性能減水劑這一高效的混凝土外加劑。它以石油化工產品為原料，以極高的減水率，極好的坍落度保持性和優異的增強效應，逐漸受到混凝土工程界的重視。聚羧酸減水劑是通過不飽和單體在引發劑作用下形成共聚，使帶活性基團的側鏈接枝到聚合物的主鏈上，在不影響水泥的凝結硬化情況下，使其同時具有高效減水、控制坍落度損失和抗收縮等作用。

3.2 外加劑標準的更新

目前對于混凝土外加劑的規范，僅有GB 50119-2003混凝土外加劑應用技術規范。隨著外加劑品種和類別的不斷更新，急需出臺更新的混凝土外加劑的相關標準，對外加劑的相關標識和質量檢測方法做出具體的規定。針對不同功能的混凝土外加劑需要有不同形式的標號和規定，同時對其相關質量的檢測規程和要求也需要做出進一步指導性的規范，從而對外加劑市場進行標準化管理。

3.3 外加劑的綠色化發展

隨著我國能源資源的不斷消耗，建筑業的綠色化、低碳化發展已經成為不可阻擋的趨勢，而混凝土外加劑作為支撐建筑行業發展的重要材料，必須保證在制備以及使用過程中的綠色化，通過合理的技術改造減少外加劑生產和使用過程中對能源的消耗以及各種污染物的排放，通過促進外加劑的綠色化發展，實現建筑行業的節能減排和可持續發展。

4 結語

各種不同的混凝土外加劑對于混凝土有著不同的功能，為了提高建設投資的經濟效益和施工質量，有必要對混凝土外加劑做出更進一步的研究，發明更加新型的外加劑。同時應加強相關標準規范的制定，促進外加劑的規范化生產和檢測。最后，應促進外加劑綠色化的制備和使用，從而保證建筑業的可持續發展。

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