混凝土外加劑

史瑞彥 焦元其

摘要：混凝土是當今世界用量最大、用途最廣的工程材料之一，隨著21世紀混凝土工程的大型化、多功能化、施工與應用環境的復雜化、應用領域的擴大化及資源與環境的優化，人們對傳統的混凝土材料提出了更高的要求。不言而喻，混凝土實現高性能的重要技術途徑是使用優質的外加劑和礦物摻合料，“外加劑是混凝土不可缺少的第五組分”已成為共識。

關鍵詞：混凝土外加劑；性能；應用

1混凝土外加劑的定義及分類

1.1混凝土外加劑的定義

混凝土外加劑是一種在混凝土攪拌之前或攪拌過程中加入的、用以改善新拌混凝土和硬化混凝土性能的材料。通常情況下，混凝土外加劑的摻量不大于水泥用量的5%。

1.2混凝土外加劑的分類

混凝土外加劑按其主要功能分為六類：（1）改善新拌混凝土流動性的外加劑。主要包括各種減水劑、引氣劑、灌漿劑、泵送劑等。（2）調節混凝土凝結時間和硬化性能的外加劑。主要包括緩凝劑、促凝劑、早強劑等。（3）調節混凝土含氣量的外加劑。主要包括引氣劑、加氣劑、發泡劑等。（4）增強混凝土物理力學性能的外加劑。主要包括引氣劑、防水劑、防凍劑、灌漿劑、膨脹劑等。（5）改進混凝土抗侵蝕作用的外加劑。主要包括了引氣劑、防水劑、阻銹劑、抗滲劑等。（6）為混凝土提供特殊性能的外加劑。主要包括發泡劑、著色劑、殺菌劑、堿骨料反應抑制劑等。

2混凝土外加劑的功能及使用范圍

2.1普通減水劑

主要功能：（1）在混凝土和易性及強度不變的條件下，可節省水泥5%-10%。（2）在保證混凝土工作性及水泥用量不變的條件下可減少用水量10%左右，混凝土強度提高10%左右。（3）在保持混凝土用水量及水泥用量不變的條件下，可增大混凝土的流動性。

適用范圍：（1）用于最低氣溫+5℃以上的混凝土施工。（2）各種預制及現澆混凝土、鋼筋混凝土及預應力混凝土。（3）大模板施工、滑模施工、大體積混凝土、泵送混凝土及商品混凝土。

2.2高效減水劑

主要功能：（1）可節省水泥10%-20%左右。（2）在保持混凝土用水量及水泥用量不變的條件下，可大幅提高混凝土拌合物的流動性。（3）在保證混凝土工作性及水泥用量不變的條件下，減少用水量15%左右，混凝土強度提高20%左右。

適用范圍：（1）用于日最低氣溫0℃以上的混凝土施工。（2）高強混凝土、高流動性混凝土、早強混凝土、蒸養混凝土。

2.3引氣劑及引氣減水劑

主要功能：（1）提高混凝土耐久性和抗滲性。（2）提高混凝土拌合物和易性，減少混凝土泌水離析。（3）引氣減水劑還具有減水劑的功能。

適用范圍：（1）有抗凍融要求的混凝土，防水混凝土。（2）抗鹽類結晶破壞及耐堿混凝土。（3）泵送混凝土、流態混凝土、普通混凝土。（4）集料質量差以及輕集料混凝土。

2.4早強劑及早強高效減水劑

主要功能：（1）提高混凝土的早期強度。（2）縮短混凝土的蒸養時間。（3）早強減水劑還具有減水劑的功能。

適用范圍：（1）用于最低溫度-5℃以上級有早強和防凍要求的混凝土。（2）用于常溫或低溫下有早強要求的混凝土、蒸養混凝土。

2.5防凍劑

主要功能：在一定的負溫度條件下澆筑混凝土而不受凍害，并達到預期強度。

適用范圍：負溫度條件下混凝土施工。

2.6膨脹劑

主要功能：使混凝土體積在水化、硬化過程中產生一定膨脹，減少混凝土干縮裂縫，提高抗裂性和抗滲性能。

適用范圍：（1）用于防水屋面、地下防水、基礎后澆縫、防水堵漏等。（2）設備底座灌漿、地腳螺栓固定等。

2.7速凝劑

主要功能：使砂漿或混凝土在1-5min之間初凝，2-10min之間終凝。

適用范圍：噴射混凝土、噴射砂漿、臨時性堵漏用砂漿及混凝土。

2.8防水劑

主要功能：混凝土的抗滲性能顯著提高

適用范圍：地下防水、貯水構筑物、防潮工程等

3混凝土外加劑性能試驗方法

3.1坍落度。坍落度表示混凝土和易性的一項指標，按《普通混凝土拌合物性能試驗方法》（GB J8）測定，主要儀器是坍落度筒。假定A為坍落筒高度，即混凝土剛拌好時的高度，B為立即提筒坍落后的拌合物懂得最高點與筒的高度差；D為拌合物在筒內停放一段時間后拌合物與筒的高度差；（一般取20min、30min、60min、90min）；C為不同時間間隔坍落值的絕對變化量，即坍落度損失，其相對變化量，稱為坍落度損失率。

坍落度損失率（%）=（A-C）/A×100

3.2減水率。減水率是指在坍落度基本相同的條件下，摻外加劑的與步摻外加劑的（基準混凝土）混凝土單方用水量之差與基準混凝土單方用水量的比率為減水率（%）。

Wr=（Wo-Wl）/Wo×100

式中：Wr為減水率；Wo為基準混凝土單位用水量（kg/m3）；W1為摻外加劑混凝土的單位用水量（kg/m3），其中減水率Wr是衡量外加劑塑化和增強功能的主要質變之一。

3.3含氣量。按GB J80，采用混合式含氣量儀測定，它可評價外加劑對混凝土的引氣量。

3.4泌水量。用一定量的混凝土拌合物，經振動后，將泌除的水吸出稱量后，計算泌水率，它可以判斷混凝土的保水性能。

3.5凝結時間。利用貫入阻力儀測定從拌合物中篩出砂漿的初凝和終凝時間。

4亟需解決的混凝土外加劑應用技術問題

4.1低水膠比混凝土早期開裂防治技術低水膠比混凝土（高性能混凝土）的缺陷之一是混凝土內部產生自干燥，這不僅消耗了水泥水化所需的水分，而且使內部相對濕度持續下降直至水化過程終止，影響強度發展。

4.2防止延遲鈣礬石生產的技術措施研究混凝土于早期經高溫處理（包括使用熱水泥導致的水化放熱溫升提高）后，水泥基材料中已經形成的鈣礬石部分或全部分解，以后再次緩慢形成鈣礬石的過程。大體積混凝土由于水泥早期水化熱導致內部溫度較高，可引起部分鈣礬石分解。

4.3降低含碳礦物外加劑吸附性能的技術就水泥生產而言，礦物材料在影響外加劑與水泥品種適應性方面起重要作用。

4.4含堿量標準問題堿能促進水泥混凝土的收縮干裂，高堿水泥生成的凝膠中，含有抗裂性能差的成分，會加重混凝土后期的干燥收縮。

4.5后摻法技術在預拌混凝土中的應用由于預拌混凝土與現場攪拌的混凝土不同，外加劑后摻具有切實的可能性，而且可以減少減水劑摻量、降低混凝土成本。

5結語

混凝土技術的發展在很大程度上取決于外加劑的發展，混凝土外加劑的研究和應用促進了工程質量的提高和施工技術的進步。步入21世紀，混凝土仍然是主要建筑材料，傳統混凝土將被高性能混凝土、綠色混凝土乃至智能型混凝土所代替，在混凝土這一質的轉變過程中，外加劑無疑扮演著重要角色。加快混凝土外加劑的研究也將成為發展混凝土材料的主要任務。

參考文獻

[1] 葛照明.混凝土外加劑[M].化學工業出版社,材料科學工程出版中心,2005.

[2] 何延樹.混凝土外加劑[M].陜西科學技術出版社,2003.