混凝土外加劑的選擇與應用

樊 宇

（中建三局集團有限公司昆明分公司，云南昆明650000）

1 外加劑的作用

外加劑是一種添加在混凝土中的材料，其在拌制過程中添加可以有效改善混凝土的性能。外加劑的使用可優化混凝土自身參數，例如密實性、耐久性等等。混凝土自身性能提升之后，能縮短養護時間，便于整體化施工，大幅度提高施工速度。同時減少水泥用量，降低工程成本，用最少的資金獲取最高性價比。

2 外加劑的種類及應用范圍

混凝土外加劑的選擇按其功能分為以下幾類：

（1）使混凝土流動特性更優，混凝土拌合物攪拌更方便的外加劑，主要有各種減水劑與泵送劑。

（2）使混凝土結構在規定時間內凝結硬化，主要有緩凝劑、促凝劑和速凝劑等。

（3）改善提高混凝土的耐久性能，主要有引氣劑、阻銹劑等。

（4）改善混凝土其它特殊性能，包括發泡劑、防凍劑、膨脹劑、著色劑等。

2.1 減水劑

減水劑又稱為塑化劑，其作用是保持坍落度變化不大的情況下明顯減少混凝土的攪拌用水量。減水劑實質上就是一種表面活性劑，減水劑按照成分不同可分為以下幾種：

（1）根據其塑化減水效果WR進行分類，高于5%的為普通減水劑，高于10%稱之為高效減水劑。

（2）根據加入氣體含量多少劃分，含氣量在3.5%～5.5%的為引氣減水劑，含氣量≤3%為非引氣減水劑。

（3）根據凝結時間長短劃分為標準型、緩凝型以及早強型減水劑。

（4）根據組成減水劑的化學成分分為磺化三聚氰胺甲醛縮合物類、聚烷基芳基磺酸鹽類、木質素磺酸鹽類及聚羧酸鹽高效減水劑等。

2.2 引氣劑

引氣劑的原理是對抗凍、抗滲性不好的混凝土，分布均勻且封閉的小氣泡加到混凝土內，改善混凝土和易性，可以從根本上改善混凝土泌水現象，實現離析現象的改善等。

2.3 早強劑

混凝土早強劑實施最主要的目的就是混凝土早期強度外加劑的有效改善，還可以從根本上實現后期強度的有效強化。同時，加速水泥水化速度，實現混凝土早期強度的有效強化。

2.4 緩凝劑

緩凝劑對混凝土凝結時間有延長作用，使其保持塑性，適用于一些長時間的工程。摻入緩凝劑可防止運輸距離較遠、或氣溫較高導致混凝土凝結過快而失去可塑性，從而保證澆筑質量。由于天氣原因等其他特殊情況影響施工進度時，也需摻入緩凝劑，以防止出現施工裂縫，影響質量。緩凝劑不僅能使混凝土延長凝結時間，同時還能改善混凝土的工作性能。

2.5 膨脹劑

在完成膨脹混凝土配制的過程中，需要加入一定劑量的膨脹劑，可以從根本上有效改善混凝土抗滲性，主要有利于土木工程的防水和抗裂。同時，其經常使用的場合是制備高級防水混凝土，并適當擴大伸縮縫或后澆帶之間的間隙。

3 外加劑的選擇

3.1 選擇的基本要求

所選擇的外加劑應該能夠根據工程需要改善混凝土的一種或多種性能，滿足施工要求，并符合經濟型要求，沒有副作用或副作用最小；良好的均勻性和穩定性；混凝土中鋼筋或嵌入金屬部件無腐蝕；使用安全，無環境污染。

3.2 選擇的依據和原則

（1）選擇混凝土外加劑的類型時，主要根據混凝土性能和施工要求。為實現混凝土泵送、噴涂等新型施工技術，有必要使用添加劑。為了實現特殊的工程建設，有必要根據不同的工程要求和施工工藝使用添加劑。

（2）在實際施工中，需要按照不同標準選擇外加劑的應用。如果添加劑生產廠家直接將外加劑產品提供給混凝土攪拌站，則外加劑的質量應得到相應的保證。但是，如果外加劑生產廠家提供粉末狀產品，則混凝土攪拌站需要將其重新配置。

（3）在選擇水泥和外加劑的過程中，需要從根本上滿足適應性方面的標準。工程人員需完成相應的適應性試驗，確定混凝土性能，才可以選擇這種外加劑進行使用。

3.3 外加劑應用其他需要注意的問題

3.3.1 水泥品種的選擇

由于外加劑和水泥之間存在著不同的適應性，就要對適應性進行研究，合理地選擇水泥和外加劑。例如：因為聚羧酸具有非常高的性能，其實施可以從根本上降低減水劑，還可以促使其具備非常高的效能，并且還存在低摻量等方面的特性，所以，將會更加嚴苛的要求水泥的質量控制。

3.3.2 使用前進行實驗測試

目前，檢測外加劑質量方法有很多種，主要以基準水泥為基礎。實際工程中不僅外加劑滿足水泥要求，也要滿足現場水泥要求。為此，必須在使用前進行測試。對產品的化學和物理性能進行檢測，是否有毒物質含量超標，被用作現場施工混合比例的參考。由于外加劑生產企業不同，其在外加劑原材料選擇、生產的工藝、配合比，添加劑含量控制、配料技術等方面存在差異，所生產的產品性能、質量和穩定性也存在差異。所以，產品的售后服務對建筑公司來說非常重要。重要工程項目選用高性能混凝土外加劑時，產品售后現場技術支持應與配制工藝有機結合。生產廠家應該根據檢驗方法進行實驗測試、配方改進，達到施工規范要求。

4 影響外加劑效果的一些其他因素

外加劑的正確使用與很多因素有關，比如水泥礦物組成、砂石形態和品質、攪拌溫度以及添加其他外加劑等因素也非常重要。各種有利因素都需要充分考慮，才能拌制出滿足工程需要的混凝土。一個項目用到的混凝土功能不同就需要添加不同的外加劑，并非配置了一種就可以一勞永逸。水泥、粉煤灰、砂石骨料等材料是外加劑能否在混凝土中發揮應有作用的關鍵因素。

4.1 水泥礦物組成的影響

不僅外加劑的種類多，混凝土的種類也數以十計。各種不同水泥中，礦物的含量和類別組成其實都是同等的，例如：作為硅酸鹽水泥熟料的四種礦物成分之一的C3A，由于C3A自身的自產高熱性會導致在高熱狀態下混凝土強度降低，從而混凝土坍落度損失加速，所以C3A對減水劑的作用效果是最大的。但由于水泥品種眾多，在減水劑中鋁酸三鈣的最佳范圍一般認為是6%～8%，廠家不可能更改水泥的配比，所以，只能調節外加劑來適應水泥，但是水泥的成分結果很難知道。

4.2 水泥細度提高的影響

水泥顆粒越細，水泥反應的表面積越大，水化反應就會加快，水泥早期的硬化速度就會提高，但對后期強度沒有明顯的提高作用。水泥顆粒越細，也會有其他的缺陷，比如混凝土抗凍性變差，不利于混凝土抗拉。國內水泥廠家將水泥越磨越細，給一些外加劑造成了不良影響。

4.3 石膏形態影響減水劑與水泥相容性

當產品按照水泥標準進行測定時，不同的石膏形式對水泥的影響原本可以不用在意，但如果與一些減水劑混合后便會導致與之前極端相反的局面發生。比如在遇到還原糖和多元醇的情況下，硬石膏與氟石膏在溶液中可能會有不足的可溶性SO3，從而不能產生足夠的鈣礬石來抑制3CaO·Al2O3的水合，產生假凝結。

5 結論

混凝土的大量使用促進了外加劑的發展。在混凝土中添加外加劑，可以改善混凝土的物理和力學性能，從而取得技術的進步和經濟效益的提高。但是，對外加劑的選擇和應用不當時也會產生不良后果。因此，在外加劑的選擇和使用過程中一定要嚴格按照國家標準，同時結合具體的工程項目進行現場試驗，確保達到最佳效果。隨著城鎮化進程的發展，建筑業對混凝土的性能要求更高，外加劑的使用會越來越多，其使用前景會更加廣闊。