淺談混凝土的外加劑

(揚州大學 江蘇 揚州 225127)

一、引言

在北美、歐洲、日本諸多發達國家，約80%的混凝土中加入一種或幾種外加劑，外加劑已成為現代混凝土必不可少的組分。根據資料，摻外加劑的混凝土年產量為1×108m3，占混凝土量的40%。我國有很多大城市無不例外地都摻加了外加劑。據不完全統計，我國外加劑的牌號大約有300多個，生產廠家有150多家。不同外加劑對混凝土的性能的改善不同，在確定改善混凝土某種性能時，需要我們選擇相應的外加劑。因此需要我們了解不同外加劑對外加劑的不同作用。

二、外加劑的種類

(一)早強劑。早強劑是加速混凝土早期強度發展的外加劑[1]。早強劑在加強早期強度的同時還加速凝結。堿金屬的碳酸鹽、鋁酸鹽加入混凝土可使混凝土在短時間內迅速凝結，并且早期強度也迅速地增長。這種外加劑主要用在噴射混凝土、搶修工程等特殊需要中。我國的早強劑主要有早強組與減水組分或調凝組分復合。其中，早強劑用的比較多的有氯化鈣、硫酸鈉。摻入氯化鈣能顯著提高混凝土1～7天的抗壓強度，3天抗壓強度的提高比較顯著。硫酸鈉早強劑對不同水泥的作用效果也不同。硫酸鈉對礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥的早強作用比硅酸鹽水泥的早強作用明顯，對原來早期強度低的水泥比早期強度高的水泥早強效果更加明顯。其他的早強劑包括甲酸鈣、亞硝酸鈣、三乙醇胺。甲酸鈣是氯化鈣的替代物，但其價格偏高，亞硝酸鈣貨源較少，有待開發，三乙醇胺的效果還有待開發。

(二)緩凝劑。緩凝劑是延長混凝土凝結時間的一種外加劑。緩凝劑主要有以下幾類：1、羥基羧酸及其鹽類及其衍生物；2、多羥基碳水化合物；3、木質素磺酸鹽；4、一些無機化合物：氧化鋅、氧化鋁、硼砂和鎂鹽。緩凝劑主要用于澆筑和運輸時間較長的混凝土、大體積混凝土、大壩混凝土等需要中。許多緩凝劑也具有減水效果。緩凝劑的緩凝機理是非水試劑吸附在水泥顆粒或水化產物表面，阻止水泥的進一步水化及水化產物的生成[2]。緩凝劑對混凝土凝結時間的影響比較明顯。緩凝劑的作用效果取決于水泥品種、水灰比、溫度等。羥基羧酸是很好的緩凝劑，價格偏高，無機化合物不易控制凝結時間，所以市場的緩凝劑主要是糖蜜和木質素磺酸鹽。

(三)減水劑。減水劑是一種混凝土拌合物坍落度相同的條件下，減少拌合物用水量的外加劑。減水劑分為普通減水劑和高效減水劑，普通減水劑的減水率為5%～10%，高效減水劑的減水率大于10%。減水劑有木質素硫酸鹽、羥基羧酸和鹽類三種。減水劑主要用于炎熱氣候施工和大體積混凝土。減水劑的作用機理是加入減水劑后水泥顆粒分散在減水劑的水溶液中，減水劑吸附在水泥的表面，使水泥帶有相同的電荷，水泥顆粒之間相互排斥，使得混凝土具有比較好的流動性[3]。摻入減水劑可以提高新拌混凝土的流動性，減輕坍落度損失。提高硬化后混凝土的強度，耐久性提高。

(四)引氣劑。引氣劑是一種在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩定而封閉的微小氣泡的外加劑。在北美，歐洲等大部分發達國家，幾乎所有的混凝土都摻加了引氣劑，特別是在水工結構物、公路、橋梁、海港工程中。目前引氣劑的種類有木質樹脂的鹽類、松香皂和松香熱聚物、皂素類、烷基芳基磺酸鹽類。引氣劑的原理是：引氣劑本身不能與水泥反應生成氣體，引氣劑僅能在混凝土攪拌過程中引入空氣，并把新拌混凝土存在的空氣泡穩定住[4]。引氣劑能顯著地改變混凝土的性能。引氣可以提高拌合物的工作性，引入空氣可以使拌合物的坍落度增大、減小拌合物的泌水性、提高混凝土的可泵性、提高混凝土的抗滲性和抗凍性。

(五)其他用途的外加劑。其他用途的外加劑主要有泵送劑、防水外加劑、阻銹劑、速凝劑。泵送劑可以改變混凝土拌合料的泵送性能，提高水泥漿的保水性和粘度。泵送劑主要用于泵送混凝土中。防水外加劑可以降低混凝土靜水壓力下的透水性，防水外加劑主要用于地下室、隧道、給排水池、水泵站等混凝土工程中。阻銹劑摻入混凝土中可以有效地控制、減小或防止鋼筋與環境的反應。速凝劑是使混凝土快速凝結硬化的外加劑，摻入速凝劑的混凝土可在幾分鐘內初凝和終凝。速凝劑主要用于噴射混凝土和補漏搶修工程，速凝劑的種類主要有碳酸鈉、氯酸鈉和硅酸鈉。

三、結語

目前，外加劑已在我國有著廣泛地應用。在外加劑蓬勃發展的同時，依然在生產、配制、使用和市場方面存在一些問題。比如說：(1)外加劑的配制和使用缺少科學和理論的指導；(2)市場上的外加劑質量達不到說明的效果；(3)外加劑不合理使用。針對這些問題，我們必須對外加劑的生產和配制進行科學地分析，合理地使用外加劑，規范外加劑市場秩序。