混凝土外加劑對混凝土性能的影響綜述

李昊霖

安徽省公路橋梁工程有限公司 安徽 合肥 230031

引言

在我國工程事業(yè)不斷發(fā)展的今天，對建筑材料的要求不斷提升。混凝土作為主要的建筑材料，不僅對其牢固性要求較高，還要求其具有較強的凝結(jié)性、流動性和耐久性。隨著材料技術(shù)的發(fā)展，各種混凝土外加劑層出不窮，使用效果也是千差萬別。相較于外加劑生產(chǎn)方，建筑行業(yè)使用方對于外加劑的了解僅僅是對外在效果的判斷。如果想要完全掌握外加劑對混凝土性能方面的影響，則應從類型和添加數(shù)量上進行嚴格控制。只有合理對外加劑進行使用，才能最大限度保證混凝土的性能。

1 混凝土外加劑的功能

通過對混凝土外加劑合理進行使用，可以有效改善混凝土的性能，但其用量不得超過水泥總量的5%。在外加劑實際使用過程中，應該嚴格按照國家相關(guān)標準進行。按照作用不同，以其主要功能分為四類：①改善混凝土拌和物流變性能；②調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能；③改善混凝土耐久性；④改善混凝土其他性能。改善易和性的外加劑，其主要包括引氣劑、減水劑和泵送劑。改善混凝土的施工凝結(jié)時間以及混凝土硬化效果的外加劑，其主要包括早強劑、緩凝劑和速凝劑。提升混凝土工程的耐久性能的外加劑，其主要包括防凍劑、泵送劑和膨脹劑等[1]。

2 外加劑對混凝土性能的影響

2.1 減水劑對混凝土性能的影響

通過將減水劑應用到混凝土攪拌過程中，可以有效改善混凝土的含氣量，讓混凝土內(nèi)部縫隙率得到大大降低，在混凝土用水量不變的情況下，有效提升混凝土的坍落度。合理使用減水劑還可以有效延長混凝土的凝結(jié)時間，但需要對外加劑的用量進行試配。摻入合理比例的減水劑，能夠在很大程度上提升混凝土結(jié)構(gòu)的性能和強度，讓混凝土的水灰比得到降低。在保持混凝土水泥用量和坍落度不變的情況下，提升混凝土強度；在強度及坍落度不變的情況下節(jié)約水泥用量。通過對減水劑的合理進行使用，還能有效防止混凝土當中的鋼筋發(fā)生銹蝕問題。

2.2 引氣劑對混凝土性能的影響

通過對引氣劑合理使用，可以有效提升混凝土的和易性和強度。在使用引氣劑之后，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較多的獨立氣泡，這些氣泡會對混凝土的和易性產(chǎn)生較大影響，對新拌混凝土的改善效果會更強，進而增加混凝土的坍落度，減少泌水現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外，由于氣泡的加入會給混凝土的抗凍性帶來提升。但是，如果存在過度使用引氣劑的情況，就會導致混凝土的彈性降低，對混凝土強度造成一定的影響。造成混凝土彈性變化的一個主要原因，是在混凝土攪拌過程中產(chǎn)生了大量的氣泡，其會在很大程度上影響到混凝土的彈性模量。

圖1 引氣劑

2.3 外加劑對混凝土應用性能的影響

通過對混凝土外加劑合理使用，可以在很大程度上改善混凝土的密實度，減小水灰比的同時使強度得到提升，還能提升混凝土的流動性，保證混凝土工作性能。在考慮成本的情況下可以控制強度，減少對水泥的用量以達到節(jié)約成本目的。在工程施工過程中，為了保證混凝土的施工性能，可以適當使用一定比例的引氣劑，從而提升混凝土的含氣量，有效滿足工程建設的施工需要。為了適應于項目需求，如需對混凝土凝結(jié)時間進行控制，可以通過使用一定量的早強劑或者緩凝劑，將混凝土的凝結(jié)時間縮短至數(shù)分鐘甚至延長數(shù)天。緩凝劑的使用對于大體積混凝土的裂縫能起到非常關(guān)鍵的改善作用。如工程項目對混凝土外觀有較高的要求，施工過程中就要盡量避免裂縫情況的出現(xiàn)，此時可以使用適量的膨脹劑，從而有效減少混凝土養(yǎng)護過程中產(chǎn)生的裂縫，最大程度保證工程施工質(zhì)量。

2.4 外加劑對混凝土節(jié)能性能的影響

在外加劑出現(xiàn)之前，混凝土工程施工中對水泥的用量相對較大，直接導致工程施工成本較高。隨著外加劑的出現(xiàn)，可以在很大程度上起到節(jié)能方面的作用，在一定程度上減少對水泥的使用。通過在混凝土加入一定比例的外加劑，不僅可以有效改善混凝土的性能，還在混凝土節(jié)能方面發(fā)揮非常大的作用。例如，在建筑工程施工中，通過合理對外加劑進行使用功能，在滿足混凝土性能要求基礎(chǔ)上，大大減少對水泥的使用，在保證施工強度的同時，大大降低工程施工成本，將外加劑的節(jié)能效果充分體現(xiàn)出來[2]。

2.5 外加劑對混凝土消極作用

通過在混凝土當中加入一定比例的外加劑，不僅可以帶來積極方面的作用，還會帶來消極方面的作用。例如，如果存在外加劑用量選擇不當?shù)默F(xiàn)象，就會對混凝土性能產(chǎn)生非常不良的影響。在一般的情況下，如果外加劑使用過量，就會對混凝土產(chǎn)生非常負面的作用，甚至讓混凝土超出飽和范圍，對混凝土使用帶來非常大的負擔。如果混凝土緩凝劑使用量過大，就會導致混凝土長時間不能凝結(jié)情況的發(fā)生，對混凝土強度造成非常嚴重的影響，而且模板周轉(zhuǎn)率降低，成本大幅增加。筆者曾在安徽省太湖縣赤百公路升級改造工程項目中設計過C30用于墩柱的普通混凝土。進行配合比設計時，試拌采用0.42、0.45、0.48三種水膠比。水泥為湖北華新水泥，外加劑采用江蘇超力建材科技CNF-1B型減水劑，建議最大摻量1.8%，摻量1.8%時混凝土終凝在10左右，在摻量增至2.3%后混凝土超過48小時未凝固。以減水為主的含緩凝成分減水劑因過量添加則變成了超緩凝減水劑。如果緩凝劑不足，就會造成大體積混凝土的水化熱較大，內(nèi)外應力增加，使混凝土產(chǎn)生溫縮裂縫。因此，在對混凝土添加外加劑過程中，需要認真做好用量控制[3]。另外，外加劑對混凝土負面影響還體現(xiàn)在各種成分之間的化學反應。外加劑自身化學成分相對復雜，包含堿性物質(zhì)、氯離子等，通過與混凝土當中的物料發(fā)生反應，從而影響到混凝土自身性能。水工混凝土對于堿集料反應及氯離子最大含量有嚴格要求。因此，在使用外加劑過程中，需要根據(jù)實際情況按照要求進行添加，充分保證混凝土的性能。

2.6 對混凝土材料應用質(zhì)量進行控制

通過對混凝土外加劑進行使用，可以有效改善混凝土自身材料的應用情況，只有保證材料本身質(zhì)量，才能保證混凝土使用性能。在工作人員選擇使用水泥過程中，需要摻和料、砂、骨料過程中，應該使用那些具有合格證書的材料，制定科學的材料使用標準，能夠按照要求配置原料。另外，在對混凝土進行攪拌的過程中，應該嚴格控制攪拌的均勻性和攪拌時間，最大程度保證外加劑與膠凝材料及骨料拌和均勻，充分發(fā)揮外加劑的優(yōu)勢，以達到所需的混凝土的流動性、粘聚性和保水性。

3 在外加劑使用過程中應該注意的問題

3.1 根據(jù)工程實際情況，合理對外加劑類型進行選擇

由于外加劑的種類繁多，不同廠家不同成分的外加劑對膠凝材料的相容性也有差異。在實際選擇使用外加劑過程中，應該結(jié)合膠凝材料自身情況來進行選擇，外加劑含減水劑、防水劑、早強劑、緩凝劑等，但是很多種外加劑不是單純改變其中一項性能，而是趨向于復合型發(fā)展。如高性能、普通減水劑還分為早強型、標準型、緩凝型。因為外加劑會對混凝土多方面的性能進行改變，所以在初始階段要對水泥或者外加劑進行充分的試驗、篩選。使之既要滿足工程設計和施工的基本要求，又應該考慮工程施工成本。

3.2 科學選擇外加劑的用量

外加劑用量對混凝土質(zhì)量有著非常直接的影響，外加劑使用過多或者過少對其性能發(fā)揮，有著非常直接的影響，需要認真做好外加劑配置實驗，合理確定外加劑用量。以減水劑為例。很多人為保證混凝土強度，控制水灰比，把減水作為混凝土控制的關(guān)鍵，一味地增加減水劑的用量，往往忽略過量的減水劑帶來的危害。過量的減水劑會導致混凝土易離析、氣泡增多、混凝土易開裂，甚至大幅度延緩混凝土凝結(jié)。在安徽省肥東縣普通國省干線建設改建項目中，涉及一老橋改造。商混為安徽經(jīng)緯新型建材有限公司生產(chǎn)C50混凝土，用于預應力T型的生產(chǎn)。由于路途較遠，到現(xiàn)場后混凝土坍落度損失較大，施工工人為追求施工性能，擅自添加減水劑。導致三個月后混凝土表面出現(xiàn)肉眼可見但不影響實際強度的裂紋。為了選擇到最為合適的外加劑用量，就需要認真做好混凝土配比試驗，找出外加劑的最佳使用范圍。

圖2 過量減水劑引起的混凝土裂縫

3.3 合理選擇外加劑的摻加方法

外加劑摻加方法對混凝土質(zhì)量，有著非常直接的影響。在配置混凝土過程中，應該正確選擇摻加方法。如果采用先摻法，可以有效減少集料對外加劑的吸附量，但工程施工較為不便，需要在實驗室試配。粉劑應采用干摻法，與膠凝材料同時加入攪拌機；液體外加劑易與拌和水同時摻入。

4 結(jié)束語

隨著時代的不斷發(fā)展，對混凝土的要求呈現(xiàn)多樣性，對開展混凝土施工提出了更高的要求。為了有效保證混凝土的使用要求，就需要對混凝土外加劑進行合理的使用。而掌握各種外加劑的性能，熟知各外加劑對混凝土性能造成的影響即是從事混凝土工作的關(guān)鍵。