混凝土外加劑

史瑞彥 焦元其

摘要：混凝土是當(dāng)今世界用量最大、用途最廣的工程材料之一，隨著21世紀(jì)混凝土工程的大型化、多功能化、施工與應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜化、應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大化及資源與環(huán)境的優(yōu)化，人們對傳統(tǒng)的混凝土材料提出了更高的要求。不言而喻，混凝土實(shí)現(xiàn)高性能的重要技術(shù)途徑是使用優(yōu)質(zhì)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(guān)鍵詞：混凝土外加劑；性能；應(yīng)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(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間和硬化性能的外加劑。主要包括緩凝劑、促凝劑、早強(qiáng)劑等。（3）調(diào)節(jié)混凝土含氣量的外加劑。主要包括引氣劑、加氣劑、發(fā)泡劑等。（4）增強(qiáng)混凝土物理力學(xué)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(jìn)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?jié)B劑等。（6）為混凝土提供特殊性能的外加劑。主要包括發(fā)泡劑、著色劑、殺菌劑、堿骨料反應(yīng)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(qiáng)度不變的條件下，可節(jié)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(qiáng)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(yù)制及現(xiàn)澆混凝土、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)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(jié)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(qiáng)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(qiáng)混凝土、高流動性混凝土、早強(qiáng)混凝土、蒸養(yǎng)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?jié)B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(jié)晶破壞及耐堿混凝土。（3）泵送混凝土、流態(tài)混凝土、普通混凝土。（4）集料質(zhì)量差以及輕集料混凝土。

2.4早強(qiáng)劑及早強(qiáng)高效減水劑

主要功能：（1）提高混凝土的早期強(qiáng)度。（2）縮短混凝土的蒸養(yǎng)時(shí)間。（3）早強(qiáng)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(qiáng)和防凍要求的混凝土。（2）用于常溫或低溫下有早強(qiáng)要求的混凝土、蒸養(yǎng)混凝土。

2.5防凍劑

主要功能：在一定的負(fù)溫度條件下澆筑混凝土而不受凍害，并達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度。

適用范圍：負(fù)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(chǎn)生一定膨脹，減少混凝土干縮裂縫，提高抗裂性和抗?jié)B性能。

適用范圍：（1）用于防水屋面、地下防水、基礎(chǔ)后澆縫、防水堵漏等。（2）設(shè)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(shí)性堵漏用砂漿及混凝土。

2.8防水劑

主要功能：混凝土的抗?jié)B性能顯著提高

適用范圍：地下防水、貯水構(gòu)筑物、防潮工程等

3混凝土外加劑性能試驗(yàn)方法

3.1坍落度。坍落度表示混凝土和易性的一項(xiàng)指標(biāo)，按《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)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(shí)的高度，B為立即提筒坍落后的拌合物懂得最高點(diǎn)與筒的高度差；D為拌合物在筒內(nèi)停放一段時(shí)間后拌合物與筒的高度差；（一般取20min、30min、60min、90min）；C為不同時(shí)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(zhǔn)混凝土）混凝土單方用水量之差與基準(zhǔn)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(zhǔn)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(qiáng)功能的主要質(zhì)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(jià)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(jīng)振動后，將泌除的水吸出稱量后，計(jì)算泌水率，它可以判斷混凝土的保水性能。

3.5凝結(jié)時(shí)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(shí)間。

4亟需解決的混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)問題

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

4.2防止延遲鈣礬石生產(chǎn)的技術(shù)措施研究混凝土于早期經(jīng)高溫處理（包括使用熱水泥導(dǎo)致的水化放熱溫升提高）后，水泥基材料中已經(jīng)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(dǎo)致內(nèi)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(shù)就水泥生產(chǎn)而言，礦物材料在影響外加劑與水泥品種適應(yīng)性方面起重要作用。

4.4含堿量標(biāo)準(zhǔn)問題堿能促進(jìn)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(shù)在預(yù)拌混凝土中的應(yīng)用由于預(yù)拌混凝土與現(xiàn)場攪拌的混凝土不同，外加劑后摻具有切實(shí)的可能性，而且可以減少減水劑摻量、降低混凝土成本。

5結(jié)語

混凝土技術(shù)的發(fā)展在很大程度上取決于外加劑的發(fā)展，混凝土外加劑的研究和應(yīng)用促進(jìn)了工程質(zhì)量的提高和施工技術(shù)的進(jìn)步。步入21世紀(jì)，混凝土仍然是主要建筑材料，傳統(tǒng)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(zhì)的轉(zhuǎn)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(fā)展混凝土材料的主要任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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