混凝土外加劑現(xiàn)狀與應(yīng)用研究

＊代玉蘭

（四川幼兒師范高等?？茖W(xué)校 四川 621700）

引言

近幾年來，混凝土越來越多地使用在大型工程中，其組成與結(jié)構(gòu)變得更加多樣化，高強(qiáng)、輕質(zhì)、多功能已經(jīng)成為現(xiàn)代工程建設(shè)中混凝土發(fā)展的必然趨勢。顯而易見，這樣的發(fā)展趨勢對混凝土的強(qiáng)度、耐久性、和易性和泵送性等要求都有所加強(qiáng)，在大體積混凝土中還對水化熱還有更嚴(yán)格的技術(shù)要求。其次，現(xiàn)今社會還提高了施工成本、施工速度、能源消耗量等要求。隨著我國綜合國力的增強(qiáng)，產(chǎn)生了大量的工程建設(shè)任務(wù)，加上現(xiàn)代混凝土配制技術(shù)中大量推廣使用各種礦物摻合料和外加劑，一方面促進(jìn)混凝土技術(shù)的發(fā)展，另一方面也使得與混凝土相關(guān)的外加劑行業(yè)逐漸活躍起來。目前我國外加劑發(fā)展迅猛，總體呈現(xiàn)出品種多，質(zhì)量好，摻量小的特點(diǎn)。在混凝土中使用外加劑不僅能解決施工中大量棘手的技術(shù)問題，還能節(jié)約生產(chǎn)成本，但是選擇或使用不當(dāng)，也會帶來一系列技術(shù)上的問題。在這種形勢下，工程人員必須要掌握一定的復(fù)合產(chǎn)品的性能，熟悉混凝土外加劑的類型，掌握外加劑在不同條件下的使用方法。

1.外加劑的分類、性能與作用

(1)分類

混凝土外加劑定義為在混凝土攪拌過程中加入的用以改善混凝土性能的物質(zhì)，其摻量不大于水泥質(zhì)量的5%。為了獲得更好的質(zhì)量、更優(yōu)良的工作性能和更高的經(jīng)濟(jì)效益，混凝土越來越商品化，目前外加劑已成為混凝土必不可少的第五組分。外加劑如果按照功能來分類，多分為如下幾種：①抗?jié)B劑、阻銹劑等；②引氣劑、泵送劑、減水劑等；③早強(qiáng)劑、緩凝劑、速凝劑等；④殺菌劑、著色劑、發(fā)泡劑等。

(2)外加劑的性能、作用

在實際施工過程中，較常用的主要有六種混凝土外加劑，詳細(xì)介紹如下：

①減水劑

減水劑又稱塑化劑，能夠降低混凝土攪拌過程中的用水量，得到差別較小的坍落度，是目前應(yīng)用最為廣泛的混凝土外加劑。減水劑種類很多，按化學(xué)成分可分為：奈系高效減水劑、聚羧酸鹽高效減水劑、復(fù)合減水劑等；按其減水率的不同可以分為普通減水劑、高效減水劑和高性能減水劑；按其對混凝土凝聚時間和早期強(qiáng)度的影響還可以分為標(biāo)準(zhǔn)型、緩凝型和早強(qiáng)型。

減水劑均為表面活性劑，其主要有吸附分散、潤滑和濕潤三個方面的作用。如加入減水劑后通過吸附分散作用可以使水泥顆粒表面帶相同電荷，從而通過電性斥力使水泥-水系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，并使水泥加水初期生成的絮凝狀結(jié)構(gòu)分散，將其中聚集的游離水釋放出來，從而達(dá)到減水的目的。

減水劑對塑性混凝土和硬性混凝土都有影響。如能夠在不影響強(qiáng)度的情況下提高混凝土流動性，改善拌合的和易性，減少泌水，推遲水泥水化熱峰值出現(xiàn)的時間，延緩凝結(jié)硬化的時間。在相同水泥用量，相同坍落度等條件下，使用減水劑，因減小了水膠比，有利于提高混凝土強(qiáng)度。同時，使用減水劑還有利于提高混凝土耐久性、抗碳化性等。

②引氣劑

在拌制混凝土?xí)r，加入引氣劑可以產(chǎn)生豐富而封閉的氣泡，均勻的分布在混凝土中，從而改善混凝土和易性，提高混凝土抗凍性和耐久性。引入的大量微小封閉的氣泡對水泥顆粒和骨料具有托浮、隔離等作用，起到了分散和濕潤的雙重作用，有利于改善混凝土性能。烷基磺酸鹽類，脂肪醇、松香酸鹽類等都是常見的引氣劑。

在工程實踐中，引氣劑由于性能優(yōu)秀而得到了極為廣泛的應(yīng)用。然而，摻入引氣劑也會降低混凝土的強(qiáng)度和彈性。因此，目前減水劑與引氣劑正沿著復(fù)合型高效引氣劑和高性能引氣減水劑方向發(fā)展。

③早強(qiáng)劑

能夠提高混凝土早期強(qiáng)度，并對后期無顯著影響的外加劑稱為早強(qiáng)劑。早強(qiáng)劑種類繁多，按化學(xué)成分分主要包括無機(jī)類、有機(jī)類和復(fù)合型三類。這種混凝土外加劑常被應(yīng)用于以下方面：A.需要加速早期強(qiáng)度發(fā)展的工程；B.在冬季施工的工程；C.緊急搶修工程。然而，加速的程度與早強(qiáng)劑種類和摻入量有著非常大的關(guān)系。此外，還受環(huán)境溫度、養(yǎng)護(hù)條件和水泥品種的影響。

早強(qiáng)劑不僅能夠加速早期強(qiáng)度的發(fā)展，而且能夠影響硬化混凝土的其他性能，此外，還會對新拌混凝土造成一定的影響。比如說，二氯化鈣可以提高新拌混凝土的和易性，使混凝土的凝固和硬化時間明顯縮短。

④防凍劑

防凍劑按照功效，可以分為高效防凍劑和普通防凍劑。按照化學(xué)組成，可以分為復(fù)合類、氯鹽類、非氯鹽類。防凍劑是在一定的負(fù)溫度下加入的，能夠降低混凝土中液相冰點(diǎn)，使水泥在負(fù)溫度下可以正常水化。使用防凍劑，有利于促進(jìn)混凝土的凝固、硬化、引氣和早強(qiáng)，并使用水量降低。

在大多數(shù)的工程中，都選擇使用復(fù)合型的防凍劑，單一組分的防凍劑使用的比較少，而且還能夠混合其他外加劑，這樣可以同時起到多種效果。

⑤速凝劑

速凝劑既可以是液體狀態(tài)，也可呈粉末狀。水玻璃、鋁酸鹽是液態(tài)速凝劑的主要組成；碳酸鹽和鋁酸鹽是粉狀速凝劑的主要組成。

速凝劑使用效率很高，能夠在很短的時間內(nèi)凝結(jié)、硬化混凝土。所以，速凝劑的應(yīng)用范圍極廣，常用于民用建筑、噴射混凝土工程、堵漏工程的搶修、工業(yè)建筑等?；炷猎诩尤胨倌齽┖?，與未加速凝劑的混凝土相比，混凝土強(qiáng)度往往有一定程度的降低。因此，需要使用優(yōu)質(zhì)的水泥和骨料，這樣才能使建設(shè)的工程達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)。

⑥緩凝劑

如果施工跨越的距離比較長，或者施工的環(huán)境溫度很高時，混凝土可能會發(fā)生凝結(jié)過早的情況，導(dǎo)致失去可塑性能，混凝土澆筑質(zhì)量也會受到極大影響。在這種情況下往往需要摻加緩凝劑，以延緩混凝土的凝結(jié)。除此以外，當(dāng)施工進(jìn)度因為特殊因素而減慢時，可能出現(xiàn)不良的質(zhì)量問題，需要加入緩凝劑以防出現(xiàn)裂縫。

2.選用外加劑原則和方法

(1)選用原則

①根據(jù)工程設(shè)計和施工要求來確定。

沒有添加混凝土外加劑，就無法實現(xiàn)噴射、泵送混凝土的施工工藝；當(dāng)面臨的是特殊的工程時，外加劑要根據(jù)特定的工程要求來決定。此外，還要考慮施工工藝的特殊性。

高強(qiáng)度的混凝土需要使用高效減水劑，而一般混凝土則只需使用普通減水劑；在低溫條件下，大都使用復(fù)合早強(qiáng)減水劑，當(dāng)需要在零下溫度施工時，還要添加一定量的防凍劑；在高溫條件下施工時，對減水劑和緩凝劑的引氣性要求較高；工程要求防水時，需要特別添加防水劑。

施工人員要對工程和外加劑特點(diǎn)進(jìn)行具體分析，選擇合適的外加劑，注意外加劑適用范圍和摻量。每一種外加劑都有適宜的摻量，即使同一種外加劑用途不同使用的摻量也不相同，超摻量可能會導(dǎo)致外加劑失去理想效果，或是產(chǎn)生反作用，不僅造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，而且容易造成質(zhì)量事故。

②充分考慮外加劑和水泥之間是否能夠很好的適應(yīng)。在原材料中，水泥對外加劑影響最大，在選擇外加劑時，研究人員有必要做高精密度的適應(yīng)性試驗，當(dāng)混凝土必需的性能得到保證之后，才能夠摻加所選擇的外加劑。

③不同品種外加劑復(fù)合使用時，應(yīng)注意其相容性及對混凝土性能的影響，使用前必須進(jìn)行試驗，滿足工程設(shè)計和施工要求后方可使用。

④嚴(yán)禁使用對人體產(chǎn)生危害，對環(huán)境產(chǎn)生污染的外加劑。

⑤考慮供應(yīng)商的技術(shù)水平以及生產(chǎn)材料的經(jīng)濟(jì)性。

(2)摻加方法

外加劑的摻加方法有先摻法、同摻法、滯水法、后摻法四種。不同的摻加方法得到的使用效果不同，實際施工中根據(jù)選用的外加劑和氣候等情況可以根據(jù)情況具體分析。

3.外加劑發(fā)展方向

二十一世紀(jì)以來，我國的經(jīng)濟(jì)正處于飛速發(fā)展的狀態(tài)，混凝土工程如雨后春筍般涌現(xiàn)出來?，F(xiàn)代工程需要高強(qiáng)度和性能優(yōu)良的混凝土作為支撐，而混凝土外加劑就是保證性能優(yōu)良的混凝土的關(guān)鍵元素。在這種形勢下，混凝土外加劑迎來了不容錯過的發(fā)展機(jī)遇，并且有著多樣化的發(fā)展方向，分別為：①提高技術(shù)水平，節(jié)約外加劑生產(chǎn)成本；②復(fù)合多功能型；③研究高性能、高強(qiáng)度的外加劑；④研究新型混凝土外加劑等。

4.結(jié)語

本文對混凝土的種類、性能進(jìn)行了仔細(xì)的介紹，并分析了不同條件下?lián)郊油饧觿┑脑瓌t，旨在為研究人員和技術(shù)人員的實際工作提供一定的借鑒與啟示。關(guān)于混凝土外加劑的研究一定程度上也影響著相關(guān)工程的安全質(zhì)量，是所建設(shè)的工程能夠順利進(jìn)行的重要保證。因此，科研人員需要重視對混凝土外加劑的研究工作，在此領(lǐng)域進(jìn)行更加深入的探索。

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