外加剂对建筑砂浆性能的影响

唐楷，黄守斌，繆建波，蒋文隆，邓孝辉，叶文楷，庞志红

[摘要]综述了国内外近年来外加剂对砂浆性能研究进展，介绍了近期缓凝剂、减水剂、保水增稠剂、复合外加剂研究现状，最后总结提出了外加剂发展方向。

[关键词] 外加剂；砂浆；减水剂；保水增稠剂

[中图分类号] TU528.042 [文献标志码] A[文章编号] 2095-4085（2012）-06-0098-02

世界上最早由美国提出高性能砂浆的概念[1]，但各个国家对高性能砂浆的认识并不相同。为了保证建筑材料强度和耐久性，且便于实现高的施工性能，目前国内外建筑企业多采用掺加外加剂和矿物混合材料[2-3]等综合措施。普通砂浆本身是一种复杂的复合材料，再加上外加剂和矿物混合料，给施工又增加了新的困难。虽然实验室内可以采取各种措施，如精确称量，保温养护，小型的强力搅拌，配料精确等以及复杂的施工工艺，但对于工程实际，考虑到建筑砂浆用量和经济性问题，工程中建筑材料的强度远远没有达到实验室的水平。 随着建筑要求的提高，迫于现状，不得不对高性能砂浆产品外加剂做深入研究[4]。 因此，对于建筑砂浆行业而言，有必要对于外加剂对砂浆性能影响做研究综述，以便在此基础上开展针对性更强的砂浆外加剂研究。

1 砂浆

砂浆即建筑上砌砖石用的黏结物质，是由胶凝材料（水泥、石灰、粘土等）和细骨料（砂）加水拌合而成。现在我们国家的房地产处于高速发展的时期，对砂浆的要求也不尽相同，而且原始砂浆的某些性能根本就不能满足现代建筑的某些要求，所以外加剂已经成为现代建筑中不可或缺的一种原料。

砂浆在不同的使用条件下对其的各个性能有不同的要求，而在砂浆没有添加外加剂之前，不可能做到在所有的使用环境下保证砂浆的所有性能都符合要求，所以就必须添加特定的外加剂来确保砂浆的某一性能。砂浆外加剂主要影响砂浆的强度、缓凝时间、减水性、保水增稠性等性能。目前这一类外加剂主要有白糖、葡萄糖酸钠、聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、纤维素醚等。

2 外加剂技术研究现状

现代建设工程和工程建筑物及其施工技术对砂浆的要求越来越多，越来越高。为满足和适应这些要求，世界各国建筑材料专家进行了大量的研究、开发和应用，不断地研制各种外加剂及其复合应用，使砂浆材料获得优良性能，满足众多不同要求的有效途径。国内外对外加剂的研究日益取得明显的进展。砂浆外加剂的种类繁多，目前约有300多种，我国已生产的有100多种[5]。我国生产外加剂的企业众多，不包括小型企业，骨干企业的外加剂总产量达123.5万吨。

2.1 缓凝剂

缓凝剂的主要作用是稳定稠度，延长凝结时间，以延长砂浆使用时效。特别是在预拌砂浆中的应用更为广泛。目前最常用也是应用最成熟的缓凝剂主要有白糖和葡萄糖酸钠。重庆大学的吴芳和段瑞斌[6]研究了白糖和葡萄糖酸钠分别对混凝土凝结时间的影响。结果表明：在砂浆凝结时间基本相同时，葡萄糖酸钠保持稠度的能力远优于白糖，白糖的缓凝效果比葡萄糖酸钠的好，而葡萄糖酸钠保持混凝土稠度的能力又比白糖的强。因此就应该寻找一种能结合白糖的缓凝能力与葡萄糖酸钠的保持稠度能力的方法来解决这个问题。采用二者按照一定的比例结合的方法，制成复合缓凝剂，这样就能够既能够有白糖优越的缓凝能力，又有葡萄糖酸钠的保持稠度的能力。而且在经济效益方面，葡糖糖酸钠市场价5300～5600元/t，白糖3800～4100元/t。复合缓凝剂保持稠度的能力强于相同掺量的葡萄糖酸钠，而且其成本远低于葡萄糖酸钠，具有较好的经济效益。

2.2 减水剂

减水剂主要起减少拌合用水量、提高混凝土强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的作用。现在广泛使用的减水剂主要包括总聚羧酸系减水剂、萘系减水剂和氨基磺酸盐系减水剂三类。按照GB/T 8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行试验，找出三种减水剂的饱和点，根据其饱和点掺量的水泥净浆流动度经时变化对比可以知道与水泥的适应性优劣依次为是聚羧酸系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、萘系高效减水剂。所以聚羧酸高效减水剂与水泥适应性最好，掺聚羧酸高效减水剂的砂浆和易性好，强度最高。

2.3 保水增稠剂

目前市场上常用的砂浆保水剂是纤维素醚，新疆大学的罗玲、韩建红和丘尊长[7]以综合性能优越的羟丙基甲基纤维素醚（HPMC）来研究对砂浆保水增稠性的影响。结果表明羟丙基甲基纤维素醚（HPMC）具有较强的保水增稠能力，能显著减小砂浆分层度；有明显的引气作用；显著降低砂浆强度，且随着掺量的增加，强度逐渐降低；另外还具有一定的缓凝作用，掺量越大，砂浆凝结时间越长。

2.4 复合型外加剂[8]

复合型外加剂是根据工程需要，以上述的各种组成为主，再加入其他组分复合而成，如防冻剂、早强减水剂、泵送剂、防水剂、引气减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、水下混凝土用外加剂、灌浆剂等。这些复合型外加剂生产设备极为简单、投资少、效益好。这种外加剂多为粉状。

3 今后发展方向

目前，我们国家建设部对外加剂的产品质量进行过了评估，从评估结果看，砂浆外加剂性能基本上是好的，但各厂的质量存在一定的差距。另一方面，将我国产品与国外相比，有些产品与国外产品也存在一定的差距，特别是在低掺量时，高效减水外加剂产品，减水和分散效果较差，过去生产的低浓高效减水剂较多，今后要提高生产高浓高效减水剂的比例，降低高效减水剂产品中Cl-和水不溶物的含量，以满足高效专用砂浆和生产液体外加剂的需要。

参考文献

[1]赵干.高强高性能混凝土在矿井冻结井壁工程中的应用[J[.煤，2008， 17（7） ： 16-19.

[2]覃维祖.我国混凝土外加剂的发展及存在问题[J].施工技术，2009， 38（4） ： 7-10.

[3]卢迪芬，陈森凤，吴建其. 多组分矿物外加剂复合效应研究[J]. 新型建筑材料，2002（8） ： 40-41.

[4]蒋林华，徐辉东，储洪强，等. 冻结法施工井壁中高强高性能混凝土研制应用[J].煤炭科学技术，2010，38（10） ： 38-42.

[5]陈银洲.混凝土外加剂研究概况与进展（N）.武汉工业大学学报.2000.02（22）.

[6]吴 芳，段瑞斌.外加剂对预拌砂浆性能影响试验研究[J].化学建材，2009，25（3）：40-44.

[7]罗玲，韩建红，丘尊长.外加剂对预拌砂浆性能影响的试验研究[J].预拌砂浆，2011（9）：107-109.

[8]田培.我国混凝土外加剂现状和展望[J].混凝土，2000（3）：3-8.

作者简介：唐楷（1981—），男，四川绵阳人，硕士，讲师，主要从事应用化学方面教学及科研工作。