对混凝土外加剂对混凝土性能的影响研究

吴小华 张卓浩

【摘要】混凝土外加剂的应用越来越广泛，外加剂对混凝土性能的影响也得到了业内人士的广泛重视。本文从混凝土外加剂的定义和作用出发，探讨了减水剂对混凝土性能的影响分析、引气剂对混凝土性能的影响分析以及应用外加剂时应注意的问题，为外加剂的应用提供参考。

【关键词】混凝土；外加剂；减水剂；引气剂

1、混凝土外加剂的定义和作用

为了提高新拌混凝土的性能，通常在混凝土搅拌前或搅拌中加入混凝土外加剂（一般掺量不大于5%）。外加剂是改善混凝土质量的辅助材料，其作用效果因其种类而不同，下面详细介绍常用外加剂的作用及其效果：①普通减水剂、高效减水剂及高性能减水剂的作用有以下几个方面：a.可以很好的增强新拌混凝土的易浇注性和粘聚性；b.节约水泥用量，在混凝土坍落度一定时，由于外加剂的使用可以很好的增加其强度，减少成本；c.增加混凝土的耐久性，在水泥用量及混凝土坍落度一定时，减水剂可以很好的提高混凝土的耐久性，从而增强了混凝土强度，增加建筑的使用寿命；d.增加混凝土的流动性，减水剂的使用可以在水泥及混凝土用水量一定时，很好的增强其流动性，使混凝土更容易搅拌均匀，更方便浇注施工。②引气剂及引气减水剂的作用：加入引气剂的混凝土内部裹含有均匀的微小气泡，这些气泡非常稳定，可以增加混凝土的抗化学腐蚀能力，同时又可以使混凝土的保水性及粘聚性增强。

2、减水剂对混凝土性能的影响分析

2.1作用机理

混凝土减水剂主要是由阴离子型的表面活性剂组成的。将其加入混凝土之后，新拌混凝土的塑化作用加强，从而优化了混凝土的性能。与传统的混凝土相比，加入减水剂使混凝土具有分散、润滑及空间位阻作用。1）分散作用：水泥加水拌合后，由于水泥颗粒分子引力的作用，使水泥浆形成絮凝结构，使一部分的拌合水被包裹在水泥颗粒之中，不能参与自由流动和润滑作用，从而影响了混凝土拌合物的流动性，当加入减水剂后，由于减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有同一种电荷，形成静电排斥作用，促使水泥颗粒相互分散，絮凝结构破坏，释放出被包裹部分水，从而有效地增加混凝上拌合物的流动性。2）润滑作用：减水剂中的亲水性很强，因此水泥颗粒表面的减水剂能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜，这层水膜具有很好的润滑作用，能有效降低水泥颗粒间的滑动阻力，从而使混凝土流动性进一步提高。3）空间位阻作用：减水剂结构中具有亲水性的支链，伸展于水溶液中，从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层。当水泥颗粒靠近时，吸附层開始重叠，即在水泥颗粒间产生空间位阻作用，重叠越多，空间位阻斥力越大，对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大，使得混凝土的坍落度保持性更好。

2.2掺加减水剂对混凝土性能的影响分析

1）混凝土增加减水剂可以减少其泌水率。由于减水剂的使用，使混凝土的水灰比降低.从而降低了其泌水率，增加混凝土的分散性。2）混凝土加入减水剂可以增加其流动性。坍落度值是衡量棍凝土流动性的标准通过实验发现，搅拌混凝土的用水及水泥一定时，减水剂可增大坍落度值.即增强其流动性。3）混凝土加入减水剂可以增加其含气量不仅仅是引气剂，普通的减水剂也可以增加混凝土的含气量。4）混凝上中加入减水剂可以减小其对钢筋的腐蚀性。由于减水剂能够减少水的使用量，从而减小水灰比，提高了钢筋的抗腐蚀性能。

3、引气剂对混凝土性能的影响分析

3.1作用机理

由于引气剂的使用，在混凝土搅拌时会裹含大量的微小稳定气泡，提高混凝土的稳定比及和易性。总得来说，引气剂在起泡、稳泡、界面活性三个方面有很好的作用。

3.2引气剂对混凝土性能的影响分析

1）混凝土加入引气剂可以改善其和易性。随着引气剂的加入，混凝土内部裹含了大量稳定的气泡，使混凝土在使用时减少了泌水离析的情况，同时也增大混凝土的坍落度，从这种意义上来说这是混凝土和易性得到改善的结果。2）混凝土加入引气剂对其凝结时间的影响。一般情况下，加与不加引气剂对混凝土凝结时间影响不大。3）混凝土加入引气剂对其耐久性的影响，由于引气剂能显著降低水的表面张力和界面能，使水溶液在搅拌过程中极易产生许多微小的封闭气泡，同时引气剂分子定向吸附在气泡表面，形成较为牢固的液膜，使气泡稳定而不易破裂，在这种稳定气泡的作用下，混凝土具有更好的抗渗、抗冻、抗裂等性能，从而提高了混凝土的耐久性。4）混凝土加入引气剂对其强度的作用。这个作用要从两个方面进行说明：一方面，引气剂的减水功能减小了混凝土的水灰比，增加了其强度；另一方面，引气剂的使用使混凝土内部裹含大量气体，使混凝土密度降低，从这方面来说它又减小了混凝土的强度。所以引气剂对混凝土强度的影响要从这两个方面来看。实验发现，由于混凝土中存在气泡，降低了混凝土筑件的弹性模量，也就降低了混凝土强度。这种强度的降低没有抵消其增强效果，使混凝土的整体强度降低。

4、应用外加剂时应注意的问题

4.1根据工程的性质或混凝土的用途，正确选择外加剂

外加剂种类繁多，在选用时要根据工程的性质及混凝土的用途来选择适当的外加剂，原则是既要满足设计、施工，又要经济合理。针对目前应用比较多的混凝土在外加剂上的选择做以下详细说明：①改性萘系减水剂。由于该类减水剂可以优化水泥水化发热能力，可用作配置大体积混凝土。大体积棍凝土配置和施工时，会产生大量的水化热，不利于施工，而这两种减水剂可以很好的减弱热效应；②聚狡酸类外加剂和引气剂。由于具有减缩能力，这种减水剂可以很好的用于耐久混凝土的配制；③聚羧酸类混凝土外加剂由于其减水率大，可用作高强混凝土，同时聚羧酸类混凝土外加剂可以增强混凝土的可泵性，可配置泵送混凝土，减少运输过程中的水泥二次吸附现象，减少坍落度损失。

4.2进行配制实验，确定外加剂的掺量

外加剂掺量会影响混凝土的质量，过多或是过少都不能最好的发挥其作用，所以要对外加剂进行配制实验，确定其掺量。选用施工所用的原材料进行混凝土配合比实验，找出外加剂的最佳参量范围，并结合经济的原则最终确定掺量。

4.3外加剂的掺加方法

外加剂的掺加方法有如下几种：①先掺法。粉剂外加剂与水泥混合，再加集料与水搅拌；②后掺法。混凝土加水搅拌一段时间后，再加入外加剂进一步搅拌，保持了混凝土液相中的外加剂浓度不会很快降低；③同掺法。水剂、粉剂与混凝土材料一起倒入搅拌机搅拌，或液体外加剂与水混合，然后与其他材料一起拌合。此方法混凝土在一开始水化时就有外加剂介入，立即被水泥颗粒表面吸附，从而迅速降低了液相中的浓度；④分次加入法。混凝土搅拌过程中或运输途中分几次将外加剂加入混凝土中，使混凝土液相中的外加剂浓度保持在一定水平。外加剂的掺加方法有时候也会影响混凝土的质量，在混凝土配制时要用正确的方法掺加外加剂。其中先掺法有利于外加剂的分散，减少集料对外加剂的吸附量，但实际工程使用不方便，一般是试验室用做试配。如在相同和易性等条件下，“后掺法”比“同掺法”大约节省减水剂20%至30%。

5、结语

混凝土外加剂的使用，满足了建筑对不同类型混凝土的要求。但是建筑的不断发展，建筑对质量的要求不断提升，这就需要不断的改善混凝土性能，并达到节约资源的目的。外加剂在混凝土中的广泛应用，会不断的提升混凝土的质量。在进行外加剂的使用的时候，需要控制好用量，否则会导致混凝土的强度的降低，影响工程的安全性。