混凝土外加剂现状与应用研究

＊代玉兰

（四川幼儿师范高等专科学校 四川 621700）

引言

近几年来，混凝土越来越多地使用在大型工程中，其组成与结构变得更加多样化，高强、轻质、多功能已经成为现代工程建设中混凝土发展的必然趋势。显而易见，这样的发展趋势对混凝土的强度、耐久性、和易性和泵送性等要求都有所加强，在大体积混凝土中还对水化热还有更严格的技术要求。其次，现今社会还提高了施工成本、施工速度、能源消耗量等要求。随着我国综合国力的增强，产生了大量的工程建设任务，加上现代混凝土配制技术中大量推广使用各种矿物掺合料和外加剂，一方面促进混凝土技术的发展，另一方面也使得与混凝土相关的外加剂行业逐渐活跃起来。目前我国外加剂发展迅猛，总体呈现出品种多，质量好，掺量小的特点。在混凝土中使用外加剂不仅能解决施工中大量棘手的技术问题，还能节约生产成本，但是选择或使用不当，也会带来一系列技术上的问题。在这种形势下，工程人员必须要掌握一定的复合产品的性能，熟悉混凝土外加剂的类型，掌握外加剂在不同条件下的使用方法。

1.外加剂的分类、性能与作用

(1)分类

混凝土外加剂定义为在混凝土搅拌过程中加入的用以改善混凝土性能的物质，其掺量不大于水泥质量的5%。为了获得更好的质量、更优良的工作性能和更高的经济效益，混凝土越来越商品化，目前外加剂已成为混凝土必不可少的第五组分。外加剂如果按照功能来分类，多分为如下几种：①抗渗剂、阻锈剂等；②引气剂、泵送剂、减水剂等；③早强剂、缓凝剂、速凝剂等；④杀菌剂、着色剂、发泡剂等。

(2)外加剂的性能、作用

在实际施工过程中，较常用的主要有六种混凝土外加剂，详细介绍如下：

①减水剂

减水剂又称塑化剂，能够降低混凝土搅拌过程中的用水量，得到差别较小的坍落度，是目前应用最为广泛的混凝土外加剂。减水剂种类很多，按化学成分可分为：奈系高效减水剂、聚羧酸盐高效减水剂、复合减水剂等；按其减水率的不同可以分为普通减水剂、高效减水剂和高性能减水剂；按其对混凝土凝聚时间和早期强度的影响还可以分为标准型、缓凝型和早强型。

减水剂均为表面活性剂，其主要有吸附分散、润滑和湿润三个方面的作用。如加入减水剂后通过吸附分散作用可以使水泥颗粒表面带相同电荷，从而通过电性斥力使水泥-水系统处于相对稳定的悬浮状态，并使水泥加水初期生成的絮凝状结构分散，将其中聚集的游离水释放出来，从而达到减水的目的。

减水剂对塑性混凝土和硬性混凝土都有影响。如能够在不影响强度的情况下提高混凝土流动性，改善拌合的和易性，减少泌水，推迟水泥水化热峰值出现的时间，延缓凝结硬化的时间。在相同水泥用量，相同坍落度等条件下，使用减水剂，因减小了水胶比，有利于提高混凝土强度。同时，使用减水剂还有利于提高混凝土耐久性、抗碳化性等。

②引气剂

在拌制混凝土时，加入引气剂可以产生丰富而封闭的气泡，均匀的分布在混凝土中，从而改善混凝土和易性，提高混凝土抗冻性和耐久性。引入的大量微小封闭的气泡对水泥颗粒和骨料具有托浮、隔离等作用，起到了分散和湿润的双重作用，有利于改善混凝土性能。烷基磺酸盐类，脂肪醇、松香酸盐类等都是常见的引气剂。

在工程实践中，引气剂由于性能优秀而得到了极为广泛的应用。然而，掺入引气剂也会降低混凝土的强度和弹性。因此，目前减水剂与引气剂正沿着复合型高效引气剂和高性能引气减水剂方向发展。

③早强剂

能够提高混凝土早期强度，并对后期无显著影响的外加剂称为早强剂。早强剂种类繁多，按化学成分分主要包括无机类、有机类和复合型三类。这种混凝土外加剂常被应用于以下方面：A.需要加速早期强度发展的工程；B.在冬季施工的工程；C.紧急抢修工程。然而，加速的程度与早强剂种类和掺入量有着非常大的关系。此外，还受环境温度、养护条件和水泥品种的影响。

早强剂不仅能够加速早期强度的发展，而且能够影响硬化混凝土的其他性能，此外，还会对新拌混凝土造成一定的影响。比如说，二氯化钙可以提高新拌混凝土的和易性，使混凝土的凝固和硬化时间明显缩短。

④防冻剂

防冻剂按照功效，可以分为高效防冻剂和普通防冻剂。按照化学组成，可以分为复合类、氯盐类、非氯盐类。防冻剂是在一定的负温度下加入的，能够降低混凝土中液相冰点，使水泥在负温度下可以正常水化。使用防冻剂，有利于促进混凝土的凝固、硬化、引气和早强，并使用水量降低。

在大多数的工程中，都选择使用复合型的防冻剂，单一组分的防冻剂使用的比较少，而且还能够混合其他外加剂，这样可以同时起到多种效果。

⑤速凝剂

速凝剂既可以是液体状态，也可呈粉末状。水玻璃、铝酸盐是液态速凝剂的主要组成；碳酸盐和铝酸盐是粉状速凝剂的主要组成。

速凝剂使用效率很高，能够在很短的时间内凝结、硬化混凝土。所以，速凝剂的应用范围极广，常用于民用建筑、喷射混凝土工程、堵漏工程的抢修、工业建筑等。混凝土在加入速凝剂后，与未加速凝剂的混凝土相比，混凝土强度往往有一定程度的降低。因此，需要使用优质的水泥和骨料，这样才能使建设的工程达到合格的标准。

⑥缓凝剂

如果施工跨越的距离比较长，或者施工的环境温度很高时，混凝土可能会发生凝结过早的情况，导致失去可塑性能，混凝土浇筑质量也会受到极大影响。在这种情况下往往需要掺加缓凝剂，以延缓混凝土的凝结。除此以外，当施工进度因为特殊因素而减慢时，可能出现不良的质量问题，需要加入缓凝剂以防出现裂缝。

2.选用外加剂原则和方法

(1)选用原则

①根据工程设计和施工要求来确定。

没有添加混凝土外加剂，就无法实现喷射、泵送混凝土的施工工艺；当面临的是特殊的工程时，外加剂要根据特定的工程要求来决定。此外，还要考虑施工工艺的特殊性。

高强度的混凝土需要使用高效减水剂，而一般混凝土则只需使用普通减水剂；在低温条件下，大都使用复合早强减水剂，当需要在零下温度施工时，还要添加一定量的防冻剂；在高温条件下施工时，对减水剂和缓凝剂的引气性要求较高；工程要求防水时，需要特别添加防水剂。

施工人员要对工程和外加剂特点进行具体分析，选择合适的外加剂，注意外加剂适用范围和掺量。每一种外加剂都有适宜的掺量，即使同一种外加剂用途不同使用的掺量也不相同，超掺量可能会导致外加剂失去理想效果，或是产生反作用，不仅造成经济上的浪费，而且容易造成质量事故。

②充分考虑外加剂和水泥之间是否能够很好的适应。在原材料中，水泥对外加剂影响最大，在选择外加剂时，研究人员有必要做高精密度的适应性试验，当混凝土必需的性能得到保证之后，才能够掺加所选择的外加剂。

③不同品种外加剂复合使用时，应注意其相容性及对混凝土性能的影响，使用前必须进行试验，满足工程设计和施工要求后方可使用。

④严禁使用对人体产生危害，对环境产生污染的外加剂。

⑤考虑供应商的技术水平以及生产材料的经济性。

(2)掺加方法

外加剂的掺加方法有先掺法、同掺法、滞水法、后掺法四种。不同的掺加方法得到的使用效果不同，实际施工中根据选用的外加剂和气候等情况可以根据情况具体分析。

3.外加剂发展方向

二十一世纪以来，我国的经济正处于飞速发展的状态，混凝土工程如雨后春笋般涌现出来。现代工程需要高强度和性能优良的混凝土作为支撑，而混凝土外加剂就是保证性能优良的混凝土的关键元素。在这种形势下，混凝土外加剂迎来了不容错过的发展机遇，并且有着多样化的发展方向，分别为：①提高技术水平，节约外加剂生产成本；②复合多功能型；③研究高性能、高强度的外加剂；④研究新型混凝土外加剂等。

4.结语

本文对混凝土的种类、性能进行了仔细的介绍，并分析了不同条件下掺加外加剂的原则，旨在为研究人员和技术人员的实际工作提供一定的借鉴与启示。关于混凝土外加剂的研究一定程度上也影响着相关工程的安全质量，是所建设的工程能够顺利进行的重要保证。因此，科研人员需要重视对混凝土外加剂的研究工作，在此领域进行更加深入的探索。

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