浅谈混凝土的外加剂

摘 要：在混凝土中渗入少量外加剂，可改善混凝土的性能，加速工程进度或节约水泥，满足混凝土在施工和使用中的一些特殊要求，保证工程顺利进行。外加剂的种类很多，用途和用法各不相同，常用的有早强剂、减水剂、缓凝剂、防冻剂和引气剂等。外加剂的使用符合相关规定。本文叙述了混凝土外加剂的现状，重点介绍了常用品种作用机理、应用及注意事项。

关键词：混凝土；外加剂；经济效益

中图分类号：TU528.042 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0380-01

随着建筑技术的不断进步，对混凝土的要求也越来越高。20世纪20年代混凝土外加剂的出现，极大地丰富了混凝土的品种，为建筑技术带来了蓬勃的生机，加速了大跨、高层建筑的发展。

1 混凝土外加剂发展现状及存在的问题

目前混凝土外加剂使用最普遍的国家有日本、澳大利亚、挪威、美国。这些国家80%以上的混凝土中应用外加剂。例如日本、澳大利亚己达100%。其次，像德国、丹麦、瑞典等国使用外加剂的混凝土也达80%以上。英国、法国、意大利及东欧诸国使用量也在30%以上。北美、欧洲、日本70%以上的混凝土都掺引气剂。引气混凝土的折压比比普通混凝土提高约20%，折压比的提高表明了混凝土的韧性提高和抗裂性提高，另外引气又是混凝土减少裂纹的一个措施。同时，掺加引气剂还能明显减少泌水。

我国从20世纪70年代开始，混凝土外加剂的商品化进程才真正开始，当时主要是开始应用木钙减水剂、糖蜜减水剂和速凝剂等。

2 混凝土外加剂的常用品种作用机理及应用

三种常用混凝土外加剂的作用机理：

（1）减水剂在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。减水剂是阴离子表面活性剂，它们在混凝土中所起的表面活性作用。

其作用机理为：水泥粒子对高效减水剂的吸附以及高效减水剂对水泥的分散作用，水泥加水转变成水泥浆后形成一种絮凝状结构。当减水剂分子被浆体中的水泥粒子吸附，即在其表面形成扩散双电层，成为一个个极性分子或分子团，憎水端吸附于水泥颗粒表面而亲水端朝向水溶液，形成单分子层或多分子层的吸附膜。这就降低了水的表面张力释放出絮凝体中被包裹的水分子。同时，出于表面活性剂的定向吸附，使水泥颗粒朝外一侧带有同种电荷，产生了相斥作用。其结果使水泥浆体形成一种不很稳定的悬浮状态；水泥颗粒表面的润滑作用，减水剂的极性亲水端朝向水溶液，多以氢键形式与水分子缔合，再加上水分子之间的氢键缔合，构成了水泥微粒表面的一层水膜，阻止水泥颗粒间的直接接触，起到润滑作用。

（2）引气剂在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。引气减水剂兼有引气和减水功能的外加剂。

其作用机理是：由于它的表面活性，能定向吸附在水-气界面上，而且显著降低水的表面张力，使水溶液易形成众多的新的表面（即水在搅拌下易产生气泡）；同时，引气剂分子定向排列在气泡上，形成单分子吸附摸，使液膜坚固而不易破裂。在溶液中产生气泡后，由于大大扩展了两相的界面，使表面能也随之增加，而对任何一个体系来说都有一个自由能自动趋于最小才稳定的趋势。那么要产生稳定的气泡必须是气液界面的表面能尽可能低。

（3）缓凝剂延长混凝土凝结时间的外加剂。缓凝减水剂兼有缓凝和减水功能的外加剂。

缓凝剂作用机理：硅酸盐水泥的早期水化历程分为四个阶段，即：初始反应期，水泥与水混合后立即发生水化反应，C3S生成水化硅酸钙并释放出Ca（OH）2；C3A矿物溶解于水，并迅速与己溶解的石膏反应析出钙矾石，附着在水泥粒子表面形成薄膜包裹层；休止期，由于初始反应期形成的薄膜包裹层阻碍了水泥与水进一步水化，水泥浆的可塑性基本上保持不变；凝结期，约在水泥加水混合后6～8h，水泥出现凝结现象。当水泥粒子表面的薄膜包裹层破裂时，则继续水化，从而出现了凝结期；硬化期，凝结期以后，进入硬化期，这时水泥的水化速度缓慢，但仍不断进行，水化物不断填充毛细孔，强度不断提高。

3 推广应用混凝土外加剂经济效益

推广应用混凝土外加剂不仅可以改善混凝土的物理力学性能，提高工程质量，节约水泥，节省能源、缩短工期，改善施工条件，满足特种混凝土的技术需要。同时，还具有投资少、见效快、技术经济效益明显，社会效益突出等特点。根据不同技术要求，使用不同类型的外加剂可以获得不同的经济效益。

混凝土中掺加高效减水剂、早强减水剂，可使混凝土的1d强度提高1倍以上，这样使配制高强或超高强度混凝土就易于实现。而混凝土强度的提高，不仅扩大了混凝土的使用范围，在一定程度上也可改变目前结构设计中存在的“肥梁、胖柱、深基础”等状况。这样，既减轻了房屋的自重，又节省了建筑材料。

混凝土中掺加阻锈剂，可提高对钢筋锈蚀的抵抗力和增加混凝土对钢筋的握裹力。混凝土外表喷射养护剂，使新浇混凝土表面形成薄膜，从而避免水分蒸发，收到保温、保湿的效果。混凝土中掺加流化剂，可制备自密度，大流动性混凝土，采用泵送溶流新工艺，可大大提高施工效率。混凝土中掺加复合外加剂，还能减少混凝土搅拌，成型过程中的能耗，消除震耳欲聋的噪声危害。混凝土中掺加着色剂，可制成各种装饰混凝土。

综上所述，大力开展和推广应用混凝土外加剂是促进建筑业科学进步的重要途径。随着混凝土外加剂品种的不断开发增加，质量逐步提高，应用会日益广泛，研究会更加深入，定会在建筑业中发挥巨大的作用和良好的效益。

参考文献

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[2]刘红飞，蒋元海，叶蓓红.建筑外加剂[M].北京：中国建筑工业出版社，2006，2.

[3]张守杰，吕丽华，李继深.黑龙江水利科技.2002（3）：103.

收稿日期：2018-11-8

作者简介：沈敏敏（1989-），女，汉族，安徽马鞍山人，助理工程师，本科，从事结构设计工作。