混凝土外加剂的选择与应用

樊 宇

（中建三局集团有限公司昆明分公司，云南昆明650000）

1 外加剂的作用

外加剂是一种添加在混凝土中的材料，其在拌制过程中添加可以有效改善混凝土的性能。外加剂的使用可优化混凝土自身参数，例如密实性、耐久性等等。混凝土自身性能提升之后，能缩短养护时间，便于整体化施工，大幅度提高施工速度。同时减少水泥用量，降低工程成本，用最少的资金获取最高性价比。

2 外加剂的种类及应用范围

混凝土外加剂的选择按其功能分为以下几类：

（1）使混凝土流动特性更优，混凝土拌合物搅拌更方便的外加剂，主要有各种减水剂与泵送剂。

（2）使混凝土结构在规定时间内凝结硬化，主要有缓凝剂、促凝剂和速凝剂等。

（3）改善提高混凝土的耐久性能，主要有引气剂、阻锈剂等。

（4）改善混凝土其它特殊性能，包括发泡剂、防冻剂、膨胀剂、着色剂等。

2.1 减水剂

减水剂又称为塑化剂，其作用是保持坍落度变化不大的情况下明显减少混凝土的搅拌用水量。减水剂实质上就是一种表面活性剂，减水剂按照成分不同可分为以下几种：

（1）根据其塑化减水效果WR进行分类，高于5%的为普通减水剂，高于10%称之为高效减水剂。

（2）根据加入气体含量多少划分，含气量在3.5%～5.5%的为引气减水剂，含气量≤3%为非引气减水剂。

（3）根据凝结时间长短划分为标准型、缓凝型以及早强型减水剂。

（4）根据组成减水剂的化学成分分为磺化三聚氰胺甲醛缩合物类、聚烷基芳基磺酸盐类、木质素磺酸盐类及聚羧酸盐高效减水剂等。

2.2 引气剂

引气剂的原理是对抗冻、抗渗性不好的混凝土，分布均匀且封闭的小气泡加到混凝土内，改善混凝土和易性，可以从根本上改善混凝土泌水现象，实现离析现象的改善等。

2.3 早强剂

混凝土早强剂实施最主要的目的就是混凝土早期强度外加剂的有效改善，还可以从根本上实现后期强度的有效强化。同时，加速水泥水化速度，实现混凝土早期强度的有效强化。

2.4 缓凝剂

缓凝剂对混凝土凝结时间有延长作用，使其保持塑性，适用于一些长时间的工程。掺入缓凝剂可防止运输距离较远、或气温较高导致混凝土凝结过快而失去可塑性，从而保证浇筑质量。由于天气原因等其他特殊情况影响施工进度时，也需掺入缓凝剂，以防止出现施工裂缝，影响质量。缓凝剂不仅能使混凝土延长凝结时间，同时还能改善混凝土的工作性能。

2.5 膨胀剂

在完成膨胀混凝土配制的过程中，需要加入一定剂量的膨胀剂，可以从根本上有效改善混凝土抗渗性，主要有利于土木工程的防水和抗裂。同时，其经常使用的场合是制备高级防水混凝土，并适当扩大伸缩缝或后浇带之间的间隙。

3 外加剂的选择

3.1 选择的基本要求

所选择的外加剂应该能够根据工程需要改善混凝土的一种或多种性能，满足施工要求，并符合经济型要求，没有副作用或副作用最小；良好的均匀性和稳定性；混凝土中钢筋或嵌入金属部件无腐蚀；使用安全，无环境污染。

3.2 选择的依据和原则

（1）选择混凝土外加剂的类型时，主要根据混凝土性能和施工要求。为实现混凝土泵送、喷涂等新型施工技术，有必要使用添加剂。为了实现特殊的工程建设，有必要根据不同的工程要求和施工工艺使用添加剂。

（2）在实际施工中，需要按照不同标准选择外加剂的应用。如果添加剂生产厂家直接将外加剂产品提供给混凝土搅拌站，则外加剂的质量应得到相应的保证。但是，如果外加剂生产厂家提供粉末状产品，则混凝土搅拌站需要将其重新配置。

（3）在选择水泥和外加剂的过程中，需要从根本上满足适应性方面的标准。工程人员需完成相应的适应性试验，确定混凝土性能，才可以选择这种外加剂进行使用。

3.3 外加剂应用其他需要注意的问题

3.3.1 水泥品种的选择

由于外加剂和水泥之间存在着不同的适应性，就要对适应性进行研究，合理地选择水泥和外加剂。例如：因为聚羧酸具有非常高的性能，其实施可以从根本上降低减水剂，还可以促使其具备非常高的效能，并且还存在低掺量等方面的特性，所以，将会更加严苛的要求水泥的质量控制。

3.3.2 使用前进行实验测试

目前，检测外加剂质量方法有很多种，主要以基准水泥为基础。实际工程中不仅外加剂满足水泥要求，也要满足现场水泥要求。为此，必须在使用前进行测试。对产品的化学和物理性能进行检测，是否有毒物质含量超标，被用作现场施工混合比例的参考。由于外加剂生产企业不同，其在外加剂原材料选择、生产的工艺、配合比，添加剂含量控制、配料技术等方面存在差异，所生产的产品性能、质量和稳定性也存在差异。所以，产品的售后服务对建筑公司来说非常重要。重要工程项目选用高性能混凝土外加剂时，产品售后现场技术支持应与配制工艺有机结合。生产厂家应该根据检验方法进行实验测试、配方改进，达到施工规范要求。

4 影响外加剂效果的一些其他因素

外加剂的正确使用与很多因素有关，比如水泥矿物组成、砂石形态和品质、搅拌温度以及添加其他外加剂等因素也非常重要。各种有利因素都需要充分考虑，才能拌制出满足工程需要的混凝土。一个项目用到的混凝土功能不同就需要添加不同的外加剂，并非配置了一种就可以一劳永逸。水泥、粉煤灰、砂石骨料等材料是外加剂能否在混凝土中发挥应有作用的关键因素。

4.1 水泥矿物组成的影响

不仅外加剂的种类多，混凝土的种类也数以十计。各种不同水泥中，矿物的含量和类别组成其实都是同等的，例如：作为硅酸盐水泥熟料的四种矿物成分之一的C3A，由于C3A自身的自产高热性会导致在高热状态下混凝土强度降低，从而混凝土坍落度损失加速，所以C3A对减水剂的作用效果是最大的。但由于水泥品种众多，在减水剂中铝酸三钙的最佳范围一般认为是6%～8%，厂家不可能更改水泥的配比，所以，只能调节外加剂来适应水泥，但是水泥的成分结果很难知道。

4.2 水泥细度提高的影响

水泥颗粒越细，水泥反应的表面积越大，水化反应就会加快，水泥早期的硬化速度就会提高，但对后期强度没有明显的提高作用。水泥颗粒越细，也会有其他的缺陷，比如混凝土抗冻性变差，不利于混凝土抗拉。国内水泥厂家将水泥越磨越细，给一些外加剂造成了不良影响。

4.3 石膏形态影响减水剂与水泥相容性

当产品按照水泥标准进行测定时，不同的石膏形式对水泥的影响原本可以不用在意，但如果与一些减水剂混合后便会导致与之前极端相反的局面发生。比如在遇到还原糖和多元醇的情况下，硬石膏与氟石膏在溶液中可能会有不足的可溶性SO3，从而不能产生足够的钙矾石来抑制3CaO·Al2O3的水合，产生假凝结。

5 结论

混凝土的大量使用促进了外加剂的发展。在混凝土中添加外加剂，可以改善混凝土的物理和力学性能，从而取得技术的进步和经济效益的提高。但是，对外加剂的选择和应用不当时也会产生不良后果。因此，在外加剂的选择和使用过程中一定要严格按照国家标准，同时结合具体的工程项目进行现场试验，确保达到最佳效果。随着城镇化进程的发展，建筑业对混凝土的性能要求更高，外加剂的使用会越来越多，其使用前景会更加广阔。