混凝土外加剂检测及应用技术

朱万红

（南京航空航天大学金城学院，江苏 南京 210000）

1 混凝土外加剂介绍

1.1 减水剂

减水剂是当前混凝土外加剂中最常用的一种，其原理是在保持混凝土塌落度不变的前提下，降低混凝土的用水量。减水剂大致分为普通减水剂（木质素类减水剂、糖蜜类减水剂、胡敏酸盐类减水剂）、强减水剂（三聚氰胺类减水剂、树脂磺酸盐类减水剂）。混凝土中加入减水剂会有以下几种效果：（1）在保持混凝土塌落度不变的前提下，使用减水剂可以降低混凝土中20%左右的用水量，并且产出混凝土的耐久性得到有效提高。（2）在保证混凝土中用水量不变的前提下，使用减水剂可以提高混凝土15%左右的塌落度。（3）在保证产出混凝土强度不变以及用水量不变的前提下，水泥的用量可以减少10%左右。由此看出，减水剂对混凝土有着非常重要的作用，可以在各方面节省混凝土的制造成本。

1.2 早强剂

早强剂，是一种提高混凝土早期强度的外加剂，经常应用于工程抢修、强建工作。大部分早强剂含有强碱性化学物质，与混凝土中其他成分发生化学反应，产生大量坚硬的化学物质，从而实现提高混凝土早期强度的效果。早强剂一般使用在温度较低的地区，例如，氯盐早强剂是一种强碱性早强剂，其自身含有大量的氯化钙，在混凝土中使用可以快速与水泥中的矿物质发生化学反应，形成大量的钙化物，提高混凝土的坚实强度和密度，提高水泥的干化时间，缩短工期。早强剂中还有一种复合早强剂，其早强效果更佳。

1.3 引气剂

引气剂是混凝土外加剂中作用最大的外加剂之一。引气剂分为木质素糖类引气剂、各种酸类引气剂和各种无机盐类引气剂等。在混凝土制造过程中，加入引气剂为其增加一些微小气泡，降低混凝土中的泌水分离现象，提高混凝土的耐久性。此外，还有一种名为引气减水剂的外加剂，同时兼具了引气剂与减水剂的效果，是当前外加剂中效果最佳的外加剂，多用于水坝、港口、高速公路等重要设施中。

1.4 缓凝剂

缓凝剂是一种可以延缓混凝土凝结时间的添加剂，分为普通型缓凝剂和高效型缓凝剂两种，多在需要长途运输的混凝土中使用。

2 外加剂对混凝土性能的影响

2.1 外加剂对新拌混凝土性能的影响

在混凝土中，一般用Bingham来表示新拌混凝土的流动性能，它也是检测混凝土流变性的参考数据。掺入减水剂能减少浆液的剪切应力，使水泥中的颗粒物分散，以此打破浆液的结构，使其稀释，并将水释放出来，从而导致流动性增强。相关的酸盐类物质可以用作引气剂或是缓凝剂，其主要成分也是活性物质，可以对浆液达到造塑作用。目前为止，不论是国外还是国内，在混凝土外加剂和新拌混凝土的研究中都会显示流动性和坍落度上的损失，而性能比较好的外加剂在加水后，便可以保持混凝土最初的流动性或是坍落度。此类现象也属于触变性，部分浆液能在长时间内发生由液态向胶态转化。此外，无机盐对于混凝土的流动性也十分有益，只不过它的触变性可持续时间较短。

2.2 外加剂对混凝土强度的影响

不同的混凝土外加剂对硬化后的水泥浆强度后期的影响也不同。（1）无机盐类型的外加剂对混凝土强度的影响就像它对水泥水化的影响，经过水化的产物对水泥浆的硬度可以达到初期效果，而且后期水泥的硬度也会相应提升。（2）速凝剂类型的外加剂可使水泥浆快速硬化，并在外加剂的效果下生成的水化产物与正产的产物有所不同。水泥浆的硬度在后期基本上没有什么变化，还有可能产生倒退现象。（3）减水剂降低水灰的强度比较大，各种不同的外加剂融入混凝土中会引起大量的气泡，使混凝土的强度降低。比如表面活性的外加剂对混凝土强度的影响效果一般是通过它对水灰比的影响效果来实现的。

2.3 外加剂对水泥混凝土耐久性的影响

外加剂的类型不同对混凝土耐久性的影响也各不相同，减水剂的使用能提高混凝土的密度，混凝土就会相应地提高抗冻和耐久性。引气剂的加入能引起大量的小气泡，可以断掉混凝土中的缝隙，从而达到增加混凝土抗冻性的作用。但是气泡空间的变大也会使混凝土自身的渗透能力降低。在施工中，为了稳固混凝土，会在混凝土中置入钢筋，但是雨水或其他水体的渗透时间久了，就会使混凝土中的钢筋生锈，防锈剂的加入就会有效地防止钢筋生锈，提高其耐久度。速凝剂的作用可以使混凝土在施工过程中迅速产生气孔，使其耐久度有所降低，所以，现在施工中人们都会用一些无机盐或粉煤灰等矿物掺入混凝土中，以防止混凝土碳化而降低耐久度。

3 使用混凝土外加剂的注意事项

3.1 选择合适的外加剂

在建筑工程中，面对不同的建筑需求要使用不同性质的混凝土，相应的则需要选取不同的外加剂。（1）要按照建筑的不同需求选用不同的外加剂，从而满足施工需求。（2）不同地区的气候环境对建筑的建造过程有着不同影响，在制作混凝土时应考虑这一点，使用外加剂制造出与当地气候适宜的混凝土，从而保证工程的质量。

3.2 严格控制外加剂与水的用量

在制作混凝土时，要考虑外加剂与水的用量以及所需要的搅拌过程。不同建筑对混凝土性质的需求以及混凝土制作时环境、天气等因素，对混凝土制作过程都有着不同影响。比如，天气过热时，应加大水或减水剂的用量，从而保证混凝土不会因缺水而出现干裂情况；当天气过冷时，要考虑加入防冻剂，避免出现混凝土被冻裂情况。所以，建筑方在制作混凝土时，应严格控制外加剂与水的用量。

3.3 使用混凝土外加剂时注意环保以及经济效益

由于很多混凝土外加剂属于工业副产品，可能会出现污染环境的情况，对环境和人体产生危害，因此，应尽可能选用绿色无公害的混凝土外加剂。同时，建筑方还应注意经济效益，货比三家或采用不同种类相结合的使用方式，提高经济效益。

4 混凝土外加剂的发展方向

（1）由于之前的混凝土缺乏耐久度的效果，因此，当今混凝土外加剂的发展方向应是为了防止混凝土碳化而开发非氯非碱的外加剂，从而保证混凝土的耐久性。

（2）不同的混凝土外加剂虽然有着不同的性能，但如果施工中所需混凝土要实现多种性能，就要放入大量外加剂，这也相应地提高了施工成本，因此，外加剂也应向多功能方向发展。在设计时主要考虑化学基团的作用，以化学合成与物理复配的设计思路去开发是两种比较有效的路径。

（3）在外加剂开发时，应遵循绿色无污染的指导方向，从而实现可持续发展目标，达到保护生态环境的作用。

5 结语

综上所述，混凝土外加剂对混凝土有着非常重要的作用，建筑企业应高度重视这一点，加强对混凝土外加剂的使用，提高建筑产品质量。同时，要不断创新，研究开发新的混凝土外加剂，适应建筑行业快速发展的需要。