外加剂在水工混凝土中的应用

杨 凯 邵楷模 王可汗

江苏奥莱特新材料股份有限公司（210009）

水利工程的施工较特殊，一般在流动水或净水作用下开展工作。由于受到水的长时间冲刷，因此，对施工质量具有严格的要求。水工混凝土作为水利工程建设的重要材料，其强度要符合设计要求，需具有较强的耐久性。外加剂在水工建设中的应用，是提升工程质量的重要手段。

1 混凝土外加剂概述

混凝土外加剂，是指在工程施工期间，混凝土搅拌时，加入一定含量的化学物质，从而改善混凝土的性能，提升工程的施工质量，增强建筑物的牢固性。混凝土外加剂包含减水剂、引气剂、防冻剂和早强剂等。新时期，随着现代化科技水平的逐渐提升，诸多的混凝土外加剂被研发出来，并被工程施工广泛使用，取得了较好的效果。如抗冻剂的运用使建筑物在冬季不易受寒冷天气的影响，而出现冻裂等现象。此外，混凝土外加剂的发展也给商品混凝土的发展带来机遇和可能，不但可以在工程施工中起到环保的作用，还能提升施工企业的经济效益，促进建筑行业的持续稳定发展[1]。

2 外加剂种类

各种减水剂、泵送剂、引气剂等，改善混凝土拌和物流变性能；引气剂、阻锈剂、防水剂，改善混凝土耐久性；加气剂、着色剂、防水剂、膨胀剂、泵送剂和防冻剂等，改善混凝土其它性能；缓凝剂、速凝剂、早强剂，改善混凝土硬化性能，控制混凝土凝固时间。

3 外加剂的品质要求

混凝土外加剂的技术要求应符合《混凝土外加剂》《混凝土外加剂应用技术规范》的规定。外加剂的性能指标分为试验混凝土的性能指标和均匀性指标。试验混凝土的性能指标包括减水率、泌水率和抗压强度比等，匀质性指标包括含水率、细度、密度、氯离子含量、pH值等[2]。

《混凝土膨胀剂》标准规定，混凝土膨胀剂的物理性指标有细度、凝结时间、抗压强度、限制膨胀率。化学指标有氧化镁含量、碱含量等，氧化镁含量应不大于5%，碱含量应不大于0.75%。

4 混凝土外加剂的不足之处

外加剂除了改善混凝土性能以外，同时也存在着不足，对混凝土性能造成不良影响。如若外加剂没有科学、合理、适量地加入到混凝土中，会大大降低混凝土的性能，影响混凝土的质量。外加剂过多，会使混凝土在很长时间内无法凝固，达不到混凝土的成型效果，以此埋下安全隐患[3]。

5 混凝土外加剂对混凝土性能积极影响

5.1 外加剂对混凝土节能性能的影响

在外加剂未出现时，混凝土是重要建筑材料。当时，混凝土的用量较大，增加了使用成本。然而，随着各种功能外加剂的出现，节能外加剂应运而生。其通过各种功能影响混凝土的性能，改变混凝土的含量，以达节能效果。科学使用不同效果的外加剂，在改变混凝土某些固有特性的同时，可减少混凝土的使用，形成节能、经济的目标，如各种减水剂[4]。

5.2 减水剂对混凝土性能的影响

在混凝土中添加适宜的减水剂可以改善混凝土的坍落度，改善混凝土混合料的流变性和工作性。可采用后拌法或分批配料法向混凝土中加入减水剂，防止混凝土坍落度损失，节约成本。在掺入减水剂后，会降低混凝土泌水量，提升混凝土的防冻融性和抗渗性[5]。然而在实际操作中，会存在减水剂加入量超标的情况，延长混凝土硬化与凝固时间，致使混凝土早强与实际要求不符，或者发生混凝土不能凝固的情况。对此，在施工过程中，要严格遵照相关规定，加入适量的减水剂，且在加入之前做好试配工作，从而确定减水剂的最佳掺入量，确保混凝土质量。混凝土的减水剂分为两种，普通减水剂和高效减水剂。根据混凝土类型的不同，减水剂外加剂的品种各不相同，其成分也是不同的[6]。

5.3 防冻剂、早强剂的影响

在混凝土中加入防冻剂可以降低混凝土的凝固点，发挥水泥的水化作用，使混凝土的强度在相应的时间内得到提高。在防冻剂的具体应用中，应根据工程目的选择成分合适的防冻剂[7]。

目前，一些混凝土早强剂仍含有氯离子，会与混凝土结构中的钢筋发生化学反应，加速钢筋锈蚀，使混凝土膨胀开裂。因此，在使用含氯外加剂时，应及时在混凝土中加入适量的防锈剂。除虎刺外，严禁在露天混凝土中添加含氯离子的外加剂，以免影响混凝土质量[8]。

5.4 引气剂对混凝土性能的影响

在混凝土中加入引气减水剂或引气剂，会产生许多独立的小气泡。这些小气泡可以提高混凝土的溶解度，提高混凝土的坍落度和抗冻性，减少泌水的发生。合理利用引气剂，应结合不同的混凝土性能进行选择，从而实现最佳的混凝土技术性能[9]。

6 混凝土外加剂推广应用的效益

在混凝土建筑施工中，提高混凝土的时效性尤为必要。混凝土具有投资少、见效快的特点，使施工单位能够广泛应用混凝土外加剂，提高混凝土的性能，促进混凝土的有效应用，确保建设项目达标，为建设单位创造更高的经济效益。在混凝土中加入高效减水剂或早强减水剂，可以提高混凝土的强度，扩大混凝土的应用范围，有效应对建筑结构变化，提高建筑质量[10]。在混凝土中加入灌浆剂可以提高混凝土的密实强度，促进冬季有序施工，缩短工期，降低施工成本。总之，混凝土外加剂的正确应用是非常必要的，这将大大降低施工成本，提高施工质量，提高经济效益，为促进建筑的良性发展打下坚实的基础[11]。

7 外加剂应用注意事项

施工时使用的外加剂应有生产厂家提供的产品说明书、合格证、出厂检验报告等技术文件，必须经有资质的检测单位检验合格后，才能在混凝土中使用。

注意外加剂与水泥的适应性。由于水泥的矿物成分、碱含量及石膏形态等不同，在同一种外加剂相同掺量下的效果也明显不同，甚至出现不适应性。如高效减水剂掺量过大，会出现混凝土塌落度损失较快的现象。

不同类型的外加剂在混凝土中复合使用时，要注意外加剂之间的相容性问题。

钢筋混凝土中掺加的外加剂要严格控制氯离子含量和碱含量，必须符合标准要求才可使用。

8 水工混凝土工程实施措施

8.1 科学、合理地配置外加剂用量

为了科学、合理运用混凝土外加剂，在建筑工程建设前，应对外加剂的掺入量进行合理试验。如果外加剂剂量不当，不但会影响混凝土性能，还会引发诸多问题。如在工程施工过程中，向混凝土中加入减水剂可以提升混凝土的强度和流动性，若过量，泌水率会增加，凝结时间延长；若掺量不足，很难达到预期的缓凝效果，降低混凝土强度。所以，在添加添加剂之前，工作人员需严格按照规定标准进行合理试验，进而明确配置比例[12]。

8.2 加强混凝土材料质量控制

1）选取强度复验合格、质量合格的水泥，卵石、砂子等骨料，按厚度、细度分开堆放。外加剂的使用应符合国家有关技术标准，水必须清洁无杂质。按照配合比进行配比。

2）从施工角度来看，确保模板科学安装，及时调整与要求不符的模板。

3）在搅拌中，随时检查搅拌深度，保证混凝土的保水性、黏结性和流动性，对于不满足标准的要及时调整。

4）混凝土浇筑时，必须振捣严密，防止振捣过度或漏振。

8.3 正确储存

外加剂种类不同，存储方法与条件也是不同的。需根据外加剂实际类型，选取最适合的存储方法。液体外加剂储存方法较复杂，应按照制造商的要求进行储存，并注意保质期。固体外加剂的储存方式相对简单，可按水泥储存方式进行。

8.4 强化混凝土施工工艺

提高混凝土施工工艺，可在一定程度上提升混凝土抗裂强度，降低混凝土裂缝的发生。为保证混凝土连续性浇筑，选取施工工艺、工具时，需对建筑结构的区域、类型、钢筋配置情况等综合分析，保证其科学、合理地进行，以免过振、漏振。可利用快插慢拔的施工工艺，合理实施。浇筑好的混凝土需要仔细检查。如发现早期裂缝，应及时采用抹灰工艺进行修补。如果过早拆模，就会出现温差引起的裂缝。因此，应掌握拆模时间，有效避免裂缝的产生。选用低热水泥和优质石灰，合理控制混凝土浇筑温度和出料量。此外，泵送混凝土施工技术也在不断创新和完善。通过二次加料、砂浆和净浆包裹石材的方法，防止砂浆、石材和水分一起凝固，减少裂缝和内部气孔的产生。二次振捣可以提高混凝土的抗裂强度和抗拉强度。

8.5 合理使用混凝土

在建筑工程施工期间，为了实现混凝土的多种性能，不能掺入单一的外加剂，应将不同种类的外加剂同时添加到混凝土材料中，改善混凝土的多种性能，增强混凝土的使用效果。

如将减水剂和引气剂相结合添加到混凝土施工中，可以改良混凝土的流动性与泌水性。将减水剂和早强剂相结合，可以提升混凝土的早期强度。然而，在工程实际施工中，不同种类的外加剂同时使用，会互相制约，为了提高建筑工程的施工质量，降低施工风险，应提前做好试验。

9 结语

外加剂在水工建设中的普及和应用，不但可以提升工程质量，改善混凝土性能，优化施工条件，还减少水泥的使用，节约成本，在水利工程建设中发挥至关重要的作用。