混凝土外加剂及其应用初探
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作者: 陈岩
【摘要】本文回顾了混凝土外加剂的历史发展状况，介绍了常用的混凝土外加剂的种类，分析了使用混凝土外加剂的必要性，并总结了使用外加剂应注意的事项。
【关键词】混凝土外加剂；发展和应用；意义。
【中图分类号】TU367 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3954（2011）02-0047-01
近年来，我国外加剂行业的科研队伍不断发展壮大，生产企业不断增加，新产品不断研制开发，应用领域不断拓展扩大，砼外加剂行业成为经济建设中一支不可替代的新生力量，与之同时，外加剂的应用技术也得到了迅速发展。
一、混凝土外加剂的种类
混凝土外加剂按其化学成分为以下几类：（1）减水剂：它具有增大混凝土流动性，改善和易性等特点，如木质素磺酸钙、糖蜜等普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂等。（2）早强剂：提高混凝土的早期强度，降低水泥用量，缩短养护时间，如氯化钙、氯化钠等普通强剂。（3）抗冻剂：可降低混凝土的冻结温度，促进混凝土在0℃以下强度的增长，如氯化钠、亚硝酸钠、尿素、碳酸钾、氨水等。（4） 速凝剂：加速水泥的水化反应，促使混凝土迅速凝结硬化，如铝氧熟料、水玻璃溶液及铝酸钠等。（5）缓凝剂：延长混凝土的凝结时间，降低水化热，如酒石酸、石膏、酒石酸钾钠等。（6）引气剂：在混凝土引入大量均匀封闭的微小气泡，改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗冻性及耐久性，如松香酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇等。（7）消泡剂（又称去泡剂）：它可以抑制或消除混凝土中过多的有害气泡，如有机硅、磷酸脂、聚氧乙烯等。（8）膨胀剂：在混凝土硬化过程中通过体积膨胀补偿混凝土收缩，并在限制条件下出现适宜的自应力，如明矾石、石膏、氧化钙、氧化镁等。（9）防水剂：可增加混凝土密实性，提高抗渗性，对水泥有一定的促凝作用且提高强度，如氟硅酸盐、粉煤灰、硅藻土、沥青乳液、松香等。（10）密实剂：可在新拌混凝土形成胶状悬浮颗粒，堵塞硬化混凝土内毛细通道，提高密实性，如三乙醇胺等。
此外，耐蚀剂、钢筋防锈剂、防辐射剂、泵送剂、碱-骨料反应抑制剂等外加剂。
二、使用混凝土外加剂的必要性
水泥混凝土成为当代最大宗的人造建筑材料，混凝土外加剂宛如人类食品中的调料，入药则灵，入汤则鲜。
混凝土外加剂技术是近年来在我国发展较快的一项混凝土技术，是混凝土发展史上继钢筋混凝土、预应力混凝土后的第三次飞跃。应用它可以改善混凝土的性能，节省水泥和能源，提高施工速度和施工质量，改善工艺和劳动条件，具有投资见效快，经济效益和社会效益显著，利用现有施工条件就可推广应用的特点。
使用外加剂后，可取得节省水泥、节省能源、提高强度、缩短工期、加快模板及预制场地周转、改善混凝土的性能和改善施工条件等多种技术经济效益。
混凝土科学技术的发展的主要方向是节能、耐久、高强、轻质、快硬和高流动性。这些目标的实现，往往都与使用外加剂密切相关。混凝土外加剂的推广应用是水泥应用科学发展史上的一次重大突破。
混凝土是一种量大面广、已有二百多年历史的传统材料，混凝土已广泛应用于耸立云端的高层建筑、大跨度桥梁、水利大坝及海洋资源开发和核反应堆等土木工程中。新结构、新施工技术，要求混凝土拥有调凝、早强、高强、水化热低、大流动性、轻质、低脆性和高耐久性等性能，同时要求配制能耗低、成本低、适于快速泵送施工和经济良好的特点。上材料与工艺目标的实现，都离不开混凝土外加剂。当今，混凝土外加剂已成为混凝土中除水泥、砂、石和水之外的第五组成部分，其广泛应用被视为混凝土发展史上的又一次技术进步。
随着建筑事业的不断发展，混凝土用途越来越广，对混凝土的要求也越来越多和越高，其中采用外加剂方法改善混凝土性能是最简单有效的方法之一。世界上发达国家外加剂使用很普遍。甚至不掺外加剂被认为是一种严重的浪费现象。
三、使用外加剂应注意的事项
1、根据工程特点选用合适的外加剂：几乎各种混凝土都可以掺用外加剂，但必须根据工程需要、施工条件和施工工艺等选择合适的外加剂。
2、注意外加剂的质量：关注外加剂的质量，除关注某些厂家不注意原材料质量控制，粗制滥造，以假乱真，提供伪劣产品外，对质量较好的产品也应注意某些问题，如应详细了解产品实际性能，注意生产厂所提供的技术资料和应用说明。
在粉剂产品中，有些由于烘干不彻底或包装不符合要求而受潮，致使产品中的固体含量大都在75%～80%左右，因此在这种情况下切勿将固体物质以100%用作计算掺量的依据。
3、注意水泥品种的选择：在原材料中，水泥对外加剂的影响最大，水泥品种不同，将影响减水剂的减水、增强效果，其中对减水效果影响更明显。
4、使用前进行试验：为了确保工程质量，根据现有的标准，如对减水剂在使用前首先要作匀质性试验，一般应测定表面张力和含固量两项，当测定表面张力有困难时，可用起泡性代替，然后进行混凝土试配，如检验减水剂混凝土的性能，一般应测定坍落度损失、减水率、含气量和抗压强度4项。
5、注意掌握掺量：每种外加剂都有适宜的掺量，即使同一种外加剂，不同的用途有不同的适宜的掺量。掺量过大，不仅在经济上不合理，而且可能造成质量事故。如对有引气、缓凝作用的减水剂，尤其要注意不能超掺量。如木钙掺量大于水泥重要的0.5%，会引入过量空气而使初凝缓慢，降低混凝土强度。高效减水剂掺量过小，失去高效能作用，而掺量过大(>1.5%)，则会由于泌水而影响质量。氯盐的限制是众所周知的，过量会引起钢筋锈蚀。防冻剂的掺量与温度有关，并且根据强度效果作了掺量规定，总之，影响外加剂掺量的因素较多，如对减水剂就有掺加方法、水泥品种、拌合物的初始流动性及养护制度等。
6、采用适宜的掺加方法：在混凝土搅拌过程中，外加剂的掺加方法对外加剂的使用效果影响较大。如减水剂掺加方法大体分为先掺法(在拌合水之前掺入)、同掺法(与拌合水同时掺入)、滞水法(在搅拌过程中减水剂滞后于水2～3min加入)、后掺法(在拌合后经过一定的时间才按1次或几次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中，再经2次或多次搅拌)。不同的掺加方法将会带来不同的使用效果，不同品种的减水剂，由于作用机理不同，其掺加方法也不一样。如对于萘系高效减水剂，为了避开水泥种的C3A、C4AF矿物成分的选择性吸附，以后掺法为好，又如木钙类减水剂，由于其作用机理是大分子保护作用，故不同的掺加方法影响不显著。影响减水剂掺加方法的因素主要有水泥品种、减水剂品种、减水剂掺量、掺加时间及复合的其它外加剂等。均宜通过试拌确定。
7、注意调整混凝土的配合比：一般地说，外加剂对混凝土配合比没有特殊要求，可按普通方法进行设计。但在减水或节约水泥的情况下，应对砂率、水泥用量、水灰比等作适当调整。
四、结语
总之，随着混凝土外加剂在混凝土中的广泛应用，越来越多的人认识到，外加剂是混凝土中除水泥、砂、石和水之外的不可缺少的第五种材料。混凝土外加剂的特点是品种多、掺量小、在改善新拌和硬化混凝土性能中起着重要的作用。外加剂的研究和应用促进了混凝土施工新技术和新品种混凝土的发展。
参考文献：
[1]马清浩.混凝土加剂及建筑防水材料.北京:中国建筑工业出版社.2002
[2]混凝土外加剂译文集.北京:中国建筑工业出版社.1985
作者简介：
陈岩，男，（1973―），辽宁凌海人，硕士，工程师，作者长期以来一直从事机场设计、施工研究。
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