由于高速铁路、城际铁路、地铁、水利水电、核电站的混凝土主体结构设计要求使用高耐久性的高性能混凝土，混凝土外加剂已成为其主要的组成材料，外加剂中有害物的测控项目和质控模式也被工程界所关注。混凝土化学外加剂生产合成过程中不可避免地由原料带入化学有害杂质这类有害物有氯化物(Cl- ) 、碱总含量(R2O)和硫酸钠(Na2SO4 ) ，当其超过规定限量时，将对混凝土次生耐久性劣化产生影响，它的危害作用已逐渐被工程界所关注。国际混凝土标准规范对Cl- 、R2O的限值作出规定，外加剂标准依据混凝土的规范，对Cl- 和R2O作出相应的规定。
我国外加剂市场主要产品为低浓型高效减水剂，其生产用原材料和合成工艺与国际有较大差异。低浓型产品的有害物(Cl- 、R2O、Na2SO4)含量明显高于国际同类产品，尤其是Na2SO4含量一般约高出数倍至10几倍，高硫酸钠含量可能导致对混凝土次生耐久性劣化影响。因此，对于我国市场外加剂产品相关的标准、规范或技术条件对有害物含量的规定除Cl- 、R2O外，应增加Na2SO4 检验项。
对于外加剂有害物的质控，国内外现有3种模式:即由买卖双方商定质控外加剂本身的有害物含量(单元质控) 质控外加剂有害物含量及由此引入混凝土中有害物总量(双元质控) 。当前，我国GB8075和美国ASTM C494 采用第1种模式我国行业标准大部分采用第2种单元质控模式日本JISA6204采用第3种双元质控模式。
1 有害物( Cl- 、R2O、Na2SO4 )对混凝土耐久性的影响
1.1 氯化物( Cl- )的影响
混凝土在无氯(Cl- )侵入和足够的保护层条件下，钢筋处于强碱度环境时，钢筋表面形成附着性很强的钝化氧化膜，起到防腐作用。当自身原材料(如外加剂) Cl- 含量超过允许值时，即使在高碱度下，也会产生可溶性氯化铁，钝化膜受到破坏，导致疏松多孔铁锈的沉淀和氯的释放而不断侵蚀，其反应式为: Fe2++Cl- →〔Fecl螯合物〕+〔FeCl〕+ + 2OH- →Fe (OH)2 +Cl-
对于预应力混凝土制品和工程(如桥梁、吊车梁、轨道板、管桩、接触网支柱等)由于使用截面较小的高强钢绞线或高强钢丝，同时钢绞线或钢丝长期处于静、动应力状态下，容易使钝化膜破裂，即使在Cl- 低浓度下也会对钢丝产生锈蚀作用。发生钢丝锈蚀同时伴随体积膨胀，致使周边保护层混凝土开裂，耐久性急剧降低，严重的导致混凝土结构失效。
1. 2 碱总量( R2O = Na2O + 0. 658K2O )的影响
混凝土孔溶液中有水泥和外加剂释放出来的碱(Na+ 、K+ 、OH- )与集料中有害矿物发生具有膨胀性化学反应，导致混凝土开裂，耐久性劣化，通称碱- 集料反应(AAR) 。应当指出，外加剂的碱含量在混凝土中仍次于水泥，但对于AAR来说，由外加剂带入的碱量是不能被忽视的。按集料有害矿物的种类不同，AAR可分为碱- 硅酸反应(ASR)和碱- 碳酸盐反应(ACR) 2类。
碱- 硅酸反应(ASR)简单反应式为:
Na+ (或K+ ) + SiO2 +OH- →Na (K) - Si - H凝胶
碱- 碳酸反应(ACR)简单反应式为:
CaMg (CO3)2 + 2NaOH →Mg (OH)2 + CaCO3 +Na2CO3
无论ASR和ACR其破坏特征都使混凝土结构内部产生微细裂纹，这些裂纹的产生不仅影响混凝土结构强度，更重要的是加速水、空气和氯离子的渗透，加剧冻融、钢筋锈蚀，危害混凝土次生耐久性。控制外加剂的碱含量是控制(抑制)混凝土AAR 的重要措施之一。
1.3 硫酸钠( Na2SO4)的影响
硫酸钠带入水泥中将与氢氧化钙作用生成高分散性的CaSO4·2H2O，在水泥水化过程中更易与C3A生成各种复盐晶体如C3ASH31 - 33、C3ASH12等。无论水化开始硫酸根离子与氢氧化钙反应生成石膏或与C3A反应生成硫铝酸盐复盐晶体，其新生成物体积都增大当硫酸钠适量时(未达到临界值) ，生成新生物体积增大，使水泥石致密，减少收缩，改善强度而当过量时(超过临界值) ，新生物膨胀产生内应力使水泥石开裂，导致强度和耐久性降低。这类反应过程较缓慢，往往数年甚至10年以上， Na2SO4对混凝土次生耐久性劣化的影响需较长时间才显示出来。
对于高硫酸钠含量的化学外加剂就应关注水泥水化新生成物“石膏”和“钙矾石”对混凝土次生耐久性劣化的影响。
2 混凝土外加剂标准对有害物的规定
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