水泥混凝土外加剂及其合理应用

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水泥混凝土已经成为现代社会建筑的基础用材，在日常生活中几乎各个方面均直接或间接地涉及这种建材。随着新结构、新工艺的发展，要求混凝土具有调凝、早强、高强、轻质、高耐久性等性能。现在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。外加剂的应用是混凝土发展史上一次重大的技术变革，推动了混凝土科技事业的发展，促进了新的混凝土结构设计理论和施工技术的发展，同时应用外加剂可以显着改善混凝土的性能，减少水泥用量，降低混凝土成本，节约能源。所以，混凝土中外加剂的应用有着十分重要的技术和经济意义。但是，需要特别强调的是，外加剂必须合理应用，如果使用不当，不仅达不到预期效果，甚至会给混凝土质量带来不良的影响。

　　1 混凝土外加剂的分类

　　根据我国现行国家标准《混凝土外加剂分类、命名与定义》GB8075-87，混凝土外加剂是在拌制混凝土的过程中掺入，用以改善混凝土性能的物质，掺量不大于水泥质量的5%（特殊情况除外）。从使用功能来看，混凝土外加剂分为五类：①改善新拌混凝土流变性能。减水剂、引气剂、保水剂等；②调节混凝土凝结、硬化性能。缓凝剂、早强剂、速凝剂等；③调节混凝土气体含量。引气剂、发气剂、泡沫剂、消泡剂等；④改善混凝土耐久性。引气剂、阻锈剂、抗冻剂、抗渗剂、防腐蚀剂等；⑤为混凝土提供特殊性能。发气剂、泡沫剂、着色剂、膨胀剂、碱骨料反应抑制剂等。

　　2 混凝土外加剂的用途

　　2.1减水剂减水剂是一种表面活性材料，加入混凝土中，对水泥颗粒起扩散作用，把水泥凝聚体中的游离水释放出来，从而保持混凝土工作性能不变而显着减少用水量、降低水灰比、改善和易性、增加流动性、节约水泥。减水剂品种有木质素系、奈磺酸盐系、水溶性密胺树脂类、糖密类等。

　　2.2引气剂引气剂可使砂浆、混凝土中产生大量微细的均匀分布的封闭气泡，可以改善混凝土和易性、提高抗渗性、抗冻性和耐久性。引气剂品种有烷基磺酸钠、松香皂、OP乳化剂、8012等。

　　2.3调凝剂调凝剂是调节水泥凝结时间的外加剂，它对混凝土凝结时间和强度发展影响显着。调凝剂有缓凝剂、早强剂、速凝剂。缓凝剂是一种延迟水泥和水的反应，从而延长混凝土凝结时间的外加剂。缓凝剂品种有硼酸、磷酸、NNO、木质磺酸钙、钠等。早强剂可以提高混凝土的早期强度，对加速模板周转、加快工程进度、节约冬期施工费用有明显效果。早强剂品种有氯化物系、硫酸盐系、三乙醇胺、甲酸钙等。速凝剂一般用于喷射或急抢修工程中，速凝剂可使混凝土几分钟内凝结硬化，并具有粘结力高等特点；一般初凝1min～5min，终凝2min～10min。速凝剂品种有红星一型、711型、782型等。

　　2.4膨胀剂膨胀剂是混凝土或砂浆因发生化学反应而产生膨胀的外加剂，主要作用是补偿混凝土收缩。膨胀剂产品有硫铝酸钙、石膏、铁粉、石灰、明矾石等。

　　2.5加气剂混凝土中加入加气剂，可以使加气剂与水泥中的碱反应生成气体形成无数微子独立的气泡，生成加气混凝土。加气剂的产品有鳞片状的铝粉、松香酸钠、松香热聚物等。

　　2.6泡沫剂泡沫剂能降低溶液表面张力，产生均匀而稳定的泡沫，生成泡沫混凝土。泡沫剂还具有强烈减缓凝聚的作用。泡沫剂产品有松香皂、动物毛、树脂皂素脂、石油磺酸铝等。

　　2.7阻锈剂阻锈剂是阻止或减少混凝土中钢筋或金属预埋件发生锈蚀作用的外加剂。阻锈剂有苯甲酸盐、磷酸盐、氟硅酸盐、氯铝酸盐等。

　　2.8抗冻剂抗冻剂是降低混凝土中水的冰点的一种外加剂，抗冻剂品种有氯化钙、氯化钠、亚销酸钠、氨水、尿素等。

　　3 外加剂在工程中的应用

　　3.1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，但必须根据工程混凝土不同的标准要求、施工条件和施工工艺等选择合适的外加剂种类。

　　3.2注意外加剂的质量目前我国外加剂牌号众多，诸多厂家未明显标示其产品品种，而且质量不一，因此，在工程应用前，应按照质量标准对其选择好的外加剂进行掺量及混凝土性能试验。

　　3.3注意水泥品种的选择在外加剂材料中，水泥对减水剂的影响最大。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。高效减水剂对水泥更有选择性，不同水泥其减水率的相差较大，水泥矿物组成、掺和料、调凝剂、碱含量、细度等都将影响减水剂的使用效果，因此，同一种减水剂在相同的掺量下，往往因水泥不同而使用效果明显不同，或同一种减水剂，在不同水泥中为了达到相同的减水增强效果，减水剂的掺量也明显不同。当减水剂可供选择时，应选择与施工用水泥较为适应的减水剂，使减水剂发挥更好效果，在使用前，应进行水泥与外加剂适应性试验。

　　3.4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。高效减水剂掺量过小，失去高效能作用，而掺量过大，则会由于泌水而影响质量。

　　3.5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。

　　3.5.1砂率砂率对混凝土的和易性影响很大。过高的砂率不仅影响混凝土强度，也会给混凝土塑性收缩增大。具体配比应由试配结果来确定。

　　3.5.2水泥用量混凝土中掺用减水剂均有不同程度节约水泥的效果，使用普通减水剂可节约5%～10%，高效减水剂可节约10%～20%。

　　3.5.3水灰比掺减水剂混凝土的水灰比应根据所掺品种的减水率确定。

　　3.6注意施工特点

　　3.6.1在搅拌过程中要严格控制减水剂和水的用量，选用合适的掺加方法和搅拌时间，保证减水剂充分起作用。对于不同的掺加方法应有不同的工艺要求和注意事项。

　　3.6.2注意掺外加剂（尤其是早强剂或早强减水剂）的混凝土坍落度损失一般较快，应缩短运输及停放时间，一般不超过30min，否则要用后掺法。

　　3.6.3注意混凝土灌筑成型操作混凝土在灌筑时要注意保持其匀质性，避免离析。

　　3.7注重经济效益（注意外加剂的价格与掺量关系）

　　在选用外加剂时，应根据工程施工混凝土的质量要求、施工工艺条件、采用的施工方法、环境气温情况及其采取的措施合理选用外加剂品种，同时在保证外加剂质量的前提下，同品种、同样用途和达到混凝土使用效果时的外加剂一定要货比三家，尽量要低掺量，价格合理。

　　4 结语

　　随着世界建筑业的蓬勃发展，混凝土在各类工程建设中起着日益巨大的作用。作随着混凝土技术的发展，高强度高性能混凝土的应用越来越广泛，作为混凝土组分之一的外加剂，以其特有的技术性和工作性在混凝土工程中越发显得必不可少。由于外加剂种类繁多，工程的技术要求不尽相同，要正确合理地使用好外加剂，就要熟悉国家现行的各种外加剂标准和工程标准。前者是为了了解商品的性能，后者是工程的实际要求，二者缺一不可。