水泥混凝土外加劑及其合理應用

水泥混凝土已經(jīng)成為現(xiàn)代社會建筑的基礎(chǔ)用材，在日常生活中幾乎各個方面均直接或間接地涉及這種建材。隨著新結(jié)構(gòu)、新工藝的發(fā)展，要求混凝土具有調(diào)凝、早強、高強、輕質(zhì)、高耐久性等性能?，F(xiàn)在越來越多的人認識到外加劑是混凝土中除水泥、砂、石和水之外的不可缺少的第五種材料。外加劑的應用是混凝土發(fā)展史上一次重大的技術(shù)變革，推動了混凝土科技事業(yè)的發(fā)展，促進了新的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和施工技術(shù)的發(fā)展，同時應用外加劑可以顯著改善混凝土的性能，減少水泥用量，降低混凝土成本，節(jié)約能源。所以，混凝土中外加劑的應用有著十分重要的技術(shù)和經(jīng)濟意義。但是，需要特別強調(diào)的是，外加劑必須合理應用，如果使用不當，不僅達不到預期效果，甚至會給混凝土質(zhì)量帶來不良的影響。

　　1 混凝土外加劑的分類

　　根據(jù)我國現(xiàn)行國家標準《混凝土外加劑分類、命名與定義》GB8075-87，混凝土外加劑是在拌制混凝土的過程中摻入，用以改善混凝土性能的物質(zhì)，摻量不大于水泥質(zhì)量的5%（特殊情況除外）。從使用功能來看，混凝土外加劑分為五類：①改善新拌混凝土流變性能。減水劑、引氣劑、保水劑等；②調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)、硬化性能。緩凝劑、早強劑、速凝劑等；③調(diào)節(jié)混凝土氣體含量。引氣劑、發(fā)氣劑、泡沫劑、消泡劑等；④改善混凝土耐久性。引氣劑、阻銹劑、抗凍劑、抗?jié)B劑、防腐蝕劑等；⑤為混凝土提供特殊性能。發(fā)氣劑、泡沫劑、著色劑、膨脹劑、堿骨料反應抑制劑等。

　　2 混凝土外加劑的用途

　　2.1減水劑減水劑是一種表面活性材料，加入混凝土中，對水泥顆粒起擴散作用，把水泥凝聚體中的游離水釋放出來，從而保持混凝土工作性能不變而顯著減少用水量、降低水灰比、改善和易性、增加流動性、節(jié)約水泥。減水劑品種有木質(zhì)素系、奈磺酸鹽系、水溶性密胺樹脂類、糖密類等。

　　2.2引氣劑引氣劑可使砂漿、混凝土中產(chǎn)生大量微細的均勻分布的封閉氣泡，可以改善混凝土和易性、提高抗?jié)B性、抗凍性和耐久性。引氣劑品種有烷基磺酸鈉、松香皂、OP乳化劑、8012等。

　　2.3調(diào)凝劑調(diào)凝劑是調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時間的外加劑，它對混凝土凝結(jié)時間和強度發(fā)展影響顯著。調(diào)凝劑有緩凝劑、早強劑、速凝劑。緩凝劑是一種延遲水泥和水的反應，從而延長混凝土凝結(jié)時間的外加劑。緩凝劑品種有硼酸、磷酸、NNO、木質(zhì)磺酸鈣、鈉等。早強劑可以提高混凝土的早期強度，對加速模板周轉(zhuǎn)、加快工程進度、節(jié)約冬期施工費用有明顯效果。早強劑品種有氯化物系、硫酸鹽系、三乙醇胺、甲酸鈣等。速凝劑一般用于噴射或急搶修工程中，速凝劑可使混凝土幾分鐘內(nèi)凝結(jié)硬化，并具有粘結(jié)力高等特點；一般初凝1min～5min，終凝2min～10min。速凝劑品種有紅星一型、711型、782型等。

　　2.4膨脹劑膨脹劑是混凝土或砂漿因發(fā)生化學反應而產(chǎn)生膨脹的外加劑，主要作用是補償混凝土收縮。膨脹劑產(chǎn)品有硫鋁酸鈣、石膏、鐵粉、石灰、明礬石等。

　　2.5加氣劑混凝土中加入加氣劑，可以使加氣劑與水泥中的堿反應生成氣體形成無數(shù)微子獨立的氣泡，生成加氣混凝土。加氣劑的產(chǎn)品有鱗片狀的鋁粉、松香酸鈉、松香熱聚物等。

　　2.6泡沫劑泡沫劑能降低溶液表面張力，產(chǎn)生均勻而穩(wěn)定的泡沫，生成泡沫混凝土。泡沫劑還具有強烈減緩凝聚的作用。泡沫劑產(chǎn)品有松香皂、動物毛、樹脂皂素脂、石油磺酸鋁等。

　　2.7阻銹劑阻銹劑是阻止或減少混凝土中鋼筋或金屬預埋件發(fā)生銹蝕作用的外加劑。阻銹劑有苯甲酸鹽、磷酸鹽、氟硅酸鹽、氯鋁酸鹽等。

　　2.8抗凍劑抗凍劑是降低混凝土中水的冰點的一種外加劑，抗凍劑品種有氯化鈣、氯化鈉、亞銷酸鈉、氨水、尿素等。

　　3 外加劑在工程中的應用

　　3.1根據(jù)工程特點選用合適的外加劑幾乎各種混凝土都可以摻用外加劑，但必須根據(jù)工程混凝土不同的標準要求、施工條件和施工工藝等選擇合適的外加劑種類。

　　3.2注意外加劑的質(zhì)量目前我國外加劑牌號眾多，諸多廠家未明顯標示其產(chǎn)品品種，而且質(zhì)量不一，因此，在工程應用前，應按照質(zhì)量標準對其選擇好的外加劑進行摻量及混凝土性能試驗。

　　3.3注意水泥品種的選擇在外加劑材料中，水泥對減水劑的影響最大。水泥品種不同，將影響減水劑的減水、增強效果，其中對減水效果影響更明顯。高效減水劑對水泥更有選擇性，不同水泥其減水率的相差較大，水泥礦物組成、摻和料、調(diào)凝劑、堿含量、細度等都將影響減水劑的使用效果，因此，同一種減水劑在相同的摻量下，往往因水泥不同而使用效果明顯不同，或同一種減水劑，在不同水泥中為了達到相同的減水增強效果，減水劑的摻量也明顯不同。當減水劑可供選擇時，應選擇與施工用水泥較為適應的減水劑，使減水劑發(fā)揮更好效果，在使用前，應進行水泥與外加劑適應性試驗。

　　3.4注意掌握摻量每種外加劑都有適宜的摻量，即使同一種外加劑，不同的用途有不同的適宜的摻量。摻量過大，不僅在經(jīng)濟上不合理，而且可能造成質(zhì)量事故。高效減水劑摻量過小，失去高效能作用，而摻量過大，則會由于泌水而影響質(zhì)量。

　　3.5注意調(diào)整混凝土的配合比一般地說，外加劑對混凝土配合比沒有特殊要求，可按普通方法進行設(shè)計。但在減水或節(jié)約水泥的情況下，應對砂率、水泥用量、水灰比等作適當調(diào)整。

　　3.5.1砂率砂率對混凝土的和易性影響很大。過高的砂率不僅影響混凝土強度，也會給混凝土塑性收縮增大。具體配比應由試配結(jié)果來確定。

　　3.5.2水泥用量混凝土中摻用減水劑均有不同程度節(jié)約水泥的效果，使用普通減水劑可節(jié)約5%～10%，高效減水劑可節(jié)約10%～20%。

　　3.5.3水灰比摻減水劑混凝土的水灰比應根據(jù)所摻品種的減水率確定。

　　3.6注意施工特點

　　3.6.1在攪拌過程中要嚴格控制減水劑和水的用量，選用合適的摻加方法和攪拌時間，保證減水劑充分起作用。對于不同的摻加方法應有不同的工藝要求和注意事項。

　　3.6.2注意摻外加劑（尤其是早強劑或早強減水劑）的混凝土坍落度損失一般較快，應縮短運輸及停放時間，一般不超過30min，否則要用后摻法。

　　3.6.3注意混凝土灌筑成型操作混凝土在灌筑時要注意保持其勻質(zhì)性，避免離析。

　　3.7注重經(jīng)濟效益（注意外加劑的價格與摻量關(guān)系）

　　在選用外加劑時，應根據(jù)工程施工混凝土的質(zhì)量要求、施工工藝條件、采用的施工方法、環(huán)境氣溫情況及其采取的措施合理選用外加劑品種，同時在保證外加劑質(zhì)量的前提下，同品種、同樣用途和達到混凝土使用效果時的外加劑一定要貨比三家，盡量要低摻量，價格合理。

　　4 結(jié)語

　　隨著世界建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，混凝土在各類工程建設(shè)中起著日益巨大的作用。作隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，高強度高性能混凝土的應用越來越廣泛，作為混凝土組分之一的外加劑，以其特有的技術(shù)性和工作性在混凝土工程中越發(fā)顯得必不可少。由于外加劑種類繁多，工程的技術(shù)要求不盡相同，要正確合理地使用好外加劑，就要熟悉國家現(xiàn)行的各種外加劑標準和工程標準。前者是為了了解商品的性能，后者是工程的實際要求，二者缺一不可。