混凝土外加劑

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　　混凝土外加劑是指在混凝土拌和過程中摻人的用以改善混凝土性能的物質。除特殊情況外，摻量一般不超過水泥用量的5％。

　　混凝土外加劑的種類很多，根據國家標準，混凝土外加劑按主要功能來命名，如普通減水劑、早強劑、引氣劑、緩凝劑、高效減水劑、引氣減水劑、緩凝減水劑、引氣劑等。

　　混凝土外加劑按化學成分可分為以下三類。

　　①無機化合物，多為電解質鹽類。

　　②有機化合物，多為錶面活性劑。

　　③有機和無機的複合物。

　　按功能分為四類。

　　①改善混凝土拌和物流變性能的外加劑。如各種減水劑、泵送劑、保水劑等。

　　②調節混凝土凝結時間，硬化性能的外加劑。如緩凝劑、早強劑、速凝劑等。

　　③改善混凝土耐久性能的外加劑。如引氣劑、防水劑和阻銹劑等。

　　④改善混凝土其他性能的外加劑。如引氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑、鹼骨料反應抑製劑、隔離劑、養護劑等。

　　(1)能改善混凝土拌合物的和易性、減輕體力勞動強度、有利於機械化作業，這對保證並提高混凝土的工程質量很有好處。

　　(2)摻用外加劑可以加快施工進度，提高建設速度。

　　(3)能提高或改善混凝土質量。

　　(4)在採取一定工藝措施後，摻加外加劑能適當地節約水泥而不致影響混凝土的質量。

　　(5)可以使水泥混凝土具備一些特殊性能，如產生膨脹或可以進行低溫施工等。

　　外加劑的應用範圍十分廣泛，在以下條件下都可以使用外加劑。

　　(1)自然條件下養護的混凝土製品或構件，摻用減水劑能改善和易性，或者提高強度，或者節約水泥。

　　(2)冬季現場澆築混凝土施工時，可摻用早強劑或早強型減水劑。

　　(3)夏季滑模施工、水壩等大體積工程中，可摻用緩凝劑或緩凝型減水劑以延緩水泥放熱過程，可減少收縮裂縫而保證混凝土質量。

　　(4)噴射混凝土、放水堵漏工程中可摻用速凝劑，使混凝土很快凝結。

　　(5)大模板或鋼筋密集的預應力鋼筋混凝土工程，可使用高效減水劑以利澆築，保證工程質量。

　　(6)港工、水工混凝土可摻用引氣劑、減水劑以降低水泥用量，提高混凝土和易性或耐久性。

　　(7)高標號(C40～C70)、超高標號(C70以上)混凝土可摻用高效減水劑來配製。

　　(8)大型設備基礎螺栓孔灌漿；大體積混凝土防止裂縫；補償混凝土收縮，防止裂縫和對混凝土補強時的屋面、地下防水等工程中可摻用膨脹劑。

　　(9)許多預製構件品可摻用各種外加劑，有的可減少蒸養時間，有的可改善強力振搗的工藝，這些均有利於提高製品質量。

　　隨著建築工程技術的發展，各種高強、大流動度混凝土應用日益廣泛，一些有特殊要求的混凝土應用面也在不斷擴大，今後商品混凝土將是一大發展趨勢。這些都離不開各種外加劑。近年隨著施工單位對使用外加劑優越性認識的提高，外加劑的使用正在大幅度地提高。

　　(1)非氯非鹼外加劑

　　由於以前對混凝土的耐久性缺乏足夠的認識，我國已建的許多重點工程混凝土已出現破壞，為了防止鹼一集料反應，對於有一定鹼活性集料的混凝土，就必須限制混凝土中總的鹼含量；而我國過去開發研究的一些外加劑，特別是早強劑和防凍劑，都是以硫酸鈉為主要成分，而且有的防凍劑摻量還特別大，這就給混凝土性能帶來了巨大損害，因此開發研究非氯非鹼的外加劑對保證混凝土施工質量，保證混凝土工程的高耐久性有重要的意義。

　　(2)多功能外加劑

　　不同條件下使用的混凝土對外加劑的要求也不同，有時甚至要求外加劑具有多種功能。因此，可以把混凝土外加劑多功能化理解為按使用要求設計外加劑。設計外加劑時，主要考慮化學基團的作用，其對性能影響較大。實現上述基團間的互補是按使用要求設計外加劑的關鍵。化學合成與物理復配是按使用要求設計混凝土外加劑的兩條技術途徑。

　　複合外加劑的品種眾多，但我國目前複合技術方面研究不夠，一些複合外加劑的摻量大，有些也未能實現某些外加劑的疊加效果。國外的複合外加劑產品很多，但摻量普遍比我們低，這方面還要加強研究。

　　(3)“綠色”外加劑

　　綠色高性能混凝土是混凝土未來發展的方向。發展綠色高性能混凝土可大量節約熟料，降低料耗、能耗和CO排放，充分發揮綠色高性能混凝土的性能優勢可減少混凝土結構斷面，減少水泥和集料的消耗，從根本上降低能耗、料耗、降低環境污染代價。為了滿足綠色高性能混凝土優良的耐久性、工作性和各種力學性能、經濟性，除從原料配比方面改變熟料比例以外，還要摻入外加劑，如高效減水劑、促凝劑、阻銹劑或它們的複合體，以提高複合基混凝土材料的各種性能，而這些外加劑與綠色高性能混凝土砂漿的微觀相容性、巨集觀匹配性以及與混凝土應用過程中耐久性都需要研究。

　　為適應綠色高性能混凝土發展的需要，混凝土外加劑也應向綠色化方向努力。在生產混凝土外加劑所用的有機化工原料中，很多成分具有毒性，如工業萘、蒽、馬來酸酐、苯酚、水楊酸、甲醛等。由於工藝條件的限制，外加劑產品中必然含有某些上述游離材料，揮發到空氣中將對人體產生危害。無機礦物原料也可能因重金屬元素含量超標，在用於飲水工程時危及人體。今後應研究降低外加劑產品中游離有機物質的合成技術，尤其要控制游離甲醛、游離苯酚含量和氨釋放量在安全界限內，研究如何利用工、農業副產品生產混凝土外加劑；研究礦物外加劑的應用技術。

　　為了得到明顯的經濟效益，人們總是希望外加劑的價格低廉。為此，應降低外加劑的原材料費用，如利用工業廢料生產外加劑、改善外加劑的生產工藝都是降低費用的措施。降低外加劑的生產成本對廣泛應用外加劑極為有利。

　　(4)外加劑作用機理的研究

　　對外加劑作用機理的研究已有十幾年了，取得了一些成效，但還遠不夠。在加強各種單一功能型外加劑的基礎性研究及開發之外，應註重混凝土外加劑複合技術和複合理論的研究。研究各功能性外加劑的協同作用機理、結構與性能關係和相互優化配置等：研究如何將外加劑複合並用於混凝土材料，提高混凝土材料的強度、工作性能和耐久性，其意義重大。