混凝土外加剂在应用中需要注意的问题

●混凝土外加剂概述

混凝土外加剂技术是半个世纪来发展较快的一项新技术。目前，世界混凝土外加剂产品已达四、五百种之多，美国、加拿大、德国、前苏联、英国等外加剂在水泥混凝土中的使用率为50%~80%，其它国家采用外加剂的比例也在与日俱增，外加剂的添加方法也不断更新。

混凝土外加剂按其主要功能可分为四类：①改善混凝土拌合物和易性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。②调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。③改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。④改善混凝土其他性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。

●各类混凝土外加剂的基本性能

通常，对混凝土外加剂的基本性能的要求是：①能改善混凝土的一种或某几种性能。②在运输和贮存中保持良好的匀质性和稳定性。③在早期或后期均对混凝土中的钢筋及其它预埋件无害。④使用安全，对环境无污染。

减水剂是指在混凝土坍落度基本相同的条件下, 能显著减少混凝土拌和用水量的外加剂。它可以增加流动性、提高混凝土强度、节约水泥、改善混凝土的耐久性，此外, 还可以改善混凝土拌合物的泌水、离析现象延缓混凝土拌合物的凝结时间, 减慢水泥水化放热速度。

缓凝剂是一种延长混凝土凝结时间的外加剂，为了防止在气温较高或运距较长的情况下混凝土发生过早凝结失去可塑性，而影响浇筑质量，以及防止出现冷缝等质量事故时，常需掺入缓凝剂。

早强剂是一种加速混凝土早期强度发展的外加剂，多用于冬季施工或紧急抢修工程以及要求加快混凝土强度发展的情况。

速凝剂是一种能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂，多用于喷射混凝土及抢修堵漏工程等。

引气剂是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。

防冻剂是能使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够抗冻强度的外加剂。

●混凝土外加剂在应用中应注意的问题

正确选择外加剂的种类

根据工程对混凝土性能的要求，如强度等级、抗渗性、抗冻融性、耐久性、弹性模量等物理力学性能，以及施工工艺、施工季节、浇筑的部位和体积等，选择适宜品种和型号的外加剂。另外，还要考虑实际工程提供的原材料，如水泥品种和强度等级、砂石质量等。

合理确定外加剂的最佳掺量

最佳掺量指的是通过混凝土试配而确定的外加剂的掺入量。在满足混凝土性能要求的前提下，掺入量越少越经济。

决定混凝土外加剂掺量的因素主要有外加剂品种、外加剂应用的目的、水泥品种、混凝土组成材料及配合比、单位水泥用量、单位用水量等。

通常，无机盐类早强剂掺量为水泥重量的1％～ 2％，有机缓凝剂掺量为0.02％～0.1％，引气剂0.002％～0.006％，普通减水剂0.2％～0.3％，高效减水剂0.5％～1.0％。同一种外加剂用于不同混凝土时掺量也不尽相同，如，高效减水剂用于蒸养混凝土时掺量为0.3％～0.5％，用于普通混凝土时掺量为0.5％，用于流态混凝土时掺量为0.75％，用于高强混凝土时掺量为1.0％。硫酸钠早强剂用于蒸养混凝土时掺量为1.0％，用于普通混凝土时掺量为2.0％。氯化钙早强剂用于素混凝土时掺量为1.0％～2.0％，钢筋混凝土不宜用氯盐防冻剂。复合高效减水剂在相同减水率时比单一高效减水剂掺量减少。后掺法不但使高效减水剂掺量减少，且对其它外加剂也有同样效果。

此外，水泥品种、细度、矿物组成、混合材等也影响外加剂的掺量。如矿渣水泥，高效减水剂掺量少于普硅水泥。比表面高、C ₃ A 含量高的水泥高效减水剂掺量应多一些。

充分考虑外加剂与水泥的双向适应性

水泥与外加剂的双向适应指的是在配置混凝土时，不仅要求外加剂适应水泥，同时也要求水泥通过调整其熟料矿物组成、细度及颗粒级配等来适应外加剂。只有二者双向适应了，才能配制出性能优异、施工方便的混凝土。事实上，混凝土的性能不仅取决于水泥的性能，也与混凝土外加剂的性能有很大关系，而且二者之间的相容性也绝不容忽视。

影响水泥与外加剂适应性的因素主要有以下三个方面：一是水泥方面，其主要因素包括水泥矿物成份、石膏种类及掺量、碱含量、游离氧化钙含量、混合材料种类及掺量、细度及颗粒组成、制成时间(新鲜程度)和温度等。二是外加剂方面，如高效减水剂的化学成份、分子量、磺化程度和平衡离子度以及缓凝剂的种类与用量等。三是环境条件，如湿度、温度、时间等。

●外加剂在商品混凝土中的应用

商品混凝土的配制技术

搅拌站作为商品混凝土的生产者，一般要求所生产的混凝土坍落度大，工作性能和泵送性能良好，而且混凝土的坍落度经时损失小，同时具备良好的初期强度和后期强度。商品混凝土的配制技术关键是在用水量基本不变的情况下，掺加混凝土外加剂等使新拌混凝土获得大的流动性，以满足施工工艺的要求。

外加剂的选用原则

外加剂作为混凝土的第5种组分，已是商品混凝土中不可缺少的一部分。商品混凝土外加剂的选用以减水率、保水性和保塑性为主要指标。在不增加用水量的前提下，使商品混凝土具有大坍落度、不离析、不泌水、坍落度经时损失小等性能的外加剂是优选产品。

掺高效减水剂可以使混凝土的坍落度从60～80mm，提高到180～240mm，但损失较快。减水剂掺入量大时，坍落度损失相对较小。无论减水剂先掺或后掺，坍落度经时损失都较快，必须在浇灌混凝土前掺入减水剂才能体现出后掺法的效果。实际上，这种方法是避开了经时损失。

      掺入泵送剂除了可以具有较高的减水率外，还具有良好的可泵性。可按照高效减水剂复合保塑剂、保水剂、引气剂，并引入适当的缓凝成分来配制适合于搅拌站使用的泵送剂。这样配制的目的是为了控制C3A的早期水化速度，使水泥浆体的动电电位保持在一定水平。缓凝成分的引入，并非单纯为了缓凝，而是为了控制混凝土坍落度的损失。

控制坍落度损失的方法

（1）采用后掺法。即在混凝土出罐前加入外加剂。此法在采用时有一定难度，一般不采用。

（2）采用减水剂造粒技术。此法为清华大学发明，但因生产造粒困难等因素，未能推广应用。

（3）采用C3A和碱含量低的水泥，坍落度损失相对较小，且不易发生异常凝结。

（4）适当增加减水剂用量。

（5）减少混凝土失水及低温拌和运输。

（6）采用高效减水剂与缓凝剂复合技术。此法为大多工程采用，且效果较好。

（7）采用新型合成减水剂。在合成过程中引入相应的官能团，使混凝土工作度经时变化在2～3h内波动小且和易性良好。此法为目前最理想的办法，也是最新的坍落度控制方法。

●总结

外加剂对混凝土的质量起着重要的作用，进而也会间接影响建筑工程的整体质量，因此，在应用混凝土外加剂的过程中一定要注意正确选择混凝土外加剂的种类、合理确定混凝土外加剂的最佳掺量并且充分考虑混凝土外加剂与水泥双向适应性这一问题，以使建筑工程的质量得到有效保障。