淺談混凝土外加劑的使用現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)

陳 瑛 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230001）

0 引 言

混凝土是我國(guó)建筑行業(yè)的重要材料，被廣泛用在各類(lèi)工程的施工中，混凝土的廣泛使用也帶動(dòng)了外加劑的研究和應(yīng)用。摻入適量的外加劑到混凝土中，可以有效提高混凝土的一項(xiàng)或多項(xiàng)性能指標(biāo)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。而外加劑的研究開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)使用涉及到諸多領(lǐng)域，目前仍有許多問(wèn)題值得進(jìn)一步探討，因此了解外加劑的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)對(duì)于建筑行業(yè)的發(fā)展有很重要的意義。

1 混凝土外加劑的分類(lèi)與作用

混凝土外加劑是在混凝土攪拌之前或在制作的過(guò)程中加入的，用來(lái)改善混凝土材料性能的物質(zhì)，一般情況下其摻量不超過(guò)水泥質(zhì)量的5%。外加劑最初出現(xiàn)時(shí)，其作用僅僅是為了節(jié)約水泥的用量，提高經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

但是隨著科技的不斷發(fā)展，混凝土外加劑的種類(lèi)也越來(lái)越多，并且根據(jù)不同的使用條件及使用場(chǎng)合，被大量用于實(shí)際工程中用以改善混凝土的各項(xiàng)性能。

外加劑的種類(lèi)繁多，并且其成分及作用各不相同，通常根據(jù)混凝土外加劑的主要使用功能可以將其分為以下4類(lèi)：①用來(lái)改善新拌混凝土流變性的外加劑，如泵送劑和減水劑等；②用來(lái)調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)及硬化速度的外加劑，如緩凝劑，早強(qiáng)劑等；③用來(lái)提高混凝土耐久性的外加劑，如引氣劑，阻銹劑和礦物外加劑等；④用來(lái)改善混凝土其他性能的外加劑，如泵送劑、膨脹劑、加氣劑、防凍劑等。

不同的外加劑各自有著不同的作用機(jī)理。以減水劑為例，一般為具有表面活性的物質(zhì)，有親水、憎水基團(tuán)。外加劑加入后，減水劑的憎水基團(tuán)會(huì)定向地吸附在水泥顆粒表面，親水基團(tuán)則會(huì)指向水溶液，組成單分子吸附膜。這種定向吸附使得水泥顆粒表面帶負(fù)電荷，在同性電荷相斥的作用下，使得水泥在加水早期形成的絮凝結(jié)構(gòu)能夠分散解體，其中的水分得以釋放出來(lái)，從而達(dá)到減水的效果。減水劑在實(shí)際工程中的應(yīng)用較為廣泛，并且作用效果明顯。保持水灰比不變的情況下，減水劑可以適當(dāng)提高流動(dòng)性，提高混凝土的和易性。而在減少水用量的情況下，則有利于混凝土抗壓強(qiáng)度的提高。減水劑的使用亦可在保持混凝土基本性能不變的前提下節(jié)約水泥用量。尤其如現(xiàn)今使用較多的聚羧酸鹽系高效減水劑，可以用于配置高性能和高強(qiáng)混凝土，高流動(dòng)性、自密實(shí)性混凝土，需要保持坍落度及需要長(zhǎng)距離輸送的工程場(chǎng)合。

2 混凝土外加劑的使用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

目前世界上多數(shù)國(guó)家已經(jīng)對(duì)混凝土外加劑的生產(chǎn)和使用制定了相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，為正確合理地使用外加劑提供了可靠的依據(jù)。我國(guó)也正在逐步完善相關(guān)的規(guī)程，以規(guī)范外加劑的使用。但資料表明,我國(guó)外加劑在使用中仍然存在一些問(wèn)題亟待解決。

2.1 外加劑與商品混凝土的適應(yīng)性問(wèn)題

隨著商品混凝土的普及，泵送劑成為工程中廣為應(yīng)用的外加劑之一，但在復(fù)配時(shí)，必須注意各個(gè)組成成分之間的適應(yīng)性問(wèn)題。在外加劑中如出現(xiàn)硫酸鈉的含量過(guò)量的情況，會(huì)導(dǎo)致水泥顆粒水化硬化速度的加快，從而導(dǎo)致出現(xiàn)坍落度的損失或者出現(xiàn)假凝之類(lèi)有害現(xiàn)象。同時(shí)在泵送劑中常常有多種化學(xué)成分復(fù)配作為其保塑緩凝成分，因此這些成分的搭配是否合理也極為重要。兩種緩凝成分配合，有時(shí)會(huì)加強(qiáng)緩凝作用，但也可能反而會(huì)起到促凝的作用[1]。因此在實(shí)際使用時(shí)，需注意外加劑與水泥、礦物摻和料等組分之間的適應(yīng)性問(wèn)題，以及外加劑之間相互復(fù)配時(shí)的適應(yīng)性問(wèn)題。同時(shí)，外加劑對(duì)于混凝土的改性作用還需要科研人員做更多基礎(chǔ)研究，加強(qiáng)深入了解。

2.2 外加劑研究與實(shí)際工程使用存在差別

同樣的配合比、同樣的外加劑種類(lèi)及摻量的混凝土，往往在實(shí)驗(yàn)室和工程實(shí)際中表現(xiàn)出現(xiàn)不同的性能。不同批次的水泥，摻和料的不同，施工人員的素質(zhì)等等因素都會(huì)是影響外加劑效果的因素。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室研究通常難以反映實(shí)際工程中的環(huán)境條件，高溫、干燥等氣候條件都可能會(huì)造成外加劑改性效果變差，甚至無(wú)法發(fā)揮作用而存在施工隱患。因此科研單位對(duì)于外加劑的研究與實(shí)際工程的差距也會(huì)導(dǎo)致混凝土外加劑的發(fā)展緩慢。

2.3 外加劑檢測(cè)方法的不足

我國(guó)目前仍普遍存在不同廠家的外加劑牌號(hào)混雜的問(wèn)題，導(dǎo)致在實(shí)際操作過(guò)程中有諸多問(wèn)題出現(xiàn)。并且針對(duì)不同的外加劑，檢測(cè)方法仍然存在著不足，使得在管理和質(zhì)量控制方面還存在一定的問(wèn)題。如在外加劑檢測(cè)過(guò)程中，使用基準(zhǔn)水泥來(lái)進(jìn)行仲裁檢驗(yàn)，但在實(shí)際使用時(shí)水泥與之存在較大差異時(shí)，仍有可能在各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)合格的情況下出現(xiàn)混凝土的質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于在特定場(chǎng)合下，具有特定用途的外加劑，更需要根據(jù)其具體的用途和性能特點(diǎn)設(shè)計(jì)檢測(cè)方法，用以評(píng)價(jià)該外加劑的性能。且隨著外加劑類(lèi)別和品種的不斷更新，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)常常處于滯后的狀態(tài)。

3 混凝土外加劑的未來(lái)

3.1 外加劑企業(yè)的規(guī)?；白詣?dòng)化

如今一些大規(guī)模企業(yè)出現(xiàn)并逐漸占有市場(chǎng)，成為了主要的外加劑供應(yīng)源頭。同時(shí)大中企業(yè)都開(kāi)始利用自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)取代原有的傳統(tǒng)工藝，有效地提高了生產(chǎn)能力，并且已開(kāi)始走向海外市場(chǎng)。這樣的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)于提高外加劑產(chǎn)品的質(zhì)量，減少質(zhì)量糾紛可以起到十分重要的作用。

3.2 新型減水劑的研究發(fā)展

為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，且隨著研究的深入，各種不同類(lèi)型的減水劑不斷涌現(xiàn)。減水劑的發(fā)展歷程主要包括三個(gè)階段：最初的普通減水劑時(shí)代，主要以木鈣為代表；之后的高效減水劑時(shí)代，以萘系減水劑為代表；第三個(gè)階段即如今的高性能減水劑時(shí)代，以聚羧酸鹽系為代表。這種聚羧酸鹽系減水劑同時(shí)具有高效減水、摻量低、抗收縮、坍落度損失小和低氯離子含量等優(yōu)點(diǎn)。隨著我國(guó)鐵路、公路、橋梁等各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大規(guī)模開(kāi)展，高性能減水劑在各類(lèi)工程中得到了應(yīng)用。

3.3 外加劑的綠色化發(fā)展

我國(guó)人均能源資源占有量少，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，建筑

業(yè)的綠色化和低碳化已經(jīng)成為不可阻擋的潮流。合理地使用

外加劑能夠有效地節(jié)約能源資源，降低水泥的用量，提高混凝土使用的綜合性?xún)r(jià)比。同時(shí)外加劑的使用可以改善施工條件，

節(jié)約人力物力。除此以外，作為建筑行業(yè)重要的建材之一，外

加劑在制備和使用過(guò)程中也必須保證較低的能源消耗和較少的污染物排放，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的節(jié)能減排。

3.4 外加劑標(biāo)準(zhǔn)更新

目前，我國(guó)外加劑的標(biāo)準(zhǔn)體系主要包括以下幾種：①針對(duì)外加劑產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：如《混凝土泵送劑》、《混凝土外加劑》等；②針對(duì)外加劑在工程中實(shí)際使用的應(yīng)用技術(shù)規(guī)程和規(guī)范，如《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》等；③針對(duì)外加劑試驗(yàn)、分類(lèi)等的其他標(biāo)準(zhǔn)。隨著如今外加劑品種的不斷增加，混凝土外加劑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也需要不斷更新和完善。同時(shí)針對(duì)不同外加劑的質(zhì)量檢測(cè)規(guī)程也需要進(jìn)行完善，從而對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理[2-5]。

4 結(jié) 語(yǔ)

混凝土外加劑可以有效提高混凝土的性能，并且隨著我國(guó)基建事業(yè)的發(fā)展和節(jié)能減排理念的普及，它發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。針對(duì)目前仍存在的諸多問(wèn)題，有必要對(duì)其進(jìn)行更深入的研究，規(guī)范生產(chǎn)和使用，確保能有效地發(fā)揮作用，在安全可靠高效的基礎(chǔ)上，最終促成建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]張琨.淺談混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性[J].現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊)，2011(7).

[2]覃維祖.我國(guó)混凝土外加劑的發(fā)展及存在問(wèn)題[J].施工技術(shù)，2009(4).

[3]王玲,田培,白杰,高春勇.我國(guó)混凝土減水的現(xiàn)狀及未來(lái)[J].混凝土與水泥制品，2008(5).

[4]周燕,崔曉艷,劉昌強(qiáng).混凝土外加劑的發(fā)展與存在問(wèn)題研究[J].黑龍江科技信息，2009(33).

[5]宋飛虹.我國(guó)混凝土外加劑現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].山西建筑，2014(9).