淺談混凝土的外加劑

(揚(yáng)州大學(xué) 江蘇 揚(yáng)州 225127)

一、引言

在北美、歐洲、日本諸多發(fā)達(dá)國(guó)家，約80%的混凝土中加入一種或幾種外加劑，外加劑已成為現(xiàn)代混凝土必不可少的組分。根據(jù)資料，摻外加劑的混凝土年產(chǎn)量為1×108m3，占混凝土量的40%。我國(guó)有很多大城市無(wú)不例外地都摻加了外加劑。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)外加劑的牌號(hào)大約有300多個(gè)，生產(chǎn)廠家有150多家。不同外加劑對(duì)混凝土的性能的改善不同，在確定改善混凝土某種性能時(shí)，需要我們選擇相應(yīng)的外加劑。因此需要我們了解不同外加劑對(duì)外加劑的不同作用。

二、外加劑的種類

(一)早強(qiáng)劑。早強(qiáng)劑是加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑[1]。早強(qiáng)劑在加強(qiáng)早期強(qiáng)度的同時(shí)還加速凝結(jié)。堿金屬的碳酸鹽、鋁酸鹽加入混凝土可使混凝土在短時(shí)間內(nèi)迅速凝結(jié)，并且早期強(qiáng)度也迅速地增長(zhǎng)。這種外加劑主要用在噴射混凝土、搶修工程等特殊需要中。我國(guó)的早強(qiáng)劑主要有早強(qiáng)組與減水組分或調(diào)凝組分復(fù)合。其中，早強(qiáng)劑用的比較多的有氯化鈣、硫酸鈉。摻入氯化鈣能顯著提高混凝土1～7天的抗壓強(qiáng)度，3天抗壓強(qiáng)度的提高比較顯著。硫酸鈉早強(qiáng)劑對(duì)不同水泥的作用效果也不同。硫酸鈉對(duì)礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥的早強(qiáng)作用比硅酸鹽水泥的早強(qiáng)作用明顯，對(duì)原來(lái)早期強(qiáng)度低的水泥比早期強(qiáng)度高的水泥早強(qiáng)效果更加明顯。其他的早強(qiáng)劑包括甲酸鈣、亞硝酸鈣、三乙醇胺。甲酸鈣是氯化鈣的替代物，但其價(jià)格偏高，亞硝酸鈣貨源較少，有待開發(fā)，三乙醇胺的效果還有待開發(fā)。

(二)緩凝劑。緩凝劑是延長(zhǎng)混凝土凝結(jié)時(shí)間的一種外加劑。緩凝劑主要有以下幾類：1、羥基羧酸及其鹽類及其衍生物；2、多羥基碳水化合物；3、木質(zhì)素磺酸鹽；4、一些無(wú)機(jī)化合物：氧化鋅、氧化鋁、硼砂和鎂鹽。緩凝劑主要用于澆筑和運(yùn)輸時(shí)間較長(zhǎng)的混凝土、大體積混凝土、大壩混凝土等需要中。許多緩凝劑也具有減水效果。緩凝劑的緩凝機(jī)理是非水試劑吸附在水泥顆?；蛩a(chǎn)物表面，阻止水泥的進(jìn)一步水化及水化產(chǎn)物的生成[2]。緩凝劑對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響比較明顯。緩凝劑的作用效果取決于水泥品種、水灰比、溫度等。羥基羧酸是很好的緩凝劑，價(jià)格偏高，無(wú)機(jī)化合物不易控制凝結(jié)時(shí)間，所以市場(chǎng)的緩凝劑主要是糖蜜和木質(zhì)素磺酸鹽。

(三)減水劑。減水劑是一種混凝土拌合物坍落度相同的條件下，減少拌合物用水量的外加劑。減水劑分為普通減水劑和高效減水劑，普通減水劑的減水率為5%～10%，高效減水劑的減水率大于10%。減水劑有木質(zhì)素硫酸鹽、羥基羧酸和鹽類三種。減水劑主要用于炎熱氣候施工和大體積混凝土。減水劑的作用機(jī)理是加入減水劑后水泥顆粒分散在減水劑的水溶液中，減水劑吸附在水泥的表面，使水泥帶有相同的電荷，水泥顆粒之間相互排斥，使得混凝土具有比較好的流動(dòng)性[3]。摻入減水劑可以提高新拌混凝土的流動(dòng)性，減輕坍落度損失。提高硬化后混凝土的強(qiáng)度，耐久性提高。

(四)引氣劑。引氣劑是一種在攪拌混凝土過(guò)程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。在北美，歐洲等大部分發(fā)達(dá)國(guó)家，幾乎所有的混凝土都摻加了引氣劑，特別是在水工結(jié)構(gòu)物、公路、橋梁、海港工程中。目前引氣劑的種類有木質(zhì)樹脂的鹽類、松香皂和松香熱聚物、皂素類、烷基芳基磺酸鹽類。引氣劑的原理是：引氣劑本身不能與水泥反應(yīng)生成氣體，引氣劑僅能在混凝土攪拌過(guò)程中引入空氣，并把新拌混凝土存在的空氣泡穩(wěn)定住[4]。引氣劑能顯著地改變混凝土的性能。引氣可以提高拌合物的工作性，引入空氣可以使拌合物的坍落度增大、減小拌合物的泌水性、提高混凝土的可泵性、提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性。

(五)其他用途的外加劑。其他用途的外加劑主要有泵送劑、防水外加劑、阻銹劑、速凝劑。泵送劑可以改變混凝土拌合料的泵送性能，提高水泥漿的保水性和粘度。泵送劑主要用于泵送混凝土中。防水外加劑可以降低混凝土靜水壓力下的透水性，防水外加劑主要用于地下室、隧道、給排水池、水泵站等混凝土工程中。阻銹劑摻入混凝土中可以有效地控制、減小或防止鋼筋與環(huán)境的反應(yīng)。速凝劑是使混凝土快速凝結(jié)硬化的外加劑，摻入速凝劑的混凝土可在幾分鐘內(nèi)初凝和終凝。速凝劑主要用于噴射混凝土和補(bǔ)漏搶修工程，速凝劑的種類主要有碳酸鈉、氯酸鈉和硅酸鈉。

三、結(jié)語(yǔ)

目前，外加劑已在我國(guó)有著廣泛地應(yīng)用。在外加劑蓬勃發(fā)展的同時(shí)，依然在生產(chǎn)、配制、使用和市場(chǎng)方面存在一些問(wèn)題。比如說(shuō)：(1)外加劑的配制和使用缺少科學(xué)和理論的指導(dǎo)；(2)市場(chǎng)上的外加劑質(zhì)量達(dá)不到說(shuō)明的效果；(3)外加劑不合理使用。針對(duì)這些問(wèn)題，我們必須對(duì)外加劑的生產(chǎn)和配制進(jìn)行科學(xué)地分析，合理地使用外加劑，規(guī)范外加劑市場(chǎng)秩序。