關(guān)于混凝土外加劑的相關(guān)研究

王悅

摘要：本文主要闡述了混凝土外加劑的發(fā)展?fàn)顩r及在國(guó)內(nèi)外目前的現(xiàn)狀，對(duì)目前應(yīng)用較多的幾種混凝土外加劑的功能、作用機(jī)理、使用情況、在施工過(guò)程中應(yīng)該注意到的問(wèn)題做了簡(jiǎn)單的介紹和說(shuō)明，對(duì)混凝土外加劑品種的選擇、外加劑產(chǎn)量的確定、外加劑摻入方法的確定進(jìn)行了相關(guān)的簡(jiǎn)單論述。在本文的最后對(duì)混凝土外加劑發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。在現(xiàn)在的混凝土施工中，外加劑隨處可見(jiàn)，然而有很多人卻不能很好的認(rèn)識(shí)和正確的使用外加劑，結(jié)果導(dǎo)致出現(xiàn)很多由于外加劑而引起的工程事故。因此，在混凝土施工中認(rèn)識(shí)和正確使用外加劑是非常有必要的。

關(guān)鍵詞：混凝土;外加劑;工程事故

一、混凝土外加劑的名稱及種類

（一）外加劑命名

我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同品種的混凝土外加劑分別定義如下：

（1）普通減水劑在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌合用水量的外加劑。此類減水劑主要有：木質(zhì)素磺酸鹽類，輕基梭酸鹽類，多元醇類。聚氧乙烯烷基醚類，腐植酸類減水劑等。

（2）高效減水劑在混凝土坍落度基本相同的情況下，能大幅度減少拌合用水量的外加劑。高效減水劑主要品種有：蔡磺酸甲醛縮合物，磺化三聚氰胺水溶性樹(shù)脂;多環(huán)芳輕磺酸鹽縮合物;磺化煤焦油系;氨基磺酸鹽系;馬來(lái)酸共聚物系;聚丙烯酸鹽接枝共聚物等。

（3）引氣劑在攪拌混凝土過(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。引氣減水劑兼有引氣和減水功能的外加劑。主要類型有：松香樹(shù)脂類，如松香皂、松香熱聚物;烷基苯磺酸鹽類，如烷基苯磷酸鹽、烷基苯酚聚氧乙烯醚;脂肪醇磺酸鹽類，如脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸鈉。

（二）混凝土外加劑按功能分類

混凝土外加劑按其功能主要分為以下幾類：

（1）改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑。

（2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等。

（3）改善混凝土耐久性能的外加劑，包括引氣劑、減水劑、防水劑、防凍劑和阻銹劑等。

（4）改善混凝土變形性能的外加劑，包括膨脹刊和最近新發(fā)展起來(lái)的減縮劑等。減縮劑是近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的混凝土外加劑，主要是以低級(jí)乙醇的氧化物為主要成分的非離子型有機(jī)物。

（5）改善混凝土其它性能的外加劑，如加氣劑、著色劑、養(yǎng)護(hù)劑和脫模劑等。

二、外加劑在混凝土中的作用機(jī)理及應(yīng)用情況

（一）減水劑

在保持新拌混凝土和易性相同的情況下，能顯著降低用水量的外加劑叫混凝土減水劑，又稱抗壓強(qiáng)度比、鋼筋銹蝕等。它具有增大混凝土流動(dòng)性，改善和易性等特點(diǎn)，如木質(zhì)素硫磺鈣、糖蜜等普通減水劑、高效減水劑、早強(qiáng)減水劑、緩解減水劑、引氣減水劑等。作用機(jī)理：減水劑屬于表面活性物質(zhì)。這類物質(zhì)的分子分為親水端和疏水端兩部分。親水端在水中可指向水，而疏水端則指向氣體、非極性液體（油）或固態(tài)物質(zhì)，可降低水一氣、水一固相間的界面能，具有潤(rùn)濕、發(fā)泡、分散、乳化的作用。減水劑在混凝土中的減水功效是通過(guò)以下三個(gè)方面的作用共同起作用的結(jié)果：

（1）吸附—分散作用

水泥加水?dāng)嚢韬?，仍有一些絮凝狀結(jié)構(gòu)。在這些結(jié)構(gòu)中包裹著很多拌合水，從而降低了新版混凝土的和易性。摻入減水劑后，減水劑的曾水集團(tuán)定向依附于水泥顆粒表面帶有相同符號(hào)的電荷，在電性斥力下，不但能使水泥—水體系處于相對(duì)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，而且能使水泥加水初期所形成的絮狀結(jié)構(gòu)分散解體，從而將絮狀聚集體內(nèi)的游離水釋放出來(lái)，達(dá)到減水的，目的。

（2）潤(rùn)濕作用

減水劑作為一種表面活性劑滲入到混凝土中，能大大降低水的表面張力，這樣不但能使水泥顆粒有效的分散，而且由于濕潤(rùn)作用會(huì)增大水泥顆粒的水化面積，加速水泥水化。

（3）潤(rùn)滑作用

減水劑離解后的親水集團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面，很容易和水分子以氫鍵形式締合。這種氫鍵締合作用的作用力遠(yuǎn)大于該分子與水泥顆粒之間的分子吸引力。當(dāng)水泥顆粒吸附足夠的減水劑后，借助于極性親水團(tuán)與水分子之間的締合作用，再加上水分子間氫鍵締合，水泥顆粒之間形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，組織了水泥顆粒之間的直接接觸，并在顆粒間起潤(rùn)滑作用。另一方面，摻入減水劑后，將引入一定量的微小氣泡，他們被減水劑定向吸附的分子膜包圍，并與水泥顆粒分散從而增加了水泥顆粒間的滑動(dòng)能力。

（二）防凍劑

在一定的負(fù)溫條件下，在混凝土拌合物中加入的能顯著降低混凝土中也想冰點(diǎn)，使混凝土不發(fā)生凍結(jié)或部分凍結(jié)，并能保持水泥正常水化的外加劑。主要作用是使混凝土中的水分在盡可能地的環(huán)境中結(jié)冰，防止水分凍結(jié)而產(chǎn)生的凍脹能力。作用機(jī)理：防凍劑是加入混凝土混合料后，使混凝土的放抗凍性能大大提高，一般認(rèn)為是有以下幾個(gè)方面引起的綜合作用的結(jié)果：（1）降低混凝土中液相的冰點(diǎn);（2）降低混凝土早期受凍的臨界強(qiáng)度;（3）降低水泥砂漿凍結(jié)時(shí)的凍脹應(yīng)力;（4）促使新拌混凝土內(nèi)固相水—冰的結(jié)晶變形;（5）改變冰的結(jié)晶狀態(tài);（6）提高混凝土的早期強(qiáng)度。

三、外加劑的選擇和使用

（一）外加劑品種的選擇

幾乎是各種混凝土都可以摻加外加劑，要根據(jù)工程特點(diǎn)選用具體的適合的外加劑。外加劑的摻加效果的有效發(fā)揮主要依靠與水泥的種類、摻合料種類及其性能、粗細(xì)集料的性能及其所含的雜質(zhì)、混凝土的配合比和混凝土拌合物的攪拌形式、攪拌時(shí)間、混凝土溫度以及環(huán)境條件等多種因素。

（二）外加劑摻量的確定

每種外加劑都有適宜的摻量，即使使用同一種外加劑，不同的用途也會(huì)有不同適宜的摻量。外加劑摻量過(guò)大，不僅在經(jīng)濟(jì)上不合理，而且可能就會(huì)失去應(yīng)有作用而造成質(zhì)量事故;摻量過(guò)小，就起不到應(yīng)有的摻加效果。外加劑的最佳摻量是獲得最好技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效果的重要因素。外加劑生產(chǎn)廠家產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中提供的只是使用時(shí)的摻量范圍，使用單位在使用前必須通過(guò)混凝土試配的結(jié)果來(lái)確定最佳摻量。根本的原則是在滿足混凝土性能要求的前提下，采用最低摻量。

不同類型的外加劑的確摻量是有一定規(guī)律的。通常，無(wú)機(jī)鹽類早強(qiáng)劑摻量為水泥含量的1%～2%，有機(jī)緩凝劑摻量為0.02%～0.1%，引氣劑摻量為0.002%～0.006%，普通減水劑摻量為0.2%～0.3%，高效減水劑摻量為0.5%～1.0%。同一種外加劑用于不同混凝土?xí)r摻量也不盡相同，例如高效減水劑用于蒸養(yǎng)混凝土?xí)r摻量為0.3%～0.5%，用于普通混凝土?xí)r摻量為0.5%，用于液態(tài)混凝土?xí)r摻量為0.75%用于高強(qiáng)混凝土?xí)r摻量為1.0%。

（三）外加劑摻入方法的確定

（1）先摻法： 粉劑外加劑與水泥混合，再加集料與與水?dāng)嚢璺Q作先摻法。該法有利于外加劑的分散，減少集料對(duì)外加劑的吸附量，但實(shí)際工程使用不方便，一般是試驗(yàn)室用做試配;（2）后摻法：混凝土加水?dāng)嚢枰恍r(shí)間后（水泥水化反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后），再加入外加劑進(jìn)一步攪拌，保持了混凝土液相中的外加劑濃度不會(huì)很快降低;（3）同摻法：水劑粉劑與混凝土材料一起倒入攪拌機(jī)攪拌，或液體外加劑與水混合，然后與其他材料一起拌合。此方法混凝土在一開(kāi)始水化時(shí)就有外加劑介入，立即被水泥顆粒表面吸附，從而迅速降低了液相中的濃度;

四、結(jié)論

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑施工建設(shè)力度逐漸加大，混凝土外加劑的生產(chǎn)將進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展階段，今后混凝土外加劑將朝一個(gè)明確的方向發(fā)展，即：節(jié)能、高效、環(huán)保、可持續(xù)性發(fā)展。

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