廣東省建筑材料研究院 楊正梅 李學(xué)文一、概述性，改善工藝性能，強(qiáng)化生產(chǎn)過程。同時(shí)改善和提高硬化混凝土的物理力學(xué)性能，提高建筑物或構(gòu)件的質(zhì)量和耐久性。此外，還可以節(jié)約應(yīng)用外加劑才能取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。混凝土外加劑的發(fā)展有

多年歷史。本世紀(jì)

年代初，美國(guó)、英國(guó)、日本等已經(jīng)在公路、隧道、地下工程中使用防凍劑、引氣劑、塑化劑和防水劑、早期使用的外加劑主要是氯化鈣、氯化鈉、松香酸鈉、木質(zhì)素磺酸鹽和硬脂酸皂等化學(xué)物質(zhì)。

年代，混凝土外加劑得到較快發(fā)展。

年，日本將萘磺酸甲醛高縮合物用于混凝土分散劑，

泥有強(qiáng)的分散作用，減水率高達(dá)

％～％，而不同于普通的減水劑，當(dāng)時(shí)稱為高效減水劑或超塑化劑，此名稱一直沿用到現(xiàn)在。高效減水劑的問世，是繼鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土之后，在混凝土改性上的第三次突破。在

年代到

年代，針對(duì)高強(qiáng)混凝土存在的問題（抗凍性、體積穩(wěn)定性等）以及流態(tài)混凝土存在的問題（如坍落度損失、泌水與離在應(yīng)用技術(shù)方面也進(jìn)行了大量的工作，并積累了實(shí)際工程應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。

年代初由美國(guó)首先提出高性能混凝土

的新概念，其基本內(nèi)容是研究和開發(fā)具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、工作性好和耐久性好的混凝土。同時(shí)，美國(guó)、加拿大、日本、英國(guó)、法國(guó)等相繼制定了研究和開發(fā)

的計(jì)劃，并認(rèn)為

將成為跨世紀(jì)的新材料。隨著建筑向高層化、大型化的發(fā)展，

的應(yīng)用將成為混凝土應(yīng)用的主流。我國(guó)

年代初開始使用混凝土外加劑，主要品種由松香皂類的引氣劑、紙漿廢液（木質(zhì)素磺酸鈣）塑化劑、防凍劑（以氯鹽為主）等，主要用于水工、港工混凝土工程以及建筑工程冬季施工。

年成功并通過了有關(guān)技術(shù)鑒定。進(jìn)入

年代，由原建材部建筑材料科學(xué)研究院、清華大學(xué)等單位率先研制萘系和三聚氰胺系高效減水劑。此后，許多科研單位也從事高效減水劑的研究和應(yīng)用。

年代到

年代初的

年間，是我國(guó)研制高效減水劑高潮時(shí)期，萘系和三聚氰胺都研制成功并投入工業(yè)生產(chǎn)。進(jìn)入

年代，改革開放，經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各個(gè)品種也發(fā)展較快。

年代是我國(guó)外加劑迅速發(fā)展的時(shí)期，外加劑的應(yīng)用占混凝土總量約

％。隨著建筑向高層化發(fā)展，以及混凝土生產(chǎn)向集中攪拌的商品混凝土發(fā)展，在我國(guó)的大城市（如北京、上海、天津、廣州等）沿海開放地區(qū)，外加劑使用率在

％以上。年代后政府出臺(tái)了相關(guān)政策規(guī)定，外加劑的應(yīng)用取得了進(jìn)一步發(fā)展，大中城市的使用率近達(dá)％。近幾年又成功開發(fā)了高性能聚羧酸系減水劑，并已在建筑、鐵路等行業(yè)很好的推廣使用。二、外加劑的品種和摻量選擇混凝土外加劑是天然或合成的化學(xué)物質(zhì)，可以是單一或復(fù)合組分，品種類型很多，按其使用功能來說有減水的、有早強(qiáng)的、有緩凝的、有抗凍的、也有防水的等等。使用外加劑時(shí)必須根據(jù)工程對(duì)混凝土性能要求選擇合適的外加劑，注意外加劑的摻量和使用方法?；炷镣饧觿┑男阅芴攸c(diǎn)混凝土外加劑是一種工業(yè)產(chǎn)品，對(duì)其基本性能的要求是：能改善混凝土一種或某幾種性能，而不產(chǎn)生副作用；在運(yùn)輸和貯存中保持良好的勻質(zhì)性和穩(wěn)定性；在早期或后期對(duì)混凝土中的鋼筋及其它預(yù)埋件沒有有害作用；使用安全，對(duì)環(huán)境無污染?；炷镣饧觿┑钠贩N選擇的萘磺酸鹽系、三聚氰胺磺酸鹽系、密胺系、氨基磺酸鹽系、脂肪族系和近幾年開發(fā)的高性能減水型的聚羧酸系等，各有特點(diǎn)各有優(yōu)勢(shì)。減水劑的主要作用：減水劑的主要作用是：）在不減少單位用水量的情況下，改善新拌混凝土的工作度，提高流動(dòng)性；）在保持一定工作度下，減少用水量，提高混凝土的強(qiáng)度；）在保持一定強(qiáng)度情況下，減少單位水泥用量，節(jié)約水泥；混凝土外加劑的選擇要根據(jù)工程設(shè)計(jì)對(duì)混凝土性能的要求而定，以及施工工藝、施工季節(jié)冬季或夏季施工、澆筑的部位和體積等。另外，還要考慮實(shí)際工程提供的原材料：水泥品種和標(biāo)號(hào)、砂石質(zhì)量等。在此基礎(chǔ)上選擇符合使用要求的外加劑品種和牌號(hào)。經(jīng)濟(jì)最合適的外加劑。試驗(yàn)評(píng)定外加劑的理由是：檢測(cè)外加劑是否符合使用要求；根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件和現(xiàn)場(chǎng)使用的材料來評(píng)定外加劑對(duì)混土性能的影響；檢查每批產(chǎn)品的勻質(zhì)性和穩(wěn)定性；生產(chǎn)廠家提供的資料是否符合試配檢驗(yàn)結(jié)果。濟(jì)效果開發(fā)和生產(chǎn)新產(chǎn)品?；炷镣饧觿┑膿搅窟x擇外加劑的最佳摻量是獲得最好的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效果的重要因混凝土試配確定外加劑的合理?yè)搅俊搅繛樗嘀亓康?/p>

％～％，有機(jī)緩凝劑摻量為

％～％，引氣劑摻量

％～％，普通減水劑

％～％，高效減水劑

％～％。高性能減水劑

％～％，同一種外加劑用于不量為

％～％，用于普通混凝土摻量為

％，用于流態(tài)混凝土摻量為

％，用于高強(qiáng)混凝土摻量為

％。硫酸鈉早強(qiáng)劑用于蒸養(yǎng)混凝土?xí)r摻量為

％，摻量過高％，蒸養(yǎng)后的試體脹高、強(qiáng)度減水率時(shí)比單一高效減水劑摻量減少一半。 此外，水泥的品種、A

含量高的水泥高效減水劑摻量應(yīng)多一些。從以上事實(shí)，可以認(rèn)為決定外加劑摻量的因素如下：外加劑的品種；外加劑的應(yīng)用范圍；水泥品種、比表面積、礦物組成及混合材等；混凝土組成材料及其配合比、單位水泥用量、單位用水量等；外加劑復(fù)合方式，成分與比例；外加摻入方法同摻或后摻。好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。三、混凝土外加劑對(duì)水泥、混凝土性能的影響．混凝土外加劑對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響一般認(rèn)為大部分混凝土外加劑

非指緩凝型和早強(qiáng)型都會(huì)或多從水化開始起約

分鐘內(nèi)的速度，水化產(chǎn)物增多，水化膜較厚，緩了水泥的凝結(jié)硬化時(shí)間。但實(shí)際上，隨著水化產(chǎn)物逐漸增多，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力逐漸增大，使界面很快破裂，水化又得以順利進(jìn)行。因?yàn)榛飚a(chǎn)物的粘附的能力也較小，界面的破裂比較容易，因此，混凝土外加劑對(duì)水泥水化的延緩是有限的。國(guó)外的一些資料表明，混凝土外加劑（尤其是高效減水劑）因分少，因而對(duì)水泥顆粒的覆蓋率就比其他減水劑小。表

－

是保持水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量不變的情況下，混凝土外加劑對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響。

混凝土外加劑（水泥凝結(jié)時(shí)間的影響

在用水量不變的情況下，當(dāng)高效減水劑占水泥重量的摻量

％時(shí)，對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響甚微，幾乎沒有變化。但當(dāng)高效減水劑占水泥重量的摻量％時(shí)，一般會(huì)延緩水泥凝結(jié)時(shí)間～

小時(shí)。表

—

為減少水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，保持維卡儀貫入值基本不變的情況下水泥凝結(jié)時(shí)間的變化值。

減水時(shí)減水劑對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響

在這種情況下，高效減水劑的加入，不但不延緩水泥凝結(jié)時(shí)間，反而提早凝結(jié)時(shí)間

～

小時(shí)。．

混凝土外加劑對(duì)混凝土和易性的影晌混凝土的和易性定義為混凝土易于運(yùn)輸、澆注和密實(shí)成型而不發(fā)生分層離析的能力。和易性應(yīng)包括稠度、可塑性、流動(dòng)性、易密性、穩(wěn)定性等許多含義。溫度和濕度等許多因素的影響。起ζ電位的變化。測(cè)定水泥漿的ζ電位為。當(dāng)吸附混凝土外時(shí)，ζ電位可以達(dá)到

。吸附層的厚度增加使水泥顆粒間的相易性比摻普通減水劑的混凝土和易性大得多。大增，但也發(fā)現(xiàn)某種現(xiàn)象的離析，或停放一段時(shí)間坍落度逐漸減小，顯示出較好的塑性，而不至于影響澆灌或成型，具有較強(qiáng)的觸變性。落度較小，用工作度來表示更切合實(shí)際。為是：（）由于高效減水劑的強(qiáng)烈分散作用，加速了水泥初期水化，隨著水泥水化的進(jìn)行，水化時(shí)被分解出來的粒子迅速增加，粒子的粒徑約為

～積有幾個(gè)數(shù)量級(jí)的增加，從

增加到

/g，從而使整個(gè)液相中解決。減水劑的摻量與混凝土坍落度的關(guān)系見圖。

而且由于強(qiáng)烈的分散作用，水泥漿極稀，容易分層離析。所以在配制大流動(dòng)性混凝土?xí)r減水劑的一般摻量為水泥重量的

％～％就可以了。．

混凝土外加劑的減水率和對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響由于混凝土外加劑（高效減水劑）對(duì)水泥的強(qiáng)烈分散作用，摻入混凝土后，在保持流動(dòng)性不變坍落度基本不變的情況下，可以大幅減水劑的摻量達(dá)水泥重量的％以后，減水率增加的幅度就小了。除了減水劑的品種和質(zhì)量外，影響混凝土減水率的因素是很多的。如砂的細(xì)度、砂率、粗集料的種類和級(jí)配、水泥品種、水泥用量等等。盡管水泥品種、用量都不同，但摻高效減水劑后混凝土的減水率、單位用水量的變化規(guī)律大致是相同的。按照水泥石的強(qiáng)度理論，水泥石的強(qiáng)度與膠孔比成正比。高效減水劑分散力強(qiáng)、減水效果好，毛細(xì)孔的體積就減小，自然可以大幅效果更為顯著。在相同坍落度、相同水泥用量

的情況下，高強(qiáng)混凝土。．混凝土外加劑對(duì)水泥流動(dòng)度的影響性能。一般來說流動(dòng)度值大，減水劑的擴(kuò)散力強(qiáng)；減水率、強(qiáng)度增長(zhǎng)率都高。高效減水劑占水泥重量的摻量為％時(shí)，其流動(dòng)度值一般都大于

。不同品種的減水劑的流動(dòng)度值見表。

mm

圖

為高效減水劑、

和

的摻量與對(duì)應(yīng)的水泥流動(dòng)度的關(guān)系曲線。從圖中可以看出高效能減水劑占水泥重量的摻量為時(shí)水泥流動(dòng)度值比摻的其他減水劑的水泥流動(dòng)度值還要大。

四、混凝土外加劑使用方法使用外加劑時(shí)要仔細(xì)看產(chǎn)品說明書，其中包括使用方法。配制和計(jì)量成功地應(yīng)用外加劑，取決于適宜的配制方法，忽視這個(gè)方面，就可能顯著地影響混凝土的性能與作用。液。固體產(chǎn)品中一般有載體，如粉煤灰、火山灰、礦粉等，其目的是重量計(jì)量。使用外加劑時(shí)可采用人工、半自動(dòng)和自動(dòng)計(jì)量，根本要求單位水泥用量折算外加劑的用量。超劑量地使用，不但造成浪費(fèi)，影響混凝土的性能，而且還會(huì)造成工程事故。特別是摻緩凝劑、緩凝減凝結(jié)硬化或嚴(yán)重降低強(qiáng)度，造成工程事故。另外，在同時(shí)使用兩種外加劑時(shí)應(yīng)注意它們之間的相容性，特別是引氣劑應(yīng)分別摻用?；炷恋呐浜媳热魏位炷凉こ潭家鶕?jù)要求設(shè)計(jì)好混凝土配合比，因?yàn)閾接猛饧觿┲荒苁官|(zhì)量好的混凝土變得更好，而不能使品質(zhì)差的混凝土性能得到改善。