浅谈水泥工艺外加剂技术及应用

刘芳

摘要：本文介绍了我国水泥工艺外加剂的种类及应用，分析了外加剂研究与实践不匹配，各地水泥工艺外加剂生产不平衡等阻碍水泥工艺外加剂发展的问题，指出要加快对新品种减水剂的研究、更新外加剂标准，并促进外加剂的绿色化发展，以保证建筑业的可持续发展。

关键词：水泥工艺；外加剂；技术

中图分类号： TV42 文献标识码： A

引言

水泥、混凝土是我国建筑业的重要建筑材料，可以用作道路、桥梁、建筑、水坝等各类设施的施工中。目前，我国水泥年产量已超过 4 亿 吨，约占世界年产水泥的 1/3，混凝土的用量也位居世界前列。随着混凝土使用的日益广泛，相关的外加剂也成为了研究和应用的重点。水泥工艺外加剂对于混凝土的制备、浇筑和养护都起到了帮助，同时也带动了经济效益的增长。在混凝土中加入适量外加剂已经成为改善混凝土性能的必要方法。因此水泥工艺外加剂的发展现状以及相关的发展趋势研究对于混凝土性能的提升以及建筑行业的发展是极有必要的。

一、水泥工艺外加剂的种类及应用

在进行混凝土搅拌之前或混凝土搅拌过程中掺入一定比例的外加物质，用以改善混凝土的某种性能即为水泥工艺外加剂。水泥工艺外加剂的掺量一般不大于水泥重量的 5%。水泥工艺外加剂质量必须符合 GB 8076-2008 水泥工艺外加剂标准的规定。最初水泥工艺外加剂的作用仅仅是为了节约水泥的用量，但随着科技的不断发展，水泥工艺外加剂的种类也越来越多，且逐渐成为改善混凝土性能的主要方式。依据水泥工艺外加剂的主要使用功能，将其大致归分为以下四类第一类是改变混凝土和易性能的外加剂，一般有减水剂、混凝土降粘剂、引气剂和泵送剂等；第二类是改善混凝土凝结时间的外加剂，一般有缓凝剂、早强剂和速凝剂等；第三类是改变混凝土耐久性的外加剂，一般有引气剂、防水剂和阻锈剂等；第四类是其他改善混凝土性能的外加剂，一般有混凝土降粘剂、加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。不同性能的外加剂有着不同的效果大部分的外加剂都是发生物理反应，通过吸附于水泥粒子表面形成吸附膜，对水泥表面的电位有所改变从而产生了相应的吸引或排斥的效果;有的会破坏絮凝结构，提高水泥扩散体系的稳定性，改善水泥水化的条件;有的能形成大分子结构，改变水泥粒子表面的吸附状态;有的会降低水的表面张力和表面能等;还有少数能够直接发生化学反应，与水泥生成新的化合物。由于不同性能的外加剂对改善混凝土的性能有不同的效果，在一定程度上可以获得经济效益。因此水泥工艺外加剂在许多国家都得到广泛应用，已成为调节混凝土性能不可缺少的材料。其中应用较为广泛的是高效减水剂，高效减水剂掺和进混凝土后若不改变水和水泥的用量，则能增强混凝土的和易性，更便于施工，对于远程泵送或是高温天气有一定的效果;若是减少水的用量，则能在一定程度上提高混凝土抗压强度;若是减少水泥和水的用量，则能在不改变混凝土基本性能的前提下，减少水泥的用量。减水剂在不同的使用方式下的作用有所不同，这种外加剂能够使得充分发挥水泥的潜能，充分分散水泥粒子，使得混凝土中的水泥砂浆更加致密，从而在一定程度上改善了混凝土中孔结构和界面区的微结构，进而提高了混凝土的力学性能和耐久性。除了减水剂外，应用较多的还有缓凝剂，这一外加剂能够有效延长水泥的凝结时间，提高坍落度，提高混凝土的操作性能，能够用于泵送混凝土这种远距离的混凝土运输。防冻剂能够有效降低液体的冰点，或保证冰晶的结构，从而保证在冬季施工时的正常进行。不同外加剂的使用方式和掺入方法对于混凝土的性能都会造成不同程度的影响，如减水率、水泥用量、泌水性、凝结时间及引气性等，因此在施工时应根据具体的施工情况对外加剂进行合理的选择，综合考虑到可操作性、质量以及经济性。

二、我国水泥工艺外加剂发展存在的问题

近些年来我国水泥工艺外加剂虽然随着科学技术的进步及建筑业的发展得到了广泛的应用和研究，但目前仍然存在着一些问题，而这也在一定程度上阻碍了水泥工艺外加剂的发展。

1、外加剂研究与实践不匹配

目前对于外加剂的研究投入力量还不足，导致水泥工艺外加剂的发展跟不上实际施工的需求，同时实际操作过程中，由于施工人员的素质参差不齐，导致实际施工时很多人员对于混凝土配料“三过磅”要求有所忽视，他们往往希望操作较为简单，同时外加剂的选择也较为单一，不会根据实际情况选用不同的外加剂，而科研单位对于混凝土新的施工工艺如泵送混凝土、泵送滑模混凝土、流态混凝土、商品混凝土等的研究仅属初级阶段。因此，科研单位的研究能力与施工实际不相对应，导致了目前水泥工艺外加剂的发展缓慢。

2、外加剂统一标准及质量检查制度的缺失

目前，我国水泥工艺外加剂尚没有统一的命名方式，不同厂家生产的外加剂牌号往往比较杂乱，导致实际操作过程中存在很大的问题。同时，由于目前还没有相关的针对外加剂的质量检查制度和标准，对于外加剂的质量无法进行统一的管理和检测。由于管理制度的不健全绝大多数外加剂生产厂家设备简陋、生产条件差、生产工艺落后，从而在一定程度上影响了水泥工艺外加剂的产品质量。因此，由于缺乏统一的标准和质量检测的方式，外加剂在管理和质量控制方面还存在一定的问题。

3、各地水泥工艺外加剂生产发展不平衡

我国水泥工艺外加剂的生产厂家分布不平衡，大部分都位于经济较为发达的沿海地区，而很多中小城市和边远地区的生产厂家较少，这就导致在进行水泥工艺外加剂采购过程中，很多中小城市必须向大城市的生产厂家进行外加剂的采购，然而由于运输距离较远，会在一定程度上增加运输成本，也不利于外加剂的质量控制。外加剂生产厂家数量较少且发展不平衡，对外加剂的发展造成了一定的阻碍。

三、水泥工艺外加剂的发展趋势

1、新品种减水剂的研究

加快目前，随着科技的迅速发展，各种不同类别的减水剂也得到了广泛的研究。2000 年以来，我国混凝土研究界逐渐认识到聚羧酸系高性能减水剂这一高效的水泥工艺外加剂。它以石油化工产品为原料，以极高的减水率，极好的坍落度保持性和优异的增强效应，逐渐受到混凝土工程界的重视。聚羧酸减水剂是通过不饱和单体在引发剂作用下形成共聚，使带活性基团的侧链接枝到聚合物的主链上，在不影响水泥的凝结硬化情况下，使其同时具有高效减水、控制坍落度损失和抗收缩等作用。

2、外加剂标准的更新

目前对于水泥工艺外加剂的规范，仅有 GB 50119-2003 水泥工艺外加剂应用技术规范。随着外加剂品种和类别的不断更新，急需出台更新的水泥工艺外加剂的相关标准，对外加剂的相关标识和质量检测方法做出具体的规定。针对不同功能的水泥工艺外加剂需要有不同形式的标号和规定，同时对其相关质量的检测规程和要求也需要做出进一步指导性的规范，从而对外加剂市场进行标准化管理。

3、外加剂的绿色化发展

随着我国能源资源的不断消耗，建筑业的绿色化、低碳化发展已经成为不可阻挡的趋势，而水泥工艺外加剂作为支撑建筑行业发展的重要材料，必须保证在制备以及使用过程中的绿色化，通过合理的技术改造减少外加剂生产和使用过程中对能源的消耗以及各种污染物的排放，通过促进外加剂的绿色化发展，实现建筑行业的节能减排和可持续发展。

结语

各种不同的水泥工艺外加剂对于混凝土有着不同的功能，为了提高建设投资的经济效益和施工质量，有必要对水泥工艺外加剂做出更进一步的研究，发明更加新型的外加剂。同时应加强相关标准规范的制定，促进外加剂的规范化生产和检测。最后，应促进外加剂绿色化的制备和使用，从而保证建筑业的可持续发展。

参考文献

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