浅谈混凝土的外加剂

(扬州大学 江苏 扬州 225127)

一、引言

在北美、欧洲、日本诸多发达国家，约80%的混凝土中加入一种或几种外加剂，外加剂已成为现代混凝土必不可少的组分。根据资料，掺外加剂的混凝土年产量为1×108m3，占混凝土量的40%。我国有很多大城市无不例外地都掺加了外加剂。据不完全统计，我国外加剂的牌号大约有300多个，生产厂家有150多家。不同外加剂对混凝土的性能的改善不同，在确定改善混凝土某种性能时，需要我们选择相应的外加剂。因此需要我们了解不同外加剂对外加剂的不同作用。

二、外加剂的种类

(一)早强剂。早强剂是加速混凝土早期强度发展的外加剂[1]。早强剂在加强早期强度的同时还加速凝结。碱金属的碳酸盐、铝酸盐加入混凝土可使混凝土在短时间内迅速凝结，并且早期强度也迅速地增长。这种外加剂主要用在喷射混凝土、抢修工程等特殊需要中。我国的早强剂主要有早强组与减水组分或调凝组分复合。其中，早强剂用的比较多的有氯化钙、硫酸钠。掺入氯化钙能显著提高混凝土1～7天的抗压强度，3天抗压强度的提高比较显著。硫酸钠早强剂对不同水泥的作用效果也不同。硫酸钠对矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥的早强作用比硅酸盐水泥的早强作用明显，对原来早期强度低的水泥比早期强度高的水泥早强效果更加明显。其他的早强剂包括甲酸钙、亚硝酸钙、三乙醇胺。甲酸钙是氯化钙的替代物，但其价格偏高，亚硝酸钙货源较少，有待开发，三乙醇胺的效果还有待开发。

(二)缓凝剂。缓凝剂是延长混凝土凝结时间的一种外加剂。缓凝剂主要有以下几类：1、羟基羧酸及其盐类及其衍生物；2、多羟基碳水化合物；3、木质素磺酸盐；4、一些无机化合物：氧化锌、氧化铝、硼砂和镁盐。缓凝剂主要用于浇筑和运输时间较长的混凝土、大体积混凝土、大坝混凝土等需要中。许多缓凝剂也具有减水效果。缓凝剂的缓凝机理是非水试剂吸附在水泥颗粒或水化产物表面，阻止水泥的进一步水化及水化产物的生成[2]。缓凝剂对混凝土凝结时间的影响比较明显。缓凝剂的作用效果取决于水泥品种、水灰比、温度等。羟基羧酸是很好的缓凝剂，价格偏高，无机化合物不易控制凝结时间，所以市场的缓凝剂主要是糖蜜和木质素磺酸盐。

(三)减水剂。减水剂是一种混凝土拌合物坍落度相同的条件下，减少拌合物用水量的外加剂。减水剂分为普通减水剂和高效减水剂，普通减水剂的减水率为5%～10%，高效减水剂的减水率大于10%。减水剂有木质素硫酸盐、羟基羧酸和盐类三种。减水剂主要用于炎热气候施工和大体积混凝土。减水剂的作用机理是加入减水剂后水泥颗粒分散在减水剂的水溶液中，减水剂吸附在水泥的表面，使水泥带有相同的电荷，水泥颗粒之间相互排斥，使得混凝土具有比较好的流动性[3]。掺入减水剂可以提高新拌混凝土的流动性，减轻坍落度损失。提高硬化后混凝土的强度，耐久性提高。

(四)引气剂。引气剂是一种在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。在北美，欧洲等大部分发达国家，几乎所有的混凝土都掺加了引气剂，特别是在水工结构物、公路、桥梁、海港工程中。目前引气剂的种类有木质树脂的盐类、松香皂和松香热聚物、皂素类、烷基芳基磺酸盐类。引气剂的原理是：引气剂本身不能与水泥反应生成气体，引气剂仅能在混凝土搅拌过程中引入空气，并把新拌混凝土存在的空气泡稳定住[4]。引气剂能显著地改变混凝土的性能。引气可以提高拌合物的工作性，引入空气可以使拌合物的坍落度增大、减小拌合物的泌水性、提高混凝土的可泵性、提高混凝土的抗渗性和抗冻性。

(五)其他用途的外加剂。其他用途的外加剂主要有泵送剂、防水外加剂、阻锈剂、速凝剂。泵送剂可以改变混凝土拌合料的泵送性能，提高水泥浆的保水性和粘度。泵送剂主要用于泵送混凝土中。防水外加剂可以降低混凝土静水压力下的透水性，防水外加剂主要用于地下室、隧道、给排水池、水泵站等混凝土工程中。阻锈剂掺入混凝土中可以有效地控制、减小或防止钢筋与环境的反应。速凝剂是使混凝土快速凝结硬化的外加剂，掺入速凝剂的混凝土可在几分钟内初凝和终凝。速凝剂主要用于喷射混凝土和补漏抢修工程，速凝剂的种类主要有碳酸钠、氯酸钠和硅酸钠。

三、结语

目前，外加剂已在我国有着广泛地应用。在外加剂蓬勃发展的同时，依然在生产、配制、使用和市场方面存在一些问题。比如说：(1)外加剂的配制和使用缺少科学和理论的指导；(2)市场上的外加剂质量达不到说明的效果；(3)外加剂不合理使用。针对这些问题，我们必须对外加剂的生产和配制进行科学地分析，合理地使用外加剂，规范外加剂市场秩序。