混凝土外加剂的实际应用现状及未来发展路径

童炳丰

上饶市天佳新型材料有限公司

1 引言

现阶段，随着建筑行业深入发展，建筑工程对混凝土的需求不断增加，尤其是对其品质提出了较高的要求。在此种情况下，外加剂作为一种提高混凝土使用性能的重要材料被普遍应用，发挥着积极作用。目前，外加剂的种类更加多样化，市面上较为常见的外加剂种类有十多种，不同种类的外加剂有着各自的作用。外加剂的应用极大地提高了混凝土的性能，弥补了混凝土自身存在的缺陷，对我国提高建筑工程质量有着积极的促进作用。

2 混凝土外加剂概述

2.1 混凝土外加剂基本内涵

外加剂作为一种重要材料在混凝土中被广泛应用，对混凝土外加剂内涵的理解并没有形成统一的、明确的定义。本文依据外加剂的实际用途尝试对其作出如下操作性定义：具体是指在混凝土制作过程中，按照一定的使用要求适当加入某种功能性的产品，以此提高混凝土的使用性能。一般而言，外加剂的使用数量不可以超过混凝土总量的百分之五。

2.2 混凝土外加剂的重要价值

混凝土在使用过程中极易受到自身材质的限制或者受到客观环境的制约，出现过早凝固或不易凝结的问题，甚至在后期使用中出现开裂现象，这些问题严重影响了混凝土的使用效果。外加剂的使用很好地缓解了混凝土在使用过程中出现的上述问题，其具有的作用可以概括为以下四个方面。

其一，对新搅拌的混凝土性能影响较大，可以有效减少水泥对水的需求，同时，有助于加快混凝土的流动速度，减少开裂现象的出现。

其二，有助于提高混凝土的强度，改善其特性。

其三，有助于增强耐久性，改变自身的密度，提升钢筋的抗腐蚀能力。

其四，有助于改变混凝土特性，形成一种具有一定特殊功能的混凝土。

3 国内外混凝土外加剂的发展历程

起初，外加剂在国外应用较为常见，最早在前苏联投入使用，前苏联是研制外加剂的首个国家，从20世纪起外加剂才作为一种表面活性剂得到使用。在20 世纪40～50年代，外加剂技术水平得到显著提升，应用范围逐渐扩大。随后，日本在外加剂现有技术水平的基础上，专门改善了减水剂的基本性能，促使减水剂走进各个国家视野中，减水剂在各国的普遍认可中得到更好地应用。在60年代后，对外加剂的研究达到了鼎盛阶段，成为最具历史意义的外加剂发展阶段。在新中国成立后，外加剂开始走入我国，我国开始研发和应用外加剂，充分借鉴了国外外加剂研发技术，形成了各种类型的外加剂，并逐渐扩大了外加剂的使用范畴。现阶段，搭乘信息技术发展趋势，我国正在大力研发具有高科技水平的混凝土外加剂。

国外混凝土外加剂发展只供了解，重点应深入分析我国混凝土外加剂的发展态势。就国内混凝土外加剂发展历程来看，此行业的发展呈现出如下特点。本文以2017年国内不同类型外加剂的使用占比情况为例做出深入剖析，具体情况如图1所示。图1清晰展示了国内对混凝土外加剂使用的主要品类以及对各大品类使用的占比情况，通过图1可以看出国内对减水剂的使用占比较大，减水剂在外加剂中占有的市场份额较大，其中，对高性能和高效减水剂的使用占比高达百分之七十六点八六，此外，图1还明确给出了高效减水剂中各种减水剂品类的构成比例。

混凝土外加剂的发展离不开对混凝土的需求，换句话说，外加剂使用情况受混凝土产量的影响很大。图2中给出了2017年国内商品混凝土产量的占比情况，其中，江苏、浙江以及四川的商品混凝土产量排在全国前三名，前三者占比高达百分之二十八点三二。外加剂的应用范围较为局限，基本上都应用在混凝土行业，哪个地区的混凝土产量高，对外加剂的需求量自然会有所增加，可见，混凝土外加剂发展还呈现出一定的区域性特点。

图2 2017年国内商品混凝土产量占比的情况示意图

4 常用混凝土外加剂的品种及其固有特点

混凝土外加剂的类型越来越多样化，笔者依据不同类型外加剂的作用对市面上比较常见的外加剂进行了如下分类，一共分为五大类，具体分类详情如表1所示。

表1 混凝土外加剂类型及性能

如果单独就外加剂基本构成成本而言，其大致可分为以下三种类型。

其一，无机物外加剂，其成分主要有无机盐类、金属单质等。

其二，有机物外加剂，市面上比较常见的外加剂都属于此种类型，其包含的种类较为丰富，而且此类外加剂大部分都具有表面活性剂的特殊性。

其三，复合外加剂，此类型的外加剂由前面两种成分混合而成，并在性能方面有了很大的提升。

从上述表格中，我们可以看到外加剂的类型大致分为五种，每一种对应着不同的外加剂产品，每一种外加剂产品都具有自己独特的使用性能，本文将对应用较普遍的几种外加剂的功能做出翔实介绍。

第一，减水剂。此产品的作用在于有效较少水泥对用水量的需求，降低坍落度。

第二，引气剂。通常情况下，引气剂是在搅拌混凝土的过程中使用，促使混凝土产生比较细腻且均匀地微小气泡，以此改善泌水的不良情况。

第三，旱强剂。其突出作用主要体现在极大地提高了混凝土强度，尤其是增强了混凝土抵抗低温环境的能力，防止低温环境影响施工进度。

第四，防冻剂。在温度达到零下时，防冻剂可以确保混凝土正常使用，不影响初凝和终凝的效果。

第五，速凝剂，此产品可以加快混凝土的凝结速度。

第六，缓凝剂，有效增加凝结所需的时间，增强混凝土的可塑性。

5 混凝土外加剂的正确应用

5.1 选用原则

外加剂的使用极大地影响着混凝土的性能，如果外加剂选用出现问题，反而会对混凝土产生不良影响。因此，选用混凝土需要遵循一定的基本原则。

第一，以混凝土类别为主要参照，依据相关施工条件选用恰当的外加剂。例如，减水剂在具体应用上需要充分考虑实际情况，普通减水剂和高效减水剂具有各自特定的使用范畴，高效减水剂对混凝土品质的要求更高，需要应用在旱强、高强的混凝土中。防冻剂的使用要求也比较特殊，需要依据温度情况明确防冻剂的使用掺量。如果对防水有特殊要求，还需要适当选择使用一定的抗渗剂、防水剂。为了更好地控制浆体的流动速度，在用土泵或泵车运送混凝土的过程中，需要加入适量的泵送剂。不同的外加剂有各自的特殊功效，是不能相互代替使用的，否则非但达不到想要的效果，甚至还会出现消极情况。

第二，需要考虑外加剂生产商的技术工艺水平，确保外加剂的产品质量。与此同时，充分结合本企业自身的实际需求，如经济性能、使用便利性等，从而选用性价比较高的外加剂。一般来说，外加剂生产商对外加剂的处理有两种方式，一是将外加剂以水剂的形式直接送到混凝土搅拌站，这样更能够保障混凝土的品质和性能；二是将外加剂以粉剂的形式加以提供，这种形式的外加剂是无法直接用来使用的，需要搅拌站重新调制比例。

第三，不可忽视外加剂和水泥的适应性问题，如果选用添加剂不当，就会出现其与水泥不相容或融合度较低的问题。因此，在选用外加剂时，应事先进行相关实验，在明确外加剂应用性能的基础上再大面积铺开使用。

5.2 注意事项

除了上述较为基本的选用原则之外，还应特别注意以下几个方面：明确不同外加剂之间存在的细微区别，熟知各个产品的作用及优势；务必提高对外加剂和水泥适应性问题的重视程度，防止外加剂给混凝土带来的负面影响；注意外加剂的使用数量，外加剂的使用量不是随意添加的，添加过多过少都会对混凝土使用性能带来不好的负面作用，从而影响混凝土的使用。因此，添加剂的使用要以混凝土的总量为参照，采用科学的配比方式，而且要注意不同性能的混凝土所用的外加剂数量存在区别。

6 未来发展与展望

在混凝土外加剂得到广泛应用的同时，外加剂具有的功能越来越受到重视。首先，依据需求而言，现阶段，外加剂的种类较为繁杂，且质量水平不断提高，当下我国外加剂在混凝土中的应用占比较低，因此，可以在确保混凝土性能的基础上适当增加使用比例。

其次，外加剂对混凝土的影响较大，尤其是对其使用性能的影响。在建筑工程类型不断多样化的当下，建筑工程对混凝土的要求不断提高，随之对外加剂的品质及功能性的要求也越来越高。此外，具有特殊功能的混凝土越来越受到重用，混凝土特殊功能的形成离不开外加剂的有效应用，因此，应在外加剂原有功能的基础上进行新的研发。

最后，利用信息技术，加大对复合型外加剂的研发力度，尤其是深入挖掘其作用机理，在削减其副作用的基础上最大限度地发挥其具有的功能。外加剂技术的改善不仅需要在实际应用中积累经验，发现各种外加剂存在的使用不足，而且还要在技术理论层面不断做出探讨，以期为外加剂的应用提供可借鉴的理论基础。

7 结束语

对于建筑工程来说，混凝土的质量非常关键，为了确保混凝土质量，外加剂逐渐被应用于混凝土制作中，并取得了很好的应用成效。外加剂的应用极大地提高了混凝土的使用性能，已经成为混凝土制作过程中的重要材料。建筑工程对混凝土的质量要求逐渐提高，各种不同类型的外加剂被投入市场使用，但如何才能有效减小外加剂给混凝土带来的负面影响是值得深入探究的重要问题。