混凝土外加剂,你能想到的外加剂都在这里了

混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的用以改善混凝土性能的材料，其掺量一般不大于水泥用量的5%（重量比）。外加剂不包括在水泥生产过程中加入的大量混合材、调凝剂（如石膏）和助磨剂等。

尽管外加剂确实能够解决一些混凝土的问题并提高其性能，但并不是万能的灵丹妙药，如果不能正确使用，会给混凝土质量带来负面影响。

外加剂性能的有效发挥与下列因素有关：

1、水泥种类和品牌；

2、胶凝材料的用量；

3、拌合水用量；

4、骨料的粒型、级配、比率；

5、拌合时间；

6、塌落度；

7、混凝土的温度；

使用前进行试配是检测外加剂与其他材料兼容性的有效手段，同时还能观察混凝土在拌合过程中和硬化后性能的变化，从而确定外加剂选择是否正确，用量是否合理。

引气剂是能够在混凝土中引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂，可以有效改善混凝土抗冻融破坏能力，提高抗化冰盐侵蚀的能力。同时，还能改善新拌混凝土的和易性，减少或消除混凝土离析、泌水等现象的发生。

影响引气剂使用效果的因素有以下基本方面：

1. 引气剂掺量的影响：

引气剂的掺量应满足设计要求的混凝土含气量。掺量较少时混凝土的含气量太少，抗冻性、抗渗性和耐久性改善不大；掺量过多后混凝土中含气量太多会引起强度降低。

2. 引气剂品种的影响：

相同含气量条件下，气泡的分布对和易性、强度和耐久性有影响。优质的引气剂的气泡呈球形，气泡微小，直径多在0.02~0.2mm，气泡间距系数小于0.2mm。若气泡直径较大，则使用效果就差。

3. 水泥品种的影响：

在引气剂掺量相同的条件下，普通硅酸盐水泥混凝土中的含气量比矿渣水泥和火山灰水泥混凝土中的含气量高。

4. 骨料粒径和砂率的影响：

在引气剂掺量相同的条件下，随着骨料粒径增大和砂率的减少，混凝土的含气量减少。

5. 水和水灰比的影响：

拌合水的硬度增加，引气剂的引气量会降低；混凝土的含气量随水灰比的减小而降低。

6. 搅拌方式和搅拌时间的影响：

在引气剂掺量相同的条件下，人工搅拌比机械搅拌的含气量低。随搅拌时间的延长，混凝土含气量增大，但时间过长反而会引起混凝土含气量减少。故机械搅拌一般为3~5分钟。

7. 气温的影响：

混凝土的含气量，随着气温的升高而减少。当温度从10摄氏度增加到32摄氏度时，含气量将降低一半。

8. 振捣方式和时间的影响：

同一种混凝土，随着振捣频率的提高含气量降低；随振捣时间的延长，含气量也减少。

典型的减水剂通常能使拌合水用量降低5%到10%，如果不减少拌合水用量，能够提高混凝土拌合物的塌落度。但塌落度损失率通常并不会下降，快速的塌损可能会降低混凝土拌合物的和易性，减少可浇筑施工的时间。

由于减水剂能够降低拌合物的水灰比，因此可以提高混凝土的强度。在水泥用量、含气量和塌落度相同的条件下，加减水剂的混凝土28天强度能够提高10%到25%。

尽管减水剂能减少拌合水用量，但有可能增加混凝土的干缩率。不过，与其他因素相比，因减水剂而导致混凝土干缩开裂的可能性较小。

通过使用减水剂而减少拌合物中水泥和水的用量，尽管保持水灰比不变，混凝土的强度也有可能降低，塌损也可能会加大。

不同种类的减水剂对混凝土泌水的影响不同，有些可以增加泌水，有些会减少泌水。

有些减水剂具有缓凝的功能，而有些具有速凝的功能。木质素类减水剂能使混凝土的含气量提高1%到2%。掺有减水剂的混凝土保气性都比较好。

减水剂对混凝土的有效性与其化学成分、混凝土温度、水泥成分和细度、水泥用量、是否使用其他外加剂等因素有关。

注意几点

1、加强管理及生产控制水平和原材料进场把关环节；

2、深入了解原材料特性，选择稳定性较好的原材料；

3、结合原材料特性选用较为合适的聚羧酸母料及小料，优先选择分散性较弱的聚羧酸母液，提高混凝土抗离析性能，降低对原材料和生产用水波动的敏感性；

4、控制混凝土外加剂的饱和掺量点；

5、选择适合自己生产控制的外加剂减水率和配方用水，不要一味追求过低的配方用水和过高的外加剂减水率；

6、合理使用引气剂，不要一味追求和易性和可泵性或减水率而增加引气剂的使用量，或使用稳泡性及分散性和分部不均匀的引气剂。

缓凝剂的品种很多，主要可以分为以下五类：

1、缓凝剂：能延长混凝土凝结时间的外加剂；

2、缓凝减水剂：兼有缓凝和减水功能的外加剂；

3、缓凝高效减水剂：兼有缓凝和显著减水功能的外加剂；

4、缓凝引气减水剂：兼有缓凝、引气和减水功能的外加剂；

5、缓凝引气高效减水剂：兼有缓凝、引气和显著减水功能的外加剂。

对缓凝剂、缓凝减水剂和缓凝高效减水剂，目前已制定了产品质量标准。缓凝引气减水剂、缓凝引气高效减水剂国内外均处在发展阶段，尚无标准。

可作缓凝剂的物质主要有以下几类：

1、羟基羧酸类物质：如酒石酸C（2，3-二羟基丁二酸）及其盐、柠檬酸（2-羟基丙烷-1,2,3-三羟酸）及其盐、葡萄糖酸及其盐、水杨酸（邻羟基苯甲酸）等。

2、多羟基碳水化合物：糖类及其衍生物，糖蜜及其改性物等。

3、木质素磺酸盐类：如木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁等。

4、腐殖酸类减水剂。

5、无机化合物：如氧化锌、氯化锌、磷酸及其盐、硼酸及其盐等。

国内应用较多的缓凝外加剂是糖蜜减水剂、木质素磺酸钙减水剂等，缓凝高效减水剂的应用，特别在大坝混凝土中的应用正在扩大。

上世纪80年代后期出现的混凝土水化控制剂是一种新型的外加剂，它实际上是一种高效缓凝剂，能够使水泥的水化反应延迟几个小时甚至几天的时间。

这种外加剂是基于羧基酸和有机磷酸盐类材料，由两部分组成，第一个组分是水泥的稳定剂或缓凝剂，能够使水泥材料停止水化反应；第二个组分是激活剂，能够使处于稳定的、暂停水化反应的水泥材料恢复正常水化能力。

稳定剂可以使水泥的水化暂停，在混凝土浇筑前加入激活剂，就可以恢复正常的水化能力。这就使混凝土长途运输成为可能，在运输过程中加入稳定剂，使水泥暂停水化反应；到达目的地后，再加入激活剂，使水泥的水化能力恢复，混凝土就可以正常使用。

在大部分工程应用中，主要是选用常规的混凝土缓凝剂来延长混凝土的固化时间。但在某些特殊工程中，水化控制剂是首选材料。与常规缓凝剂比较，水化控制剂对混凝土中水泥的水化反应的控制能力更强，这是水化控制剂的主要优势。

如果大剂量使用常规缓凝剂，可能使混凝土的固化时间大大延迟，使混凝土强度的发展非常缓慢甚至停止。而水化控制剂则不同，它既可以大大延迟混凝土的固化时间，又可以避免不可预见的副作用对混凝土产生不良影响，同时也不会导致混凝土出现假凝。

氯化钙是最常用的速凝剂，特别是在素混凝土中。但它有很多的副作用，包括增大混凝土的干缩、会引起钢筋锈蚀、使混凝土表面变色等。

需要注意的是，氯化钙不是抗冻剂，对混凝土没有防冻作用。

在使用时，氯化钙应该以溶液的形式加入拌合水中，以达到良好的使用效果。如果以干粉状形式添加，在拌合过程中，干粉颗粒很难全部溶解，聚集成块的氯化钙会使混凝土表面出现深色的斑点，并可能导致混凝土表面出现鳞片状剥落。

过量使用氯化钙会给混凝土带来负面影响，包括快速丧失塑性，干缩增大，钢筋锈蚀，远期强度下降等问题。

下列工程中要避免使用氯化钙或含有可溶性氯化物的外加剂：

1、预应力混凝土，因为氯离子会导致钢绞线锈蚀。

2、混凝土中预埋铝构件，特别是当铝构件与钢筋连接且环境潮湿时，这种情况下，氯离子会使铝构件严重锈蚀。

3、混凝土所用的骨料有可能发生有害反应时，不能使用含氯化物的外加剂，氯离子会使骨料的有害反应加剧。

4、混凝土与含有硫化物土壤或水接触的环境下，不能使用含氯化物外加剂。

5、表面要进行金属硬化处理的地面。

6、大体积混凝土。

现在市场上有很多不含氯离子、没有锈蚀性的速凝剂，但效果都不如氯化钙好。

混凝土中的钢筋在碱性环境下，表面会形成氧化铁和氧化亚铁钝化膜，这些钝化膜在碱性环境下是稳定的，保护钢筋不生锈。但如果有氯离子存在，它们会与氯离子发生反应形成新的复合物并从钢筋表面脱离，导致钢筋锈蚀。在反应过程中，氯离子并不会被消耗，而是长期存在于混凝土中，持续对钢筋造成破坏。锈蚀抑制剂的作用就是阻止此类反应的发生。

锈蚀抑制剂主要包括：亚硝酸钙、亚硝酸钠、二甲乙醇胺、有机胺、磷酸盐、酯胺等。

锈蚀抑制剂分阳极锈蚀抑制剂和阴极锈蚀抑制剂。

阳极锈蚀抑制剂主要是亚硝酸盐类产品，它们可以强化和稳定钢筋表面的钝化膜，阻止其与氯离子发生反应，防止氯离子穿透钝化膜直接与钢筋接触。

阳极锈蚀抑制剂的用量与混凝土中氯离子含量有关，氯离子含量越高，用量应该相应增加，才能达到阻止锈蚀的目的。

阴极锈蚀抑制剂与钢筋表面发生反应降低氧含量，从而达到降低钢筋锈蚀速度的目的，因为锈蚀反应是一个需氧反应，氧含量不足，锈蚀速度自然降低直至停止。

混凝土收缩是混凝土在浇筑及硬化后产生体积缩小的现象，如果收缩过大，收缩应力会使混凝土产生开裂。裂缝不但会降低结构强度，还会为空气和水进入混凝土提供一个通道，降低混凝土的耐久性。

上世纪80年代出现了一种能降低混凝土收缩的外加剂，称为减缩剂。它从混凝土毛细孔内的微观结构上降低水的表面张力，减少水分蒸发过程的收缩力，从而降低混凝土的收缩，达到减少混凝土开裂的目的。

减缩剂主要是丙二醇、聚乙二醇烷基类材料。

当混凝土减缩剂的掺量为1%--3%时，混凝土或砂浆的干缩可以减少30%--40%。减缩剂不仅能减少干缩，而且还能大幅度减少混凝土早期的自收缩和塑性收缩。减缩的幅度在初期可达到70%甚至更大，随着龄期的延长，减缩率逐渐降低，在28天时减缩率在30%--40%范围内，某些环境下可以达到60%。

本文转自（微信公众号：砼学研究所）

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