混凝土外加劑的特點是品種多、慘量小，而在混凝土改性中起到重要作用，因此它的質(zhì)量控制、應(yīng)用技術(shù)、品種選擇較之其他工程材料更為重要。
已制定有國家標準或行業(yè)標準的十四中化學(xué)外加劑：
普通減水劑、引氣劑、引氣減水劑、高效減水劑、防凍劑、膨脹劑、緩凝高效減水劑、防水劑、泵送劑、早強劑、緩凝減水劑、早強減水劑、速凝劑。
混凝土外加劑的生產(chǎn)，是因為混凝土必性的需要，混凝土外加劑的發(fā)展史；是和混凝土的發(fā)展史息息相關(guān)的。在某種程度上講，混凝土外加劑在追求自身發(fā)展的過程中，同時也推動了混凝土技術(shù)的發(fā)展。一般國際上公認的混凝土第三次技術(shù)革命—高強混凝土的誕生，其技術(shù)依托重心乃是高效減水劑的重大突破。世界上最早出現(xiàn)的混凝土外加劑應(yīng)推1898年的疏水劑和塑化劑，但到1910年才成為工業(yè)產(chǎn)品。而較大規(guī)模的發(fā)展始于十九世紀三十年代，當(dāng)時美國以松香樹脂為原料，首先研制出一種AE引氣劑，由于解決了公路路面的抗凍問題曾風(fēng)行一時。到了十九世紀三十年代國外又研制出了以紙漿廢液為主要材料的M系減水劑，這咱外加劑在很大程度上改善了混凝土的可塑性，被譽主現(xiàn)代混凝土減水劑的開始。十九世紀六十年代，日本和聯(lián)邦德國先后推出了萘磺酸鹽和三聚氯胺高效減水劑，從此外加劑對混凝土的改性技術(shù)進入了劃時期。迄今為此，為滿足高強度、大流態(tài)、保塑好的新型混凝土配制需要，多種被稱為高性能減水劑的產(chǎn)品已逐漸露出頭角。如羥基羧酸鹽復(fù)合性高性能減水劑、高效保塌減水劑、高分子保塌減水劑，這些新型減水劑一般減水率都大于20%，且具有良好的保塑作用。但究其本質(zhì)，主體材料仍為萘磺酸鹽或三聚氯胺樹脂。
我國的混凝土處加劑起步較晚，1950年華北窯業(yè)公司研究所制出我國第一個外加劑產(chǎn)品，即長城牌引氣劑。該產(chǎn)品首次應(yīng)用于天津飛機場跑道，使混凝土抗凍性、耐蝕性均有所提高，并在武漢長江大橋和其它水利工程中得以應(yīng)用。在以后的二十多年中，我國的外加劑發(fā)展仍十分緩慢，除了別單位采用紙漿廢液生產(chǎn)低品位的塑化劑，絕大部分工程都不使用減水劑，即是冬季施工防凍劑也都是以氯鹽為主體材料的。直到1973年，受國際建筑技術(shù)和混凝土新型工藝的影響，在我國才推動了高效減水劑的研制和生產(chǎn)。由于染料工業(yè)中的擴散劑被成功的移植到混凝土減水劑行列，從此牽動了以煤焦尚未中各餾分，尤其是以萘及其同系物為主要原料所生產(chǎn)的減水劑獲得迅速發(fā)展。1974—1976年國家建材院研制了以甲基萘、萘殘油為主要原料的MF和建1兩種高效減水劑。清華大學(xué)研制了以萘為原料的NF高效減水劑、天津建材所研制了UNF、武漢冶金建研制了FDN，鑒于萘原料的缺乏，建材院研制了以蒽油為原料的AF減水劑。交航二局研制了以古馬隆樹脂為原料的CRS，于此同時，普通減水劑也獲得了長足的發(fā)展。1975年吉林開山屯化纖廠研制了木質(zhì)素磺酸鈣，廣東造約廠也制成了同類產(chǎn)品。普通減水劑和高效減水劑的廣泛生產(chǎn)，使復(fù)合外加劑相運而生。針對改變混凝土性能而言，復(fù)合外加劑具有更廣闊的市場背景。各類工程所不同的技術(shù)要求，使復(fù)合生產(chǎn)廠家大有文章可作。具不完全統(tǒng)計，1973—1987年這十四年間，我國的外加劑廠已從廖廖無幾發(fā)展到150多家，其中80%以上屬復(fù)合廠家。而外加劑品種也從廖廖無幾發(fā)展到16咱300多品牌，這標志著我國外加劑行業(yè)已初具規(guī)措并趨于成熟。為了更加強化技術(shù)管理和規(guī)范市場，1987年我國首次頒布了自己的《混凝土外加劑標準》（GB8076—87）；同時頒布的還有《混凝土外加劑的分類，命定和定義》（GB8075—87）；《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》（GB8077—87）。這三個標準分別對混凝土外加劑從種類區(qū)分，技術(shù)指標和檢驗方法上作出了具體規(guī)定：現(xiàn)在GB8076—87已被GB8076—97代替。在以后的若干年里，我國又陸續(xù)頒布了《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GBJ119—88）；《混凝土防凍劑標準》（JC472—92）；《混凝土泵送劑標準》（JC473—92）；《混凝土膨脹劑》（JC476—98）等系列外加劑標準。
混凝土外加劑分類
按（GB8075—87）分類，混凝土外加劑按其主要功能可分為四類：
1． 改善混凝土拌合物流變性能的外加劑 ：包括各種減水劉、引氣劑和泵送劑等。
2． 調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間，硬化性能的外加劑：包括緩凝劑、早強劑、速凝劑等。
3． 改善混凝土耐久性的外加劑：包括引氣劑、防水劑、和阻銹劑等。
4． 改善混凝土其它性能外加劑：包括引氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送
劑等。
按（GB8075—87）外加劑的命名和定義，外加劑可分為16個名稱，其各自定義如下：
1． 普通減水劑：在混凝土塌落度基本相同條件下，能減少拌合用水量的外加劑；
2． 早強劑：加速混凝土早期強度發(fā)展的外加劑；
3． 緩凝劑：延長混凝土凝結(jié)時間的外加劑；
4． 引氣劑：在攪拌混凝土過程能引入大量均勻分布，穩(wěn)定而封閉的的微小氣泡的外加劑；
5． 高效減水劑：在混凝土塌落基本相同條件下，能大幅度減少拌合物用水量的外加劑；
6． 早強減水劑：兼有早強和減水功能的減水劑；
7． 緩凝減水劑：兼有緩凝和減水功能的減水劑；
8． 引氣減水劑：兼有引氣和減水功能的外加劑；
9． 防水劑：能降低混凝土在靜水壓力下的透水性的外加劑；
10． 阻銹劑：能抑制或減輕混凝土中鋼筋或其它預(yù)埋金屬銹蝕的外加劑；
11． 加氣劑：混凝土制備過程中因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出氣體，能使混凝土形成大量氣孔的外
加劑；
12． 膨脹劑：能使混凝土體積產(chǎn)生一定膨脹的外加劑；
13． 防凍劑：能使混凝土在負溫下硬化，并在規(guī)定時間內(nèi)達到足夠防凍強度的外加劑；
14． 著色劑：能制備具有穩(wěn)定色彩混凝土的外加劑；
15． 速凝劑：能使混凝土迅速硬化的外加劑；
16． 泵送劑：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑
混凝土外加劑的使用
在混凝土、砂漿和凈漿的制備過程中，摻入少量的（不超水泥用量的5％）能對混凝土、砂漿或凈漿改變性能的一種產(chǎn)品，稱為混凝土外加劑。
在混凝土中加入適量的外加劑，能提高混凝土質(zhì)量，改善混凝土性能，減少混凝土用水量，節(jié)約水泥，降低成本，加快施工進度。隨著技術(shù)的進步，外加劑已成為除水泥、粗細骨料、摻合料和水以外的第5種必備材料，摻外加劑是混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計和提高混凝土耐久性的一項重要措施。因此新修訂的《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144－2001）強調(diào)，水工混凝土中必須摻加適量的外加劑。
1 外加劑的分類
混凝土外加劑按其主要功能可分為以下4類：
（1）改善混凝土拌和物流變性能的外加劑。包括普通減水劑和高效減水劑、引氣劑和泵送劑等。
（2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。
（3）改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。
（4）改善混凝土其他性能的外加劑。包括膨脹劑、防凍劑、著色劑等。
水工混凝土常用的外加劑種類主要有減水劑、緩凝劑、引氣劑以及各種復(fù)合性的外加劑，如緩凝減水劑或緩凝高效減水劑、早強減水劑、引氣減水劑，根據(jù)特殊需要，也摻用其它種類的外加劑，如泵送劑、防水劑、防凍劑等等。GB8076－1997《混凝土外加劑》、DL/T5100－1999《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程》等國家和行業(yè)標準對這些外加劑的性能指標和技術(shù)規(guī)程都有嚴格要求，可根據(jù)混凝土的不同需要進行選用。
2 減水劑
減水劑又稱塑化劑或分散劑。拌和混凝土?xí)r加入適量的減水劑，可使水泥顆粒分散均勻，同時將水泥顆粒包裹的水份釋放出來，從而能明顯減少混凝土用水量。
減水劑的作用是在保持混凝土配合比不變的情況下，改善其工作性；或在保持工作性不變的情況下減少用水 量，提高混凝土強度；或在保持強度不變時減少水泥用量，節(jié)約水泥，降低成本。同時，加入減水劑后混凝土更為均勻密實，改善一系列物理化學(xué)性能，如抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性等，提高了混凝土的耐久性。
以往水工混凝土使用的減水劑一般是紙漿廢液、木鈣、糖蜜一類的普通減水劑，減水率不高，一般為5％～10％。隨著對水工混凝土質(zhì)量要求的提高，對減水劑的質(zhì)量要求也越來越高。二灘、三峽等大型水電工程大量應(yīng)用的萘系高效減水劑，減水率高達20%～30％，主要用來配制高強度和高流態(tài)混凝土或是需大幅度減少用水量的混凝土。高效減水劑對提高水泥使用效率具有明顯效果，可節(jié)省水泥用量20％左右。三峽工程花崗巖人工骨料混凝土使用普通減水劑時，用水量高達110 kg/m3左右，采用了優(yōu)選的ZB－1A高效減水劑，并和DH9引氣劑、Ⅰ級粉煤灰聯(lián)摻后，用水量降至85 kg/m3左右，達到了國內(nèi)外先進水平。三峽工程還使用了減水率更高的丙烯酸類高效減水劑X404，減水率在30％以上，但這類減水劑的價格昂貴，主要用在高強度混凝土部位。
3 緩凝劑
緩凝劑能延緩混凝土凝結(jié)硬化時間，便于施工；能使混凝土漿體水化速度減慢，延長水化放熱過程，有利于大體積混凝土溫度控制。緩凝劑會對混凝土1～3 d早期強度有所降低，但對后期強度的正常發(fā)展并無影響。
一般緩凝劑可使混凝土的初凝時間延長1～4 h，但這對高溫情況下大倉面混凝土施工是不夠的。為了滿足高溫地區(qū)和高溫季節(jié)大體積混凝土施工需要，國家“八五”科技攻關(guān)項目研究出了高溫緩凝劑，這種緩凝劑能在氣溫為（35＋2）℃、相對濕度為（60＋5）％的條件下混凝土初凝時間為6～8 h。目前在三峽等工程中大量使用的緩凝高效減水劑，通過適當(dāng)增加摻量，都可使混凝土初凝時間達到6～8 h以上，滿足了35℃左右高溫季節(jié)大倉面混凝土施工需要。
4 引氣劑
引氣劑是一種表面活性物質(zhì)，是混凝土常用的外加劑之一，它能使混凝土在攪拌過程中從大氣中引入大量均勻封閉的小氣泡，使混凝土中含有一定量的空氣。好的引氣劑能引入混凝土中的氣泡達10億個之多，孔徑多為0.05～0.2 mm，一般為不連續(xù)的封閉球形，分布均勻，穩(wěn)定性好，這樣能顯著提高混凝土的抗凍性、耐久性（三峽工程內(nèi)部混凝土抗凍融循環(huán)次數(shù)達150次以上，外部混凝土達300次以上）；同時還能改善混凝土和易性，特別是在人工骨料或天然砂顆粒較粗、級配較差以及在貧水泥混凝土中使用效果更好；改善混凝土的泌水和離析；減少混凝土滲透性，提高混凝土抗侵蝕能力。
引氣劑的摻量一般在水泥重量的萬分之0.3～2的范圍內(nèi)，由于摻量小，因此要稱量準確，拌和均勻。另外，影響引氣量的因素很多，如水灰比、水泥用量、砂率、集料、振搗方式、攪拌時間、坍塌度、成型溫度等，都需嚴格規(guī)范操作，否則就達不到應(yīng)有效果。
5 復(fù)合外加劑
復(fù)合外加劑是具有兩種以上主要功能的外加劑，如緩凝減水劑同時具有緩凝和減水功能，引氣減水劑同時具有引氣和減水功能。
許多水電工程，特別是三峽工程，將兩種外加劑復(fù)合使用，如緩凝高效減水劑和引氣劑復(fù)合，同時具有高效減水、引氣、緩凝作用，取得了很好的效果，既滿足了大倉面澆筑混凝土緩凝的要求，又達到了減水和提高耐久性的目的。
6 外加劑的選用原則
一個工程使用什么樣的外加劑應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計和施工技術(shù)要求在工程開工之前進行認真優(yōu)選，并根據(jù)原材料進行嚴格的適應(yīng)性試驗論證確定。三峽工程在開工初期曾對全國近30個外加劑正規(guī)廠家生產(chǎn)的30多個品種按國家標準進行了初選試驗，在此基礎(chǔ)上，對初選出來的幾個品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品，由3個具有資質(zhì)的試驗單位，結(jié)合三峽工程的原材料進行了全面的混凝土適應(yīng)性試驗，經(jīng)過充分論證和嚴格評審，最終優(yōu)選出了2～3個品質(zhì)優(yōu)選的、適合三峽工程實際情況的外加劑品種，滿足了大倉面、高強度混凝土施工需要，提高了混凝土的各種性能，取得了良好的經(jīng)濟效益。
為了方便管理，一個大中型工程優(yōu)選出1～2種同類外加劑為宜（包括備用在內(nèi)），一般情況下，在工程施工中不要隨便更換外加劑品種。
相對于其他原材料而言，外加劑摻量雖然較少，但對混凝土質(zhì)量至關(guān)重要，因此其摻量經(jīng)試驗論證確定之后，應(yīng)嚴格控制，外加劑質(zhì)量及其穩(wěn)定性應(yīng)按相關(guān)標準在出廠和使用過程中進行嚴格檢驗，外加劑的運輸和儲存也要按相關(guān)標準規(guī)定嚴格執(zhí)行。
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