混凝土基础知识简介

1、一、混凝土的发展过程在所有现代建筑材料中，可以说砼是最古老、用量最大、用途最广的材料之一。无论是超高层的摩天大楼，或是深层的地下建筑；从陆地到江河、海洋，从几千度的高温工程到零下170度低温工程，从几千万立方的大坝到几克的特种材料都有混凝土的应用。随着科学技术的不断发展和混凝土在性能及制造工艺方面诸多优点，混凝土不仅被广泛应用于工业与民用建筑，还大量用于铁路、公路、桥梁、隧道及各种水下、海洋及其它特殊工程，成为现代土木工程不可缺少的工程材料。各国专家都预计在新的世纪及以后更远的年代，混凝土都仍然是各种工程的主要建筑材料，并将沿着轻质、高强、多功能方面发展。在本世纪里，混凝土用量将更大，也有人预

2、测全世界混凝土每年的消耗量将达到150170亿吨。 其实，在几千年前，我国人民就开始用砂、土、石灰和石子建造了闻名于世的万里长城。罗马人在很早也曾使用石灰、砂土和石子配制成砼，建造了万神庙、斗兽场的巨大墙体，这些都是石灰类砼。它的强度一般都不高。直到1824年波特兰水泥的出现，使混凝土的强度及其它性能有了很大程度的提高，因而使混凝土的应用有了飞跃性的发展。1850年法国人朗波发明用钢筋加强混凝土，并首次制成钢筋混凝土船，由于钢筋混凝土克服了素混凝土抗拉强度低的缺点，因而它的出现使混凝土的应用又出现新的飞跃。从此，混凝土在现代工程中的应用日益扩大。在1913年在美国首先发明用回转窑烧制页岩陶粒轻

3、集料，较好的解决混凝土自重大的缺点，使砼向轻质发展迈出可喜的一步。目前使用的有些轻质混凝土每个立方仅有五、六百公斤，比水还轻。到了1928年法国人佛列西涅发明了预应力钢筋混凝土施工工艺，又为进一步提高的抗拉强度和抗裂性能，在钢筋混凝土在大跨度桥梁及高层建筑等现代化土木工程中的应用开辟了一条新的途径，因而被誉为混凝土发展史上的第三次飞跃。到了1960年前后各种混凝土外加剂不断涌现，特别是减水剂、塑化剂大量应用，相继出现了泵送混凝土、高强混凝土等新品种，到上个世纪90年代在一些国家又开始推出一种高性能混凝土。二、砼的组成平常我们所说的混凝土，一般是指以水泥为胶结料配制而成的一种复合材料，即水泥、水

4、及砂、石、另外有时会掺入适当的掺合料（如粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣、沸石粉等）和外加剂配制而成的复合材料。在这类混凝土中水泥与水起胶凝料作用，砂、石集料起骨架填充作用。水泥与水反应后形成坚固的水泥石，将砂、石料颗粒牢固地粘结成整体，对混凝土的性能起决定性的作用，但由于集料占据混凝土中的大部分体积（大约占砼总体积的70%左右），因此，集料的质量对水泥混凝土的性能也有很大的影响。 三、普通混凝土的定义普通混凝土：是指由水泥、粗细集料加水拌和经水化硬化而成的一种人造石。和易性：是指混凝土拌和物易于操作施工（拌和、运输、浇灌、捣实），并能获得质量均匀、成型密实的性能。包括：流动性、粘聚性、保水性。流动

5、性：上指混凝土拌和物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并能均匀密实地填满模板的性能。粘聚性：是指混凝土拌和物在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的现象。保水性：是指混凝土拌和物在施工过程中，具有一定保水能力，不致产生严重的泌水现象。（一）和易性测定1、坍落度测定坍落度：混凝土自重将会产生坍落现象，由坍落度筒顶到坍落的拌和物顶部的距离称为坍落度。坍落度愈大表示拌和物的流动性愈大。2、维勃稠度对于干硬性混凝土拌和物（坍落度值小于10mm）采用维勃稠度仪测定。（二）影响拌和物和易性的主要因素1、水泥浆的数量；2、水泥浆的稠度；3、砂率；4、水泥品种和集料性质；5、

6、外加剂；6、时间和温度。四、混凝土的特点混凝土作为一种被广泛使用的建筑材料，它与其它材料相比具有许多优点，归纳起来有以下几个方面：1.可根据不同工程的要求，只要选用好的原材料和适宜的配合比很容易配制各种不同性能的混凝土；2.混凝土拌合物在凝结前具有良好的可塑性，可以利用各种形式的模板浇制成各种形状和尺寸的构件或结构物；3.混凝土拌合物硬化后抗压强度高，与钢筋又具有良好的粘结力，能制作钢筋混凝土结构和构件；4.混凝土的耐久性良好，能满足一般承重结构材料的要求；5.其组成材料中的砂石水等地方材料约占80%以上，它们所需成本较低，因此混凝土同其它材料相比，价格较低，容易就地取材；6.施工、制造工艺比

7、较简单，不需要特别熟练的操作工；7.它的抗压强度比较高，耐久性，耐火性比较好，结构件建成后的维修费用低。正是由于砼有这些优点，混凝土才被广泛应用在各种建筑工程中。但普通混凝土尚有些不足需采取特殊材料给予改性，大家都知道混凝土的抗拉、抗折强度都很低，是一种脆性材料，这就需要发展钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土、钢纤维混凝土、玻纤维混凝土来弥补这个缺点。其次就是混凝土具有干缩湿胀的特点，容易产生收缩裂缝，因此，需要研究补偿收缩性混凝土、膨胀混凝土、自应力混凝土、纤维增强及掺用降低收缩的外加剂等，以改善它的抗裂性。另外，混凝土的自重较大，这对于重力坝和海洋结构物是一个优点，对于结构混凝土则是一个缺点。需

8、要采用轻集料等措施来减轻它的重量。由于混凝土需要一定的硬化时间，所以施工工期较长，采用快硬、早强水泥和其它措施可以加速混凝土的硬化加快施工进度。 五、海螺牌水泥的混凝土配比简介p.52.5r水泥配制常见等级普通砼参考配合比砼等级水泥水细骨料粗骨料c35每立方砼材料量(kg)327190675120050kg水泥对应材料量5029103183混凝土配合比10.582.063.67c40每立方砼材料量(kg)355185630122050kg水泥对应材料量502688172混凝土配合比10.521.773.44c45每立方砼材料量(kg)395185600122050kg水泥对应材料量5023.5

9、76155混凝土配合比10.471.523.09c50每立方砼材料量(kg)430185580123050kg水泥对应材料量5021.567.5143混凝土配合比10.431.352.86c60每立方砼材料量(kg)486180530124050kg水泥对应材料量5018.554.5128混凝土配合比10.371.092.55备注：以上所介绍的参考配合比所用砂石骨料技术指标必须能满足相应标准规范要求，所用材料用量均为饱和面干状态时用量，在实际施工时必须扣除骨料中水分，同时，骨料密度不同，颗粒级配、形状及粒径不同均要相应调整砂石用量，另外，混凝土和易性要求不同、是否掺入掺合料或外加剂等，混凝土配

10、合比都要作相应改变，最后该品种水泥只要配比适当可配制强度更高、性能更优的高强高性能混凝土。六、混凝土外加剂的历史与发展 1、历史回顾混凝土外加剂作为产品在混凝土中应用的历史大约有60-70年。但追溯到古代，其实人类早已知道在建筑用胶凝材料中使用一些添加剂。有学者考证在罗马斗兽场建筑中已知道了在火山灰等凝胶材料中使用一些牛血、牛油、牛奶来改善使用性能。而我国古代有史料记载在秦始皇修建万里长城时，也曾以粘土、石灰等作为凝胶材料，糯米汁、猪血、豆腐汁等用以增加其粘力，这也算是外加剂吧。可查证的资料也记载在1885年欧洲人已经知道在混凝土中掺入硬化调节剂；如石灰、石膏。而19世纪末使用氯化钙曾风靡一时

11、，至今也还在使用。到1895年已经用增水剂和塑化剂，掺入道路铺设的混凝土中，有效地改善了混凝土的耐用久性。正式的工业产品始见于1910年，到30年代在美国开发北美洲时，混凝土路面由于严寒气候的除冰而很快受到破坏，为提高路面混凝土质量而使用了“文沙树脂”来提高混凝土的耐久性。真正的科研产品当算1935年美国master builder的e.w.scxiptrt研究制造成功的以纸浆废液中木质磺酸盐为主要成分的“普浊里”减水剂（pozzolitn）。于1937年美国颁布了历史上第一个减水剂的专利。1954年制定了第一批混凝土外加剂检验标准。我国正式使用混凝土外加剂是20世纪50年代，当时由前苏联专家

12、将松香皂化物引气剂引入国内。在天津塘沽新洪、武汉长江大桥及佛子岭水库应用，取得了一定的效果。以后又使用过以亚硫酸盐法造纸的纸浆废液、制糖工业废蜜为原料的混凝土塑化剂，同时氯化钙、氯化钠、三乙酸胺等早强剂使用也很多。随后由于有些工程使用不当曾出现过工程质量问题，再加上众所周知的原因，直到70年代初中国混凝土外加剂还未形成正式产品。2、国外混凝土的发展概况国外混凝土外加剂技术也是在最近的4050年代才迅速地发展起来的。20世纪50年代还只有普通减水剂，当时主要是美国的“普浊里”，后来日本引进了“普浊里”并加以改进和发展，使“普浊里”得到了广泛应用。40年代中期开发出了羟基羧酸盐类减水剂。前苏联是外

13、加剂研究和使用较早的国家，从20世纪30年代起就开始在混凝土中应用表面活性剂的实验，中国的木质磺酸盐减水剂即是从前苏联的亚硫酸盐纸浆废液减水剂“ccb”引进的。由于前苏联地处寒冷地区，他们在早强剂，尤其是防冻剂的研究应用上，都处于领先地位，研制应用已有40多年历史。例如1985年前苏联使用了35万吨外加剂，其中早强防冻剂即占24万吨。所使用的品种也多，有无机盐也有有机物。主要品种有氯化钠、氯化钙、碳酸钾、亚硝酸钠、尿素、亚硝酸钙以及这些盐类的复合物。并对早强防冻剂的工程应用做了详细的规定（应用规范）。进入了20世纪60年代以后是混凝土外加剂发展最具历史意义的时期。当时由于要求混凝土具有更高的强

14、度和更大的流动度，而普通减水剂如木质磺酸盐及文沙树脂等引气剂已不能满足要求。于是1962年日本花王石碱公司的服部健一首先研制成功了萘系减水剂，即麦地高效减水剂。其后1964年前西德又研制成功了以磺化三聚氰胺甲醛树脂为主要万分的另一类高效减水剂“melment”（梅尔门特）。这类减水剂减水 15%以上，并且不引气，适于配制高强大流动度混凝土，很快得到各国的公认。这种减水剂在美国叫做high-ragewater-redncing agent(高度减水)，英国、澳大利亚、加拿大等国称为superplasticizer（超塑化剂）和fluifier（流化剂），德国使用了superverflussiga

15、r（超流化剂）或fliessmittel（流化剂）等名称）。这两面种减水剂在国际超塑化剂会议上得到过金质奖章。随后前苏联建工部托拉斯伏尔加河岸地区建设总局又制造出一种新超塑化剂“anuaccah”，由含硫酸盐的丙烯酸盐废料加工而成。这种塑化剂能够生产复杂结构的密筋构件，与未掺塑化剂的混凝土相比，能够用较低标号的水泥获得高强混凝土；新拌混凝土可以作长短距离运输。在混凝土中掺入0.75%超塑化剂，保证拌合物不分层，能把振动时间缩短1/2-1/3或者不用振动；混凝土拌合物的流动度可提高5倍，而不降低强度；抗渗性可提高2-3个标号；减少拌合用水量，保证拌合物和易性，混凝土强度可提高1-2个等级；能缩短

16、蒸汽养护时间2-3h，其混凝土的抗冻性指标比未掺的提高40%；可提高构件生产率40%-50%,水泥用量减少10%-20%。1985年开始大量用于构件生产。自从高效减水剂问世，使混凝土技术得到了飞速的发展，新的施工工艺和工法不断出现，大大地扩展了混凝土的使用范围。19世纪法国出现钢筋混凝土，实现了混凝土技术的第一次飞跃，1928年法国e.freyssint 发明的预应力混凝土技术，实现了混凝土技术的第二次飞跃，这第三次飞跃就是各种高性能减水剂的问世。为满足混凝土多种性能的要求，国外还大力发展及兼有多种性能的复合多功能外加剂以及特殊性能的外加剂。复合减水剂国外应用量最大的当数引气减水剂（ae剂），

17、它不仅可以改善工艺、节省水泥，同时可以提高混凝土的耐久性。如日本应用最广，几乎100%混凝土中都要加入引气剂。复合多功能减水剂还有乌克兰研制的一种利用廉价工业副产品生产的c ，其主要成分为甲酸钠、糖浆、聚乙醇等。它是一种浓度为40%-50%的水溶液，能明显地加速混凝土的硬化过程并能够使水泥具有微孔结构。提高混凝土的密实度、抗冻性和耐蚀性。掺入 c，可使拌合物流动度从2-3cm提高到18-20cm，或者是流动度不变而混凝土强度提高30%-50%，或者节约水泥10%-20%。 c 的掺量仅为水泥质量的0.6%-0.8%。用于制造蒸养混凝土时，能缩短养护时间3h。这种外加剂大量用于制造水工构件和混凝

18、土，如河渠的护面板。其他如日本、瑞典等国研制出了超缓凝剂，它可以调整掺量来控制混凝土的凝结时间在24h甚至72h，而对混凝土强度等无不利影响。如日本上智大学图书馆建过程中采用了逆作法施工，在混凝土中掺入超缓凝剂，可在较长时间内保持工作度，有足够时间安放结构柱，通过定位器可以保证结构柱的插放精度在1/1000以内,解决了以往逆作法施工的安全和效率问题。 膨胀剂是一类掺量较大的外加剂。在20世纪60年代中期首先由日本开发应用，日本的河野俊夫研制成功了石灰系膨胀剂。膨胀剂和膨胀水泥都有可以配制成补偿收缩混凝土和自应力混凝土，日本首创的混凝土膨胀剂，给膨胀自应力混凝土的广泛应用带来了生机，它的使用灵活

19、、方便，与用膨胀水泥相比，成本大大下降。近年来美国为解决大体积混凝土冷缩裂缝问题，在普通水泥中掺入g，它产生的膨胀率能符合大体积混凝土补偿冷缩的要求。欧洲、日本的一些专利还提出用铁屑和催氧剂等掺入普通混凝土中，通过e2o3水化生成fe（oh）3，可使混凝土体积产生膨胀，这种膨胀只适于在浇注机械底座和地脚螺栓时应用。前苏联的研究成果则是利用含铝矿渣、含铝酸钙的工业废渣、硫酸盐熟料和煅烧明矾石等经磨细混合成为明矾石系膨胀剂。近年来又开发了以低级乙醇的氧化物为主要成分的非离子型有机减缩剂。它将水泥凝胶毛细孔中间隙水的表面张力降低，由于毛细管张力，使凝胶的收缩减小。使用减缩剂后，混凝土的干缩可以减小4

20、0%。水下混凝土外加剂是一类近年发展较快的外加剂。由于在水下浇注混凝土，容易引起混凝土离析，特别是水泥的溢出并被水稀释，使可靠性差并且会污染水质。而水下不流散外加剂的发展即克服了这一问题。日本研制的以纤维素乙醚、丙烯酸等高分子材料为主要成分的水下混凝土施工外加剂，在进行水中预应力构件的施工和流动性，强度不会降低，混凝土不离析，因而不污染水质；没有水泥浮浆，不会生成浮浆皮，施工缝易处理；混凝土流动性很高，不震动也可以施工。掺该外加剂后，混凝土可以方便地用于桥梁下部工程的施工和维护；海底储油设施，海上平台等各种海洋构筑物的锚固工程；海岸的岸壁、栈桥、防波堤、造船平台等的施工和维修；河湖的护岸、水道

21、、水利工程、河上堰等的施工、维修，地下连续施工灌注桩等水中混凝土工程。另外这种混凝土因其水泥浮浆少及流动性好，研究用于先拱后墙法施工及形状复杂、捣固困难的混凝土构件。随着混凝土中特殊性能要求而发展起来的速凝剂、缓凝剂、引气剂（发气剂）、阻锈剂、防水剂、泵送剂、着色剂、脱模剂、养护剂、水化抑制剂等品种日益增加。目前国外总的外加剂品种在500 种左右。正是由于外加剂的这种作用，引起了各国普遍的重视尤其是发达国家和资源相对短缺的国家，更把外加剂作为一种必不可少的保证技术经济效益的手段。混凝土外加剂使用最普遍的国家有日本、澳大利亚、挪威、美国。这些国家80%以上的混凝土中应用外加剂。例如日本、澳大利亚

22、已达100%。其次像德国、丹麦、瑞典等国使用外加剂的混凝土也达50%以上。英国、法国、意大利及东欧诸国使用量也在30%以上。3、我国混凝土外加剂的现状与发展 我国大规模研制、开发和使用外加剂是从解放后开始的，已经有40多年的历史了。这40年来的发展大致可归结成4个阶段。(1) 20世纪50年代初期到60年代中期为发展的起步阶段。最早由重工业部和水利部研究采用松香类引气剂和加气水泥，使用于塘沽新港及佛子岭水库。50年代还广泛地使用了氯化钙早强剂。铁道部研究院对纸浆废液进行了大量的研究，提出了亚硫酸盐纸浆废液、芦苇浆废液及其石灰沉淀制剂等外加剂的加工和应用。其后又提出了用制糖工业的废液经加工后制成

23、糖钙缓凝减水剂。为适应当时大规模经济建设的需要，1956年国家建委曾制订过“关于在基本建设中节约水泥的各项措施”其中对掺用塑化剂和引气剂都做了一些提倡和规定，对外加剂的发展起了一定的推动作用。但到了60年代初由于外加剂使用中的一些技术问题没有很好解决而阻碍了进一步的发展。如氯化钙引起的钢筋锈蚀问题，由于引气剂质量而引起的混凝土强度损失，木钙掺量过大而引起的严重缓凝等问题。并且由于众所周知的原因60年代中期至70年代后期一度停滞不前。(2) 由20世纪70年代中期至80年代中期为第二个阶段。由于国内生产工作恢复的需要，加之国际上也正是进入混凝土技术因使用减水剂而进入第三次飞跃时期，我国出现了一个

24、大量研究生产外加剂，特别是减水剂的高潮。60年代末中科院工程力学所研制成功了复合早强剂及喷射混凝土用速凝剂。山东建科所，交通部一航局和南京水科院又推广使用了硫酸盐型早强剂。进入70年代由南京水科院，交通部一航局，中科院工程力所等6单位组成了协作组提出了以染料用分散剂、为主体的复合减水剂。1975年铁道科学院研究了减水剂。以后又由中国建科院、北京建科所、冶金部建筑研究院等组成了木钙研究推广协作组，鉴定推广了木钙减水剂。1978年由冶金部和武汉化工所共同研究和鉴定了萘系减水剂fdn，以后清华大学的nf、天津建研所的unf都是此类萘系减水剂。随后山东水泥制品所研究试制成功了磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂

25、sm,武汉交通部二航局研制了古码龙树脂减水剂crs，冶金部建筑研究总院研制了kf微孔塑化剂，交通部一航局研制了pc-2引气剂，等等。几乎国外常用的类型我国也都相继研制成功，虽然质量上还有一定差距。从1981年开始冶金部建筑研究院搜集整理编写了“国内现有外加剂品种和性能”，几年来品种增加很快：1981年有57个品牌；1986年有188个品牌。(3) 20世纪80年代到90年代中期为第三个阶段。这一时期的特点为以标准化为中心规范了外加剂的质量，推动了外加剂的应用技术发展。由于外加剂品种发展很快，为了规范生产和使用，必须要有相应的标准。这一阶段共制订了14种外加剂的8个国家标准和1个技术规范。使生产

26、外加剂有章可循，有了统一的质量评定和比较标准。在这一个时期，不少科研单位高等院校还开展了大量的理论研究工作，这些工作无论是在学术价值或者是对今后生产应用的指导意义都是十分必要的。其中冶金部建研总院与清华大学共同开展的“高效减水剂作用机理模型”，研究水平较高，在美国、加拿大均获者好评。中国混凝土外加剂协会、混凝土外加剂学会也在1982年、1983年分别成立，从此从事外加剂工作的同行和学者们有了一个共同交流的场所。十几年来协会、学会确为推动混凝土外加剂专业的发展做了很多有益的工作，现将1986年，1993年，1999年中国混凝土外加剂学会对全国外加剂行业的统计情况列于下表。(4) 20世纪90年代

27、至今为第四个阶段混凝土外加剂走向高科技领域的时代。随着90年代出现的高性能混凝土（hpc），对外加剂提出了更高要求，今后复合型外加剂、新的更高性能外加剂是发展方向。目前国内对高性能混凝土的研究方兴未艾，高性能的外加剂呼之欲出，如氨基磺酸盐类减水剂、丙烯酸接枝共聚类减水剂、超缓凝剂、低碱速凝剂、低掺量低碱型膨胀剂、低碱有机盐型防冻剂，这些已在研究试制之中了。为适应发展的需要，20世纪80年代制定的标准也已陆续进行了修改，这对我国的生产应用水平向国际先进水平靠扰，很有必要，将使我国的标准与世界先进水平接轨。一、我国混凝土外加剂产品结构现状外加剂品种1999年生产能力掺量/%掺外加剂的水泥量/ (万

28、t)产量/(万t/a)百分比/%普通减水剂86.50.253200高效减水剂20160.50.752600早强减水剂8.56.823300速凝剂86.524400缓凝减水剂1080.30.62000防冻剂10838200泵送剂540.51600引气剂10.80.011000膨胀剂2520610400其他外加剂108合计12510010000二、混凝土外加剂的分类外加剂可由材料作用、效果或使用目的为主来区分；也可由材料的组成、化学作用或物理化学作用为主来区分。 外加剂按其一种或数种主要功能可分成以下5类： 改善新拌混凝土流变性能减水剂、引气剂、保水剂等； 调节混凝土凝结、硬化性能缓凝剂、早强剂、

29、速凝剂等； 调节混凝土气体含量引气剂、发气剂、泡沫剂、消泡剂等； 改善混凝土耐久性引气剂、阻锈剂、抗冻剂、抗渗剂等； 为混凝土提供特殊性能发气剂、泡沫剂、着色剂、膨胀剂、碱骨料反应抑制剂等。 我国外加剂按功能可分为6大类，主要有10余个品种。序 号按外加剂功能分类品 种1改善新拌混凝土流变特性普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂2调节混凝土硬化性能速 凝 剂3调节混凝土含气量引 气 剂、消 泡 剂4改善混凝土耐久性抗 冻 剂5提供混凝土特殊性能膨 胀 剂、防 水 剂、养 护 剂6其 他 功 能砂浆外加剂、矿渣水泥改性剂、混凝土表面缓凝剂、混凝土界面处理剂目前，正在开发的产

30、品尚有：流平剂、抗渗剂、疏水剂、灌浆剂、粘结剂、阻锈剂、减水剂、絮凝剂、保水剂、密实剂、着色剂等。 国外主要混凝土外加剂的种类及应用范围见下表。种类及代号主 要 成 分性 能 特 点应 用 领 域塑化剂（bv）木质素磺酸盐、亚硫酸盐纸浆废液之衍生物减水改善和易性现浇混凝土预制混凝土流化剂（fm）即超塑化剂磺化三聚氰胺甲醛缩合物、磺化萘甲醛缩合物、改性木质素磺酸盐减水显著，和易性显著提高，副作用小流态混凝土，早、高强流态混凝土密实剂（dm）硬脂酸盐、油酸盐硅酮、硅烷憎水，缩小孔隙，隔断毛细孔道防水要求高的工程引气剂（lp）松香或其钠盐、某些洗涤剂某些石油衍生物引入小气泡以提高抗冻性，改善和易性抗

31、冻性要求高的工程促硬剂（be）三乙醇胺，氮化物，草酸盐，铝酸盐提前脱模、起吊与承载现浇混凝土、预制混凝土防冻剂（fs）新浇混凝土早期防冻冬期施工喷射助剂（sh）铝酸钾，铝酸钠，koh，碱的氟化物速凝、早强、高强与岩石粘结好喷射混凝土（隧道衬里，地下矿井岩石加固等）缓凝剂（vz）磷酸盐、硼酸盐、木质磺酸盐及其衍生物、柠檬酸延缓和易性保持时间大面积施工、大尺寸预制件加 气 剂（gb）ai、mg、zn、h2o2产生小气泡加气混凝土泡 沫 剂（sb）蛋白质、松香皂、某些洗涤剂产生稳定泡沫泡沫混凝土空心微珠（mhk）包裹空气的塑料小球提高抗冻性抗冻性要求高的混凝土稳 定 剂（st）多电解质防止离析、增强

32、粘度均匀性要求高的混凝土泵送助剂（ph）lp、bv、st剂塑化，引入小气泡，增强粘度泵送混凝土灌注助剂（eh）bv、lp、vz、cb、st、某些膨胀剂塑化、减水，膨胀预应力构筑物或预制件消 泡 剂（el）磷酸三丁酯，酞酸二丁酯消泡无气泡的混凝土碱反应阻止剂（ah）锂盐、锆盐、钡盐抑制碱骨料反应使用对碱敏感的骨料时用混凝土防蚀剂（ksb）氟硅酸盐减少ca（oh）2阻塞毛细孔管道，液体贮罐钢筋防锈剂（kss）氮化钠、苯甲酸钠钝化钢筋防锈蚀 混凝土外加剂按化学性质分类表三、外加剂的作用和应用范围（一）基本作用各类外加剂都有各自的特殊功能。综合起来，外加剂可以在以下方面发挥作用：1能改善施工条件，减轻

33、体力劳动，并有利于机械化施工，对保证及提高工程质量有积极的作用，能使现场条件下完成过去难以完成的要求高质量的工程例如可掺加高效能减水剂在工地条件下配制c80c100号的超高强混凝土，掺加减水剂可配制泵送混凝土等。2能减少养护时间，或预制厂缩短蒸养时间，可以提早拆模加速模板周转，还可以提早以预应力钢筋混凝土钢筋放张、剪筋，总之可以加快施工进度。3能提高或改善混凝土质量。许多外加剂可以提高混凝土的强度，增加耐久性、密实性，增强抗冻性、抗渗性，改善干燥收缩及流变性能，有些外加剂能提高钢筋的耐蚀性等。只要掺用得当是不会降低混凝土的性能的。4在采取一定措施的条件下，可适量地节约水泥也不影响混凝土的质量。

34、5可以节约能源。节约水泥就是节约了能源。而增加和易性使捣固、抹平工序易于进行，自然就使能源消耗减少，减少养护和蒸养时间也节省了能源。因此，外加剂对能源的节约可起到相当大的作用。各类外加剂节约水泥情况外加剂类别外加剂示例节约水泥(%)减水剂萘磺酸盐木质素糖树脂nno、mf、unf、fdn、nf木钙、木钠、碱木素糖蜜、tm密胺10205105121525引气剂松香表面活性剂松脂皂、松香热聚物烷基苯磺酸盐、平平加5858早强剂无机盐防冻剂复合剂硫酸、氯盐氨、亚硝酸盐减水早强剂5101015使用1吨外加剂的节能效果节能项目使用目的能量(104kl)换算为煤(t)换算为电( 万度)节约水泥减少振捣(代替

35、或部分代替)蒸气养护进行温度控制4.1854104.181004.18400004.1861108.740.1664.569.872.20.0416.322.49（二）应用范围外加剂的应用范围十分广泛，在以下条件下都 可以使用外加剂。1自然条件下养护的混凝土制品或构件 ，掺用减水剂能改善和易性，或者提高强度，或者节约水泥。2.冬季现场浇注混凝土施工时，可掺用早强剂或早强型减水剂。3夏季滑模施工、水坝等大体积工程 中，可掺用缓凝剂或缓凝型减水剂以延缓水泥放热过程，可减少收缩裂缝而保证混凝土质量。4喷射混凝土、放水堵漏工程中可掺用速凝剂，使混凝土很快凝结。5大模板或钢筋密集的预应力钢筋混凝土工程，

36、可使用高效减水剂以利浇注，保证工程质量。6港工、水工混凝土可掺用引气剂、减水剂以降低水泥用量，提高混凝土和易性或耐久性。7高标号(c40c70)、超高标号(c70以上)混凝土可掺用高效减水剂来配制。8大型设备基础螺栓孔灌浆；大体积混凝土防止裂缝；补偿混凝土收缩，防止裂缝和对混凝土补强时的屋面、地下防水等工程 中可掺用膨胀剂。9许多预制构件品可掺用各种外加剂，有的可减少蒸养时间，有的可改善强力振捣的工艺，这些均有利于提高制品质量。部分外加剂(引气、减水类)在不同种类混凝土中的使用参见下表。部分外加剂在不同种类混凝土中的使用四、常用砼外加剂简介国家主管部门规定，全国直辖市、省会城市、沿海开放城市和

37、旅游城市将大力发展预拌混凝土，从2003年12月31日起禁止这些城市工地现场搅拌混凝土。其它城市至迟在2005年31日也将同样禁止城市工地现场搅拌混凝土。同时规定预拌商品混凝土站和各水泥制品厂必须使用散装水泥，不得在使用袋装水泥。目前临沂市基本上没有正规的混凝土外加剂企业，产品质量令人担忧。宏艺科技公司根据临沂市的特点，审时度势，投入巨资进行混凝土外加剂研究开发，并从中国建材院引进混凝土外加剂新技术和全套检测设备，建立了正规的外加剂生产线，并和南京工业大学联合开发了砂浆、混凝土专用特种纤维。目前已能向建筑施工企业提供产品。下面我简要介绍一下我公司生产、经营“强力牌”的外加剂产品： 1早强剂 定

38、义：加速砼早期强度发展的外加剂。 主要作用:提高砼早期强度、缩短施工周期 适用范围：适用于蒸养砼及常温，低温和最低温度不低于-5环境中施工的有早强或防冻要求的砼工程 主要类别：强电解质无机盐类早强剂：如硫酸盐、硝酸盐等； 水溶性有机化合物：如 三乙醇胺、甲酸盐等。 其它：如 有机化合物，无机盐复合物。 2早强减水剂 定义：兼有早强和减水功能的外加剂 主要作用：提高砼早期强度，缩短施工周期 改善拌合物流动性 节约水泥 适用范围：适用于蒸养混凝土及常温，低温和最低温度不低于-5环境中施工的有早强、防冻要求的混凝土工程。 主要品种：普通型早强减水剂。 高效型早强减水剂 3泵送剂 定义：能改善混凝土拌

39、合物泵送剂性能的外加剂 主要作用：提高拌合物的和易性，降低泵送阻力，改善泵送性能。 适用范围：适用于工业与民用建筑及其它建筑物的泵送施工混凝土；特别适用于大体积混凝土，高层建筑和超高层建筑和滑模施工。 主要品种：普通泵送剂、高效泵送剂 4缓凝减水剂 定义：兼有缓凝和减水功能的外加剂 主要作用：改善砼拌合物和易性，节约水泥。 有缓凝作用，可降低水泥早期水泥水化热，防止砼开裂。 适用范围: 适用于大体积砼，碾压化砼，炎热气候条件下施工的砼，大面积浇注的砼，避免冷缝产生的砼，自流平免振混凝土及其它需要延缓凝结时间的砼。 主要品种:普通缓凝减水剂、高效缓凝减水剂 5防冻剂 定义：能使砼在负温下硬化，并

40、在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂 主要作用：提高早期强度、 防止砼受冻破坏 适用范围：适用于负温条件下施工的砼 主要品种：早强型防冻剂、防冻型防冻剂 6膨胀剂 定义：能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂 主要作用：防止砼开裂破坏 防止砼的渗漏破坏 增强砼的体积稳定性 适用范围：补偿收缩砼 填充用膨胀砼 填充用膨胀砂浆 主要品种：硫铝酸钙类 硫酸铝氧化钙类 氧化钙类 7防水剂 定义：能降低混凝土在静水压力的透水性的外加剂 主要作用：提高砼的密实性，防渗性。 适用范围：适用于工业与民用建筑的屋面，地下室，隧道，巷道给排水池，水泵站等有防水抗渗要求的砼工程。 主要品种： 无机化合物类：如fecl3

41、，硅灰等。 有机化合物类：膨胀砼及其盐类，有机硅表面活性剂等。 混合物类：无机类混合物，有机类混合物等。 复合类：上述各类与引气、减水组分等复合而成。 8普通减水剂 定义：在砼坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水的外加剂 主要作用：节约水泥 改善拌合物和易性 提高砼强度 适用范围：适用于普通砼，钢筋砼及最低气温5以上施工的砼工程 不宜单独用于蒸养砼 使用时应先作水泥适应性试验，合格后方可使用。 主要品种：木钙，木镁，木钠及丹宁等 9高效减水剂 定义：在混凝土坍落度基本相同的条件下，能大幅度减少拌合用水量的外加剂。 主要作用：节约水泥 改善拌合物和易性 提高砼强度 适用范围： 适用于最低气温0

42、以上的混凝土施工，用于配制高强大流动度，泵送，耐久性高的砼。 主要品种：多环芳香族磺酸盐类，如萘的磺化物与甲醛缩合的盐类，胺基磺酸盐等。 10建材用改性特种纤维 产品特性目前传统混凝土、水泥砂浆在使用过程中常因塑性及干缩等原因产生开裂现象，从而影响使用年限。本公司开发的建材用改性特种纤维，具有弹性模数高，抗张强度大，抗老化性能好，握裹力佳，与水泥相容，抗酸抗碱性能好等特点。该纤维采用了化学改性和物理改性，并采用了特殊的纤维表面处理技术，提高了与混凝土的啮合度和物理接触，这样当添加于混凝土或砂浆中，因千千万万个纤维产生的加劲作用，能充分防止水泥浆、水泥砂浆或混凝土因干缩所产生的裂缝有别与传统钢筋

43、承受结构应力的行为，此种强化混凝土或水泥砂浆的作用，称之为二次加劲，能有效抵消水泥硬化过程中所生产的干缩内应力。这种功效，使得混凝土等的耐久性、耐磨性、耐冲击性、抗张性、韧性、防冻性等均大幅增加，而渗透性却大大降低，经过多年的实践，每一立方混凝土添加0.9kg左右改性特种纤维，效果非常显著。 材料性质 材 料：改性特种纤维 吸 水 性：0% 比 重：0.9 纤维长度：5mm-20mm（可根据用途特制） 纤维形状：三叶异形单纤 纤维细度：14dtex0.3(可根据用户要求特制) 熔 点：160-170 燃 点：590 导 热 性：低 导 电 性：低 抗老化性：好 抗酸、抗碱性：佳 添加量混凝土：

44、每立方混凝土添加0.9公斤。 水泥砂浆：每立方水泥砂浆添加1公斤。 有特殊要求时，宜先做系列配比试验。 使用长度 混凝土骨材最大粒径纤维长度12-20mm12mm20-25mm20mm（或3/4”）水泥砂浆施工厚度纤维长度10mm5mm10-20mm12mm20mm20mm(或3/4”)纤维水泥板 一般板材厚度多为6mm,9mm，故应采用5mm长之纤维。 拌合方式拌合方式及下料顺序与传统混凝土或水泥砂浆相同。因添加纤维后，会使工作度略为降低，为维持良好的工作度，建议拌合时添加减水缓凝剂或强塑剂，虽然不致影响混凝土或砂浆之品质，但仍以先作试拌为宜。因纤维本身极细，长度短，且添加量少，极易均匀拌合

45、，故添加纤维时，在预拌厂或拌合车添加均可。若于拌合车中拌合时，必须以急转速拌合20-40转或平常转速1-2分钟即可。在预拌厂拌合时，拌合时间宜增加15-30秒钟使纤维分布更加均匀。 主要用途 预铸混凝土，如管、板、梁、槽等。 刚性路面。 停车场、车道、人行步道、加油站、球场、游泳池等。 隧道及旁坡保护工程之喷浆或喷凝土。 建筑物之楼地板。 桥梁工程之刚性桥面板。 工业厂房地坪。 港湾工程之码头面。 机场之停机坪。 防蚀工程。 墙壁之防水、防裂粉刷。 包装及储运 标准纸袋0.9kg/包，每10袋装一纸箱。采用可溶性纸袋包装，直接投入搅拌，使用简便。 储存时请勿曝晒阳光下。 可以根据用户需求特殊包

46、装。 应用实例 国际体操中心 虹口足球场 浦东国际东方医院 龙华旅游城 广州棠下安居工程8000m2地下室 新中国大厦地下室工程（广东） 南方实业大厦地下室工程（广东） 中水广场大厦4500 m2地下室工程1根据工程特点选用合适的外加剂几乎各种混凝土都可以掺用外加剂，但必须根据工程需要、施工条件和施工工艺等选择合适的外加剂。如一般混凝土主要采用普通减水剂，早强、高强混凝土采用高效减水剂，气温高时，掺用引气性大的减水剂或缓凝减水剂，气温低时，一般不用单一引气型减水剂，多用复合早强减水剂，为了提高混凝土的和易性，采用防水剂，高层建筑采用泵送混凝土时应使用泵送剂等，为了发挥各种外加剂的特点，不宜互为

47、代用，如将高效减水剂作普通减水剂用，普通减水剂当早强减水剂用都是不合适的。外加剂对不同的水泥有一个适应性问题，如某些减水剂对掺硬石膏的水泥不发挥作用。2注意外加剂的质量关注外加剂的质量，除关注某些厂家不注意原材料质量控制，粗制滥造，以假乱真，提供伪劣产品外，对质量较好的产品也应注意某些问题，如应详细了解产品实际性能，注意生产厂所提供的技术资料和应用说明。又如目前我国减水剂牌号众多，诸多厂家未明显标示其产品品种，而且质量不一，因此，在工程应用前，应按照质量标准对选择好的减水剂进行掺减水剂混凝土性能要求（与基准混凝土相比）的检验，为了确定掺量，对液态减水剂应测定溶液密度；对粉剂减水剂应测定固体物含

48、量。在粉剂产品中，有些由于烘干不彻底或包装不符合要求而受潮，致使产品中的固体含量大都在75%80%左右，因此在这种情况下切勿将固体物质以100%用作计算掺量的依据。3注意水泥品种的选择在原材料中，水泥对外加剂的影响最大，水泥品种不同，将影响减水剂的减水、增强效果，其中对减水效果影响更明显。高效减水剂对水泥更有选择性，不同水泥其减水率的相差较大，水泥矿物组成、掺和料、调凝剂、碱含量、细度等都将影响减水剂的使用效果，如掺有硬石膏的水泥，对于某些掺减水剂的混凝土将产生速硬或使混凝土初凝时间大大缩短，其中萘系减水剂影响较小，糖蜜类会引起速硬，木钙类会使初凝时间延长。因此，同一种减水剂在相同的掺量下，往

49、往因水泥不同而使用效果明显不同，或同一种减水剂，在不同水泥中为了达到相同的减水增强效果，减水剂的掺量明显不同。在某些水泥中，有的减水剂会引起异常凝结现象。为此，当水泥可供选择时，应选用对减水剂较为适应的水泥，提高减水剂的使用效果。当减水剂可供选择时，应选择施工用水泥较为适用的减水剂，为使减水剂发挥更好效果，在使用前，应结合工程进行水泥选择试验。4使用前进行试验为了确保工程质量，根据现有的标准，如对减水剂在使用前首先要作匀质性试验，一般应测定表面张力和含固量两项，当测定表面张力有困难时，可用起泡性代替，然后进行混凝土试配，如检验减水剂混凝土的性能，一般应测定坍落度损失、减水率、含气量和抗压强度4

50、项。5注意常握掺量每种外加剂都有适宜的掺量，即使同一种外加剂，不同的用途有不同的适宜的掺量。掺量过大，不仅在经济上不合理，而且可能造成质量事故。如对有引气、缓凝作用的减水剂，尤其要注意不能超掺量。如木钙掺量大于水泥重要的0.5%，会引入过量空气而使初凝缓慢，降低混凝土强度。高效减水剂掺量过小，失去高效能作用，而掺量过大（1.5%），则会由于泌水而影响质量。氯盐的限制是众所周知的，过量会引起钢筋锈蚀。防冻剂的掺量与温度有关，并且根据强度效果作了掺量规定，总之，影响外加剂掺量的因素较多，如对减水剂就有掺加方法、水泥品种、拌合物的初始流动性及养护制度等。6采用适宜的掺加方法在混凝土搅拌过程中，外加剂

51、的掺加方法对外加剂的使用效果影响较大。如减水剂掺加方法大体分为先掺法（在拌合水之前掺入）、同掺法（与拌合水同时掺入）、滞水法（在搅拌过程中减水剂滞后于水23min加入）、后掺法（在拌合后经过一定的时间才按1次或几次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中，再经2次或多次搅拌）。不同的掺加方法将会带来不同的使用效果，不同品种的减水剂，由于作用机理不同，其掺加方法也不一样。如对于萘系高效减水剂，为了避开水泥种的c3a、c4af矿物成分的选择性吸附，以后掺法为好，又如木钙类减水剂，由于其作用机理是大分子保护作用，故不同的掺加方法影响不显著。影响减水剂掺加方法的因素主要有水泥品种、减水剂品种、减水剂掺量、掺

52、加时间及复合的其它外加剂等。均宜通过试拌确定。7注意调整混凝土的配合比一般地说，外加剂对混凝土配合比没有特殊要求，可按普通方法进行设计。但在减水或节约水泥的情况下，应对砂率、水泥用量、水灰比等作适当调整。砂率砂率对混凝土的和易性影响很大。由于掺入减水剂后和易性能获得较大改善，因此砂率可适当降低，其降低幅度约为1%4%，如木钙可取下限1%2%，引气性减水剂可取上限3%4%，若砂率偏高，则降低幅度可增大，过高的砂率不仅影响混凝土强度，也给成型操作来一定的困难。具体配比均应由试配结果来确定。水泥用量 混凝土中掺用减水剂均有不同程度节约水泥的效果，使用普通减水剂可节约5%10%，高效减水即可节约10%

53、15%。用高标号水泥配制混凝土，掺减水剂可节约更多的水泥。水灰比 掺减水剂混凝土的水灰化应根据所掺品种的减水率确定。原来水灰比大者减水率也较水灰比小者高。在节约水泥后为保持坍落度相同，其水灰比应与未省水泥时相同或增加约0.010.03。8注意施工特点如搅拌过程中要严格控制减水剂和水的用量，选用合适的掺加方法和搅拌时间，保证减水剂充分起作用。对于不同的掺加方法应有不同的注意事项，如干掺时注意所用的减水剂要有足够的细度，粉粒太粗，溶解不匀，效果就不好；后掺或干掺的，必须延长搅拌时间1min以上。掺减水剂的混凝土坍落度损失一般较快，应缩短运输及停放时间，一般不超过30min，否则要用后掺法。在运输过

54、程中应注意保持混凝土的匀质性，避免分层，掺缓凝型减水剂要注意初凝时间延缓，掺高效减水剂或复合剂有坍落度损失快等特点。又如，蒸养混凝土中外加剂若使用不当，混凝土表面会出现起鼓、胀裂酥松等质量问题，强度也显著下降，因此在蒸养混凝土中要注意如下问题：选择合适的外加剂，如引气类外加剂就不宜使用；要控制外加剂掺量；要有一定的预养期和升温期；要通过试验确定恒温温度和时间。9注意搅拌、运输和成型操作在搅拌时，对于不同的掺加方法需要不同的注意事项。如干掺时必须注意所用的减水剂要有足够的细度，粉粒太粗，溶解不匀，效果就不好；后掺或干掺的，必须延长搅拌时间1min以上，在预制构件生产中尤其要注意这一点。在运输过程中应注意保持混凝土的匀质性，避免分层，掺缓凝型减水剂要注意初凝时间延缓，掺高效减水剂或复合剂要注意坍落度损失快等特点；掺引气型减水剂成型时，要注意振捣除气，否则会影响效果。六、外加剂在典型工程中的应用1.商品混凝土商品混凝土中应用外加剂的目的，是克服混凝土运输途中坍落度损失、节约水泥及满足特种要求，如可泵性、早强及降低水泥初期水化热等。