混凝土外加剂在商品混凝土中应用初探

1、混凝土外加剂在商品混凝土中应用初探摘要 混凝土外加剂，通常乂被称为外加剂，是一种为提高混凝土性能的各项指标而在 混凝土制作过程中加入的物质。在建筑学上又被称之为混凝土材料的第五要素。本文从混凝 土外加剂的定义入手，依功能的多样化简要解析混凝土外加剂的种类，并对混凝土外加剂在 商品混凝土中的应用问题深入探讨关键字混凝土外加剂 商品混凝土 应用意义concrete admixture used in commercial concreteabstract concrete admixture, usually known as admixture, is a kind of to improve

2、the concrete performance indicators and join in the process of concrete production material.again on the architecture of concrete material is referred to as the fifth element.this paper starts with the definition of concrete admixture, depending on the species of the diversification of function brie

3、fly analytical concrete admixture, and the concrete admixture in the application of commercial concrete problems目录引言1一、外加剂的发展及行业的现状1（一）背景1二、外加剂的分类及使用的主要目的2（）夕卜力口齐!j的分类3（1）调节或改善混凝土拌和物流动性性能的外加剂 3（2）调节混凝土凝结时间，硬化性能的外加剂3（3）改善混凝土耐久性，增强混凝土力学性能外加剂3（4）改善混凝土其他性能的外加剂3（二）使用外加剂的目的3三、外加剂在商混中的应用及问题 4（一）混凝土外加剂在商品混凝

4、土应用中的目的4（二）混凝土外加剂在商品混凝土应用中的意义 4（三）混凝土外加剂在商品混凝土应用中的重要性及作用 5（四）混凝土外加剂在商品混凝土应用中存在的问题和解决策略 6四、商品混凝土中外加剂的发展方向6五、结论8六、致谢语9七、参考文献10引言随着当今科学技术的不断发展，外加剂在混凝土中的应用越来越普遍。目前外加剂 己成为混凝土的必要组分，被认为是继预应力混凝土技术以后的乂一次技术大突破。外 加剂促进了混凝土新技术的发展，如泵送混凝土、流态混凝土、自密实混凝土、喷射混 凝土等随着高流动性和高强度混凝土的广泛使用，外加剂已成为混凝土除水泥，砂，石 和水以外的第五种组成成分。混凝土外加剂的

5、研究和应用促进了混凝土工程质量的提高和施工技术的进步。尤其 高效减水剂的研究更成为建筑材料科学研究中的一个重要分支。并推动混凝土材料向高 强、高性能化不断发展。其中聚竣酸系高效减水剂是新代绿色高效减水剂的代表。高性 能减水剂山于其超分散作用。特别是达到很低的水胶比后使混凝土能够保持高的流动 性，是高性能混凝土不可缺少的一种组分。而聚竣酸系高效减水剂的性能更优越。而且 其分子结构的可调性大。可根据具体要求制备出不同性能的减水剂。所以，推广应用聚 竣酸系高性能减水剂是混凝土向高性能化方向发展的必然要求。一、外加剂的发展及行业的现状（一）背景减水剂是混凝土工程中应用最广泛的外加剂品种，其使用量已超过

6、外加剂总量的 80%,是现代混凝土不可缺少的重要组成部分。其主要功能是在保持混凝土拌合物坍落 度不变的情况下，减少拌合过程的用水量，改善拌合物的流变性能及提高混凝土的强度 等。一般认为，减水剂的发展分为以下三个过程:木质索磺酸盐、松香酸钠、硬脂酸皂 类等减水剂使用较早，为第一代减水剂，以木钙为代表。1935年美国人e.w. scripture 最早研制成功的减水剂即为木质素磺酸盐类减水剂；20世纪60年代岀现了 p-奈磺酸甲 醛缩合物钠盐和磺化三聚氧胺甲醛缩合物减水剂，并在现代工程中广泛应用，以荼系为 代表；20世纪80年代初期出现的聚竣酸系减水剂被认为是第三代减水剂。被称为第三 代减水剂的聚

7、竣酸盐系列减水剂是口前应用前景最好、综合性能最优的高效减水剂。其 主要特点包括:其对水泥分子具有超分散性能，减水率高达30%-40%,可使水泥和胶凝 材料的性能达到最佳。与胶凝材料适应性优于其他类型减水剂；混凝土流动性大， 几乎不缓凝而乂能维持混凝土坍落度小损失；能提高用于替代水泥的粉煤灰等掺合料 的用量；聚竣酸系减水剂不含对人体和环境均有危害的物质-甲醛。随着混凝土技术的发展;对混凝土提出更环保、高强、高耐久性、高工作性能的要 求，第二代减水剂已明显不能满足混凝土技术的要求，制约了混凝土的发展，因此出现 了以聚竣酸系为代表的第三代高性能减水剂。混凝土的工作性能也由最初的干硬性、塑 性进人到现

8、在的高流动新时代，从而推动了混凝土制品的飞跃发展。由于前几类减水剂 受到分子结构的制约而不能从根本上进行改变，聚竣酸系高性能减水剂一此类减水剂完 全不同于以往的一代、二代减水剂，作为两亲性聚合物即使在低掺量时也能使混凝土具 有高流动性，并在低水灰比时具有低粘度和高坍落度保持性能，是满足高强高流动性混 凝土所不可或缺的材料。日本是研究和应用聚竣酸系减水剂最多也是最成功的国家，外加剂已从研究蔡系转 向了研究聚竣酸系减水剂，1995年以后聚竣酸系减水剂使用量已经超过了荼系减水剂。 近些年，北美和欧洲对超塑化剂研究方向也转向聚竣酸系超塑化剂。我国的聚竣酸系减 水剂在近两年内才得到了快速的发展，己有多种

9、自制产品投入市场，但总的性能不是太 理想.还存在诸如稳定性较差、产品性能单一、复合型外加剂产品配方-成不变等问题。 聚竣酸系使用率仅占20%左右。不过目前，几乎所有国家重大、重点工程中。尤其在水 利水电、海工、桥梁等工程中均广泛使用聚竣酸系减水剂。例如:三峡工程、龙滩水电 站、杭州湾大桥、东海大桥、磁悬浮工程等。然而国内使用的聚竣酸减水剂多为国外 产品.自主产品较少。从近几年国内外对聚竣酸系高效减水剂的研究成果来看。口前研 究水平还处于起步发展阶段。研究主要涉及原材料选择、生产工艺、降低成本及应用等 方而，而在基础理论研究方而，例如聚竣酸系减水剂的作用机理、性能优化、分子结构 设计、结构与性能

10、之间关系的研究仍需进步加强。二、外加剂的分类及使用的主要目的(一)外加剂的分类根据国际标准化组织is0tc/sc3对混凝土外加剂的定义如下：混凝土外加剂是在混 凝土、砂浆、净浆拌合时或在额外增加的拌合操作中掺加量等于或少于水泥重量5%,而 使混凝土的正常性能得以按要求改性的一种产品。外加剂的种类繁多，据不完全统计， 我国现有外加剂生产企业1 500多家，但根据外加剂的主要功能可分以下四类(1) 调节或改善混凝土拌和物流动性性能的外加剂减水剂：1、减水剂是指在保持混凝土拌合物流动性的条件下，能减少拌合水量的 外加剂。2、减水剂的应用：a增大流动性，在原配合比不变，即水、水灰比、强度均不 变的条件

11、下，增加混凝土拌合物的流动性。b、提高强度，在保持流动性及水泥用量不 变的条件下，可减少拌合物用水量，使水灰比下降，从而提高混凝土的强度。c节约水 泥，若保持原设计要求的强度不变，在混凝土中掺用适量减水剂则可性保在降低用水量 的同时降低水泥用量。d改善其他性能，掺加减水剂可以改善混凝土拌合物的粘聚性、 保水性;提高硬化混凝土的密实度，改善耐久性;降低、延缓混凝土的水化热。市场上常 见的减水剂有，普通减水剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、 引气减水剂、泵送剂(2) 调节混凝土凝结时间，便化性能的外加剂延缓混凝土的凝结时间，并对混凝土的后期强度发展无影响的缓凝剂；提高混凝土

12、早期强度，并对后期强度尤显著影响的早强剂及使混凝土快速硕化的速凝剂等。该类型 的外加剂常常与减水剂复合使用。(3) 改善混凝土耐久性，增强混凝土力学性能外加剂使混凝土中水的冰点下降，保证混凝土在负温下凝结硬化并产生足够强度的防冻 剂；降低砂浆、混凝土在静水压力下的透水性的防水剂；加入混凝土中能阻止或减缓钢 筋腐蚀，且对混凝土的其他性能无不良影响的阻锈剂等。(4) 改善混凝土其他性能的外加剂能使混凝土 (砂浆)在水化过程屮产生一定的体积膨胀，并在有约束的条件下产生适 宜自应力的膨胀剂，使混凝土拥有不同颜色的着色剂等。(-)使用外加剂的目的(1)改善新拌混凝土、砂浆、水泥浆的性能，不增加用水量而提

13、高和易性，或和易性 相同时减少用水量，缩短或延长初凝时间，减少或避免沉陷或产生微小裂缝；改变泌水 率或泌水量，或二者同时改变，减小离析；改善抗渗性和可泵性，减小坍落度损失。（2）改善便化混凝土、砂浆、水泥浆的性能。延缓或减少水化热、加速早期强度增长 率，提高强度（压、拉和弯曲），提高耐久性或抵抗严酷的暴露条件，包括防冻盐的浸蚀, 减小毛细管水的流动，降低液相渗透力，控制碱与某此集料成份反应产生的膨胀；配制 多孔混凝土，提高混凝土与钢筋的粘结力。增加新老混凝土粘结力，改善抗冲击与抗磨 损的能力。阻止埋在混凝上屮的金属锈蚀；配制彩色混凝土或砂浆。三、外加剂在商混中的应用及问题商品混凝土在其生产过程

14、中采用高速、高剪切拌合系统。用搅拌输送车将混凝土拌合物从搅拌 站运输至工地，由于市区交通繁忙拥挤，运输吋间多在lh以上，在这种条件下，尤其在热天气，即 使加入外加剂，也不能有效防止坍落度损失。因此，国内外工稈都会在工地向混凝土中加水重塑， 以恢复其初始工作性加水重塑对混凝上力学性能和耐久性产生明显的副作用。因此，在足够时间内 保持新拌混凝上性能（坍落度、匀质性、含气量等）不变而避免现场调整，将仍是化学外加剂主要挑战 的问题。（一）混凝土外加剂在商品混凝土应用中的目的在科学技术的研发和支持下，混凝土外加剂呈现出多样化的发展态势，并被广泛应 用到了商品混凝土中。混凝土外加剂在商品混凝土应用中的目的

15、为：1、混凝土外加剂 可以有效的的改善新拌混凝土、砂浆、水泥浆的性能，它可以在不增加用水量的前提下, 提高建筑材料的和易性，从而达到节约能源的目的，并且混凝土外加剂还能有效的避免 沉陷或产生微小裂缝，从而降低由于坍塌事故造成的损失；2、混凝土外加剂具有改善 硬化混凝土、砂浆性能的作用，在这方面它主要是通过延缓或减少水化热、提高抗压、 抗磨、抗严酷环境等一系列的特性來实现，女2混凝土外加剂在商品混凝土的使用中， 可以提高混凝土与钢筋的粘结力，增加它的抗磨性，由此可见混凝土外加剂在商品混凝 土应用，增强了商品混凝土的使用价值，使它具有更多优良的特性。（二）混凝上外加剂在商晶混凝土应用中的意义混凝土

16、外加剂在商品混凝土中的应用具有十分重要的意义。1、混凝土外加剂的使 用在保障商品混凝土基本性能的基础上，对其不具备的一些特性进行了增强，从而优化 了商品混凝土的性能。2、混凝土外加剂的使用降低了原材料的使用，如：水，水泥的 使用，有效的缩减了成本，在保证工程造价成本的同时，起到了事半功倍的效果，使其 在投资少、效益高、效果明显等方面具有显著的优势。3、混凝土外加剂的使用可以减 少一些外界环境对商品混凝土使用的影响，从而提高了工作的效率，缩短工期，解决了 工期受到气候等原因无法正常完成的难题，从而为我国建筑行业的发展提供了更广阔的 平台。4、混凝土外加剂的使用促进了建筑行业安全性和稳定性的发展：

17、3它可以通过 建筑材料的使用，降低了建筑的整体成本与质量，从而达到节能、环保的目的；b.混凝 土外加剂的使用增强了商品混凝土的质量与承受力，从而提高了建筑物的整体品质。当 然混凝土外加剂的使用还具有保护环境、降低噪音污染、提高工程效率等一系列的作用, 由此可见混凝土外加剂在商品混凝土中的应用符合社会发展的需要，为我国的工程行业 做岀了巨大的贡献。（三）混凝土外加剂在商品混凝土应用中的重要性及作用混凝土外加剂具有多样性，不同的混凝土外加剂具有各种各样的作用，给商品混凝 土的发展起到了十分重要的作用。1混凝土外加剂可以作为减水剂，在保持混凝土性能 的同时，达到节约资源的目的，在混凝土中掺入减水剂：

18、比可以提高其流动性，增加坍 落度，并直接影响它的强度；b.减水剂可以提高强度，并节约用水，可以使用水量降低 0-15%,强度提高10-20%,它的使用还可以改变缓凝土的一些特性，如：凝固情况、离 析等。减水剂的种类也具有多样性，常见的减水剂有复合减水剂、木质素系减水剂等。 2混凝土外加剂可以作为早强剂，它主要是通过缩短混凝土施工养护期，从而加快施工 进度，达到控制施工周期的目的，早强剂最适宜初冬和早春季节在低温条件下施工，早 强剂可分为强电解质无机盐类（氯盐早类、硫酸盐类等）、水溶性有机物类（甲酸钙、 乙酸和乙酸盐等）、有机类和无机物复合的复合早强剂三类。3混凝土外加剂可以作为缓 凝剂，它是通

19、过降低水泥或石膏水化速度和水化热，从而延长凝结时间的添加剂，使新 拌混凝土具有在较长时间内保持塑性的作用，同时它还对强度、收缩、对抗冻耐久性等 方面有一定的影响，从而提高混凝土后期强度、增加流动性和节约水泥用量，按照结构 可以分为：糖类（糖钙、葡萄糖酸盐等）、柠檬酸、洒石酸及其盐等几个部分。4混凝土 外加剂可以作为防冻剂，有些建设物在施工的过程中，特别对温度有较高的要求，防冻 剂主要就是为了解决混凝土在负温下硬化的问题，从而保障了混凝土在温度较低的情况 下仍然可以正常的使用，不至于对施工造成影响，它可以和减水剂、引气剂等配合使用,并能达到更好的效果。它可以分为冰点降低型和表面活性剂型两类，降低

20、冰点主耍有低 碳醇类、二元醇及酰胺类等组成。表面活性剂主要有烷基胺、脂肪酸酰胺等。5混凝土 外加剂可以作为引气剂，它是混凝土拌合物在拌和过程中引入空气而形成大量微小、封 闭而稳定气泡的溶剂，此产品为粉状，水溶性好，具有结构好，气泡半径小，抗冻指标 高的特点，所以被用于高耐久性的混凝土结构中，引气剂的主要品种包括脂肪醇磺酸盐 类、石油磺盐酸等，常用于抗冻性要求高的结构，如混凝土大坝、路而等大而积易受冻 的部位。（四）混凝土外加剂在商品混凝土应用中存在的问题和解决策略由于技术方面、理论层而以及商品混凝土自身存在的一些局限性，所以在商品混凝 土使用中存在着一些问题。1在对混凝土外加剂认知方面存在的一

21、些问题，一些工作人 员由于缺乏相关方面的了解，对混凝土外加剂的使用存在着一定的误区，女口：在减水剂 的使用方面，以为减水剂使用的越多，在减水和凝固方面的效果就越明显，这是非常不 对的，随意使用减水剂的用量，不仅不能达到想要的减水和凝i占i效果，甚至述会造成一 些不良的负面后果；另外在防冻剂的使用上，一些防冻剂所起到的防冻作用往往是通过 其它防冻剂综合來实现的，而一些单位为了节省成本的需要，采用一些价格低廉的防冻 剂，减少其他外加剂的使用，这不但不能起到防冻的效果，还造成了资源上的浪费。2 对混凝土外加剂的使用，要以具体的施工情况来定，这主要是通过施工的用途、使用的 环境、施工的材料进行综合的考

22、量，从而挑选岀适合该工程项目的混凝土外加剂。3在 混凝土外加剂的使用前，要进行相关的测试，在保障项目损失最小化的同时，实现商品 混凝土质量的优良。4在使用混凝土外加剂时，要按照材料说明控制其用量，一些人认 为混凝土外加剂的量越多越好，这是不正确的，女口：在混凝土技术规范中规定，随着混 凝土含气量的不断增加，抗压强度反而随天数下降，对凝土将会带来不利影响。5重视 水泥与混凝土外加剂的质量，不仅混凝土外加剂的质量会对水泥的使用造成影响，而且 水泥质量的好坏也会对混凝土外加剂的功能造成影响，因此只有控制好这两者的质量才 能保证商品混凝土的性能优良。!1!、商品混凝土中外加剂的发展方向未来的高性能混凝土除具备良好的工作性，优异的力学性能和耐久性外;还应具备 高耐磨性，超低收缩性，高韧性，高弹性，超低发热性，超早强性非磁性等多种功能随 着混凝土向高强化，高性能化发展，同吋山于我国地理因素，气候以及混凝土原材料来 源的差异性，要求混凝土外加剂必须具有多种功能和性能。第一、第二代减水剂已明显 不能