浅谈混凝土原材料-外加剂

外加剂是组成混凝土的重要组分，品种繁多，功能多样。

（一）减水剂减水剂的重要用途之一就是在保持水胶比不变的情况下，降低混凝土用水量，提高混凝土流动性，从而满足混凝土运输、施工要求。大多数减水剂都存在一个饱和掺量，超过饱和掺量，其减水率不再增加，将出现泌水、离析现象，饱和掺量的大小既与混凝土原材料有关，也与混凝土配合比有一定关系。（1）萘系高效减水剂萘系高效减水剂根据Na2SO4含量的高低，可分为高浓型产品（Na2SO4含量<3%）、中浓型产品（Na2SO4含量3%～10%）和低浓型产品（Na2SO4含量>10%）。萘系减水剂掺量范围：粉体为水泥质量的0.5～1.0%；溶液固含量一般38%～40%，掺量为水泥质量的1.5%～2.5%，减水率在18%～25%。萘系减水剂不引气，对凝结时间影响小，与葡萄糖酸钠、糖类、羟基羧酸及盐类、柠檬酸及无机缓凝剂进行复配，再加上适量的引气剂可以有效控制坍落度损失。低浓型萘系减水剂的缺点是硫酸钠含量大，温度低于15℃时，出现硫酸钠结晶现象。（2）氨基磺酸系高效减水剂氨基磺酸系高效减水剂是以氨基芳基磺酸盐、苯酚类和甲醛进行缩合的产物。氨基磺酸盐高效减水剂粉体掺量一般在0.4%～0.7%，减水率在25%～30%，混凝土坍落度损失小的优点，但是该类产品在生产和应用中也存在如下问题：1.保水性差，泌水严重，导致预拌混凝土胶凝材料和砂石包裹不好，降低混凝土性能；2.对掺量敏感，若掺量过低，混凝土坍落度较小，若掺量过大，导致泌水严重，使得混凝土拌合物产生离析分层，底板混凝土结板，引起施工困难及混凝土质量下降。（3）脂肪族高效减水剂脂肪族高效减水剂的固含量为35%～40%，掺量1.5%～2.2%，减水率15%～25%，具有良好的分散效果和明显的增强特性，耐高温，保塑性好，减水率高，与水泥适应性好的特点。脂肪族高效减水剂可以广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等各类复合型减水剂，且可以与萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂复合使用。其主要缺点是在混凝土初凝前，表面会泌出一层黄浆，在混凝土凝结后，颜色会自然消除，不影响混凝土的内在和表面性能。（4）聚羧酸系高效减水剂聚羧酸系减水剂被认为是新一代的高性能减水剂，人们总是期望其在应用中体现比传统的萘系减水剂更安全、更高效、适应能力更强的优点。聚羧酸系减水剂的性能优点主要体现在：掺量低（0.15%～0.25%(折固量)、减水率高（一般在25%～35%）、保坍性好、低收缩、具有一定的引气量、总碱含量极低。但在实践使用中，聚羧酸减水剂也会遇到一些问题，如：1.减水效果对混凝土原材料和配合比依赖性大，受砂石含泥量及矿物掺合料质量影响大；2.减水、保坍效果对减水剂的掺量依赖很大，低掺量保坍困难；3.使用高浓型或者高强度等级混凝土掺量大，对用水量敏感，较小的用水量水量波动可能导致坍落度变化很大；4.与其他类型的减水剂及其他外加剂存在相容性问题，甚至无叠加作用；5.有时混凝土泌水量大、引气严重，气泡大而多；6.有时温度变化会对聚羧酸减水剂的效果产生影响。影响水泥与聚羧酸减水剂相容性的因素：1.C3A/C4AF和C3S/C2S的比值上升，相容性下降，C3A上升，混凝土用水量增加，其含量大于8%以后，混凝土坍落度损失增加；2.碱含量过大过小都对二者相容性产生不利影响；3.水泥的混合材质量差，也会影响两者的相容性；4.石膏的形态不同；5.高温水泥，温度超过80℃有可能引起速凝；6.新鲜水泥的电性强，吸附减水剂能力强；7.水泥比表面积。（二）缓凝剂混凝剂可以延长混凝土凝结时间，满足混凝土施工要求。不同水泥有不同的缓凝剂用量上限，过量使用缓凝剂会造成混凝土过长时间缓凝，甚至影响后期强度。一般情况下，缓凝时间不超过48h，对混凝土后期强度影响不大，仅需要加强养护，如缓凝时间大于4d，后期强度会受到影响。在生产实践中，加入一定量的缓凝剂可以抑制混凝土坍落度损失，这给一些技术人员造成错觉，只要增加缓凝剂就可以控制混凝土坍落度损失，这种思想是造成混凝土缓凝事故的罪魁祸首。混凝土坍落度损失是由很多原因造成的，既有混凝土原材料因素，也包括混凝土配合比、气候等因素的影响。如果不能分析原因，采取正确手段，而一味增加缓凝剂用量，不但不能解决问题，还会引发混凝土缓凝事故。（三）引气剂引气剂是指能使混凝土在拌合过程中引入大量微小、封闭而稳定气泡的外加剂。引气剂掺量非常小，却能使混凝土在搅拌过程中引气而大幅度改善混凝土抗冻融循环方面的耐久性。掺加引气剂或引气减水剂在混凝土中引入大量微小且独立的气泡，这种球状气泡如滚珠一样使混凝土和易性得到较大改善。这种作用尤其在骨料粒形不好的碎石或人工砂混凝土中更为显著。掺加引气剂或引气减水剂对新拌混凝土和易性的改善主要表现在坍落度的增加、泌水离析现象的减少等。掺加引气剂对混凝土的力学性能和耐久性均有较大的影响：在混凝土单位用水量和坍落度不变的情况下，掺入引气剂或引气减水剂，一方面可以增加混凝土的含气量，另一方面可减少混凝土的单位用水量，即降低水胶比，因而会对其强度产生影响。从减水的结果来讲，混凝土强度会提高，但从引气的角度来讲，混凝土的强度一般是下降的（多数情况如此）。因此，掺加引气剂或引气减水剂对混凝土强度影响是两种作用的综合结果。掺入引气剂或引气减水剂改善混凝土性能的效果如何，不仅与混凝土的含气量有关，还与所引入的气泡大小、结构等因素有关。就引气剂的引气效果来讲，也受到诸多因素的影响，如引气剂的掺量、水泥的品种及用量、掺合料的掺量和品种、骨料、搅拌方式和时间、停放时间、环境温度、振捣方法和时间等。（四）防冻剂防冻剂是指能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期足够防冻强度的外加剂。防冻剂有三种：第一种是能降低冰点而使混凝土在负温下保持一定的液相，仍能进行水化作用的外加剂，如亚硝酸盐、氯盐等；第二种是加入混凝土中具有降低水的冰点，而且对冰晶体的形成产生干扰作用的外加剂，如醇类、尿素；第三种虽然不能明显降低混凝土中的冰点，但它的作用直接与水泥发生化学反应加速混凝土的凝结硬化，有利于混凝土强度的发展，如氯盐、碳酸盐。氯盐对钢筋有腐蚀作用，目前已限制使用。亚硝酸盐会引起混凝土碱骨料反应，且为致癌物，近年来也日益减少使用。冬期施工时，为防止冻害，保障混凝土质量，一般会加入一定量的防冻剂。一线施工人员往往错误认为混凝土中已经加入防冻剂了，不用再养护也可以防止冻害，这种思想支配下的后果往往是加了防冻剂反而