混凝土外加剂概述

混凝土外加剂概述

混凝土外加剂是一种除水泥、砂、石和水之外在混凝土拌制之前或拌制过程中以控制量加入的、用于使混凝土能产生所希望的变化的物质。

混凝土外加剂的特点是品种多、惨量小，而在混凝土改性中起到重要作用，因此它的质量控制、应用技术、品种选择较之其他工程材料更为重要。

已制定有国家标准或行业标准的十四中化学外加剂：

普通减水剂、引气剂、引气减水剂、高效减水剂、防冻剂、膨胀剂、缓凝高效减水剂、防水剂、泵送剂、早强剂、缓凝减水剂、早强减水剂、速凝剂。

混凝土外加剂的生产，是因为混凝土必性的需要，混凝土外加剂的发展史；是和混凝土的发展史息息相关的。在某种程度上讲，混凝土外加剂在追求自身发展的过程中，同时也推动了混凝土技术的发展。一般国际上公认的混凝土第三次技术革命—高强混凝土的诞生，其技术依托重心乃是高效减水剂的重大突破。世界上最早出现的混凝土外加剂应推1898年的疏水剂和塑化剂，但到1910年才成为工业产品。而较大规模的发展始于十九世纪三十年代，当时美国以松香树脂为原料，首先研制出一种AE引气剂，由于解决了公路路面的抗冻问题曾风行一时。到了十九世纪三十年代国外又研制出了以纸浆废液为主要材料的M系减水剂，这咱外加剂在很大程度上改善了混凝土的可塑性，被誉主现代混凝土减水剂的开始。十九世纪六十年代，日本和联邦德国先后推出了萘磺酸盐和三聚氯胺高效减水剂，从此外加剂对混凝土的改性技术进入了划时期。迄今为此，为满足高强度、大流态、保塑好的新型混凝土配制需要，多种被称为高性能减水剂的产品已逐渐露出头角。如羟基羧酸盐复合性高性能减水剂、高效保塌减水剂、高分子保塌减水剂，这些新型减水剂一般减水率都大于20%，且具有良好的保塑作用。但究其本质，主体材料仍为萘磺酸盐或三聚氯胺树脂。

我国的混凝土处加剂起步较晚，1950年华北窑业公司研究所制出我国第一个外加剂产品，即长城牌引气剂。该产品首次应用于天津飞机场跑道，使混凝土抗冻性、耐蚀性均有所提高，并在武汉长江大桥和其它水利工程中得以应用。在以后的二十多年中，我国的外加剂发展仍十分缓慢，除了别单位采用纸浆废液生产低品位的塑化剂，绝大部分工程都不使用减水剂，即是冬季施工防冻剂也都是以氯盐为主体材料的。直到1973年，受国际建筑技术和混凝土新型工艺的影响，在我国才推动了高效减水剂的研制和生产。由于染料工业中的扩散剂被成功的移植到混凝土减水剂行列，从此牵动了以煤焦尚未中各馏分，尤其是以萘及其同系物为主要原料所生产的减水剂获得迅速发展。1974—1976年国家建材院研制了以甲基萘、萘残油为主要原料的MF和建1两种高效减水剂。清华大学研制了以萘为原料的NF高效减水剂、天津建材所研制了UNF、武汉冶金建研制了FDN，鉴于萘原料的缺乏，建材院研制了以蒽油为原料的AF减水剂。交航二局研制了以古马隆树脂为原料的CRS，于此同时，普通减水剂也获得了长足的发展。1975年吉林开山屯化纤厂研制了木质素磺酸钙，广东造约厂也制成了同类产品。普通减水剂和高效减水剂的广泛生产，使复合外加剂相运而生。针对改变混凝土性能而言，复合外加剂具有更广阔的市场背景。各类工程所不同

的技术要求，使复合生产厂家大有文章可作。具不完全统计，1973—1987年这十四年间，我国的外加剂厂已从廖廖无几发展到150多家，其中80%以上属复合厂家。而外加剂品种也从廖廖无几发展到16咱300多品牌，这标志着我国外加剂行业已初具规措并趋于成熟。为了更加强化技术管理和规范市场，1987年我国首次颁布了自己的《混凝土外加剂标准》（GB8076—87）；同时颁布的还有《混凝土外加剂的分类，命定和定义》（GB8075—87）；《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB8077—87）。这三个标准分别对混凝土外加剂从种类区分，技术指标和检验方法上作出了具体规定：现在GB8076—87已被GB8076—97代替。在以后的若干年里，我国又陆续颁布了《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJ119—88）；《混凝土防冻剂标准》（JC472—92）；《混凝土泵送剂标准》（JC473—92）；《混凝土膨胀剂》（JC476—98）等系列外加剂标准。

混凝土外加剂分类

按（GB8075—87）分类，混凝土外加剂按其主要功能可分为四类：

1．改善混凝土拌合物流变性能的外加剂：包括各种减水刘、引气剂和泵送剂等。

2．调节混凝土凝结时间，硬化性能的外加剂：包括缓凝剂、早强剂、速凝剂等。

3．改善混凝土耐久性的外加剂：包括引气剂、防水剂、和阻锈剂等。

4．改善混凝土其它性能外加剂：包括引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送

剂等。

按（GB8075—87）外加剂的命名和定义，外加剂可分为16个名称，其各自定义如下：

1．普通减水剂：在混凝土塌落度基本相同条件下，能减少拌合用水量的外加剂；

2．早强剂：加速混凝土早期强度发展的外加剂；

3．缓凝剂：延长混凝土凝结时间的外加剂；

4．引气剂：在搅拌混凝土过程能引入大量均匀分布，稳定而封闭的的微小气泡的外加剂；

5．高效减水剂：在混凝土塌落基本相同条件下，能大幅度减少拌合物用水量的外加剂；

6．早强减水剂：兼有早强和减水功能的减水剂；

7．缓凝减水剂：兼有缓凝和减水功能的减水剂；

8．引气减水剂：兼有引气和减水功能的外加剂；

9．防水剂：能降低混凝土在静水压力下的透水性的外加剂；

10．阻锈剂：能抑制或减轻混凝土中钢筋或其它预埋金属锈蚀的外加剂；

11．加气剂：混凝土制备过程中因发生化学反应放出气体，能使混凝土形成大量气孔的外

加剂；

12．膨胀剂：能使混凝土体积产生一定膨胀的外加剂；

13．防冻剂：能使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂；

14．着色剂：能制备具有稳定色彩混凝土的外加剂；

15．速凝剂：能使混凝土迅速硬化的外加剂；

16．泵送剂：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂

混凝土外加剂的作用

改善混凝土或砂浆拌合物施工时的和易性；

提高混凝土活砂浆的强度及其他物理力学性能；

节约水泥或替代特种水泥；

加速混凝土或砂浆的早期强度发展；

调节混凝土或砂浆的凝结硬化速度；

调节混凝土或砂浆的含气量；

降低水泥水化初期水化热或延缓水化放热；

改善拌合物的泌水性；

提高混凝土或砂浆耐各种侵蚀性盐类的腐蚀性；

减弱碱—集料反应；

改善混凝土或砂浆的毛细孔结构；

改善混凝土的泵送性；

提高钢筋的抗腐蚀能力；

提高集料与砂浆界面的黏结力，提高钢筋与混凝土的握裹力；

提高新老混凝土界面的黏结力；

改变砂浆及混凝土的颜色。

我国外加剂行业现状

我国外加剂行业的现状可以归纳为以下几点：

外加剂品种齐全，国外有的外加剂品种国内几乎都有；

高效减水剂从原来较单一的萘系向多品种方向发展，如新品种的氨基磺酸盐、聚羧酸盐高效减水剂等；

企业生产向大规模化过渡，目前年产万吨以上的高效减水剂的企业有20家，年产3-4万吨的企业有4家，产值超亿元的企业有7-8家；企业创名牌产品的力度加大，推动了外加剂产品质量的全面提高，为大批工程提供了优质的外加剂产品；

复合外加剂的生产技术提高，性价比更为经济合理。

外加剂在商品混凝土中应用的十大注意事项

1. 多聚磷酸钠等缓凝剂应严格掌握用量，不得超量；

2. 掺外加剂应有计量容器，不得失控掺用；

3. 木钙做缓凝剂，一般用量不得超过水泥量的0.25%；

4. 钢筋混凝土结构冬期施工不应采用氯盐型防冻剂；

5. 预拌混凝土采用泵送剂时，应预先做水泥与外加剂相容性试验，不宜采用掺硬石膏、磷石膏配制的水泥；

6. 自行复合配方的外加剂必须事先经过试验，尤其注意胺类防冻液与硝酸钙等的交互作用；

7. 混凝土泵送剂配方应随季调整，采用糖类更要严格控制掺量；

8. 搅拌站操作工应注意观察坍落度的变化；

9. 预拌混凝土宜采用保湿养护（水膜养护）；

10. 掺膨胀剂混凝土必须尽早进行湿养护。

混凝土外加剂的使用

在混凝土、砂浆和净浆的制备过程中，掺入少量的（不超水泥用量的5％）能对混凝土、砂浆或净浆改变性能的一种产品，称为混凝土外加剂。

在混凝土中加入适量的外加剂，能提高混凝土质量，改善混凝土性能，减少混凝土用水量，节约水泥，降低成本，加快施工进度。随着技术的进步，外加剂已成为除水泥、粗细骨料、掺合料和水以外的第5种必备材料，掺外加剂是混凝土配合比优化设计和提高混凝土耐久性的一项重要措施。因此新修订的《水工混凝土施工规范》（DL/T5144－2001）强调，水工混凝土中必须掺加适量的外加剂。

1 外加剂的分类

混凝土外加剂按其主要功能可分为以下4类：

（1）改善混凝土拌和物流变性能的外加剂。包括普通减水剂和高效减水剂、引气剂和泵送剂等。

（2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。

（3）改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。

（4）改善混凝土其他性能的外加剂。包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等。

水工混凝土常用的外加剂种类主要有减水剂、缓凝剂、引气剂以及各种复合性的外加剂，如缓凝减水剂或缓凝高效减水剂、早强减水剂、引气减水剂，根据特殊需要，也掺用其它种类的外加剂，如泵送剂、防水剂、防冻剂等等。GB8076－1997《混凝土外加剂》、DL/T5100－1999《水工混凝土外加剂技术规程》等国家和行业标准对这些外加剂的性能指标和技术规程都有严格要求，可根据混凝土的不同需要进行选用。

2 减水剂

减水剂又称塑化剂或分散剂。拌和混凝土时加入适量的减水剂，可使水泥颗粒分散均匀，同时将水泥颗粒包裹的水份释放出来，从而能明显减少混凝土用

水量。

减水剂的作用是在保持混凝土配合比不变的情况下，改善其工作性；或在保持工作性不变的情况下减少用水量，提高混凝土强度；或在保持强度不变时减少水泥用量，节约水泥，降低成本。同时，加入减水剂后混凝土更为均匀密实，改善一系列物理化学性能，如抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等，提高了混凝土的耐久性。

以往水工混凝土使用的减水剂一般是纸浆废液、木钙、糖蜜一类的普通减水剂，减水率不高，一般为5％～10％。随着对水工混凝土质量要求的提高，对减水剂的质量要求也越来越高。二滩、三峡等大型水电工程大量应用的萘系高效减水剂，减水率高达20%～30％，主要用来配制高强度和高流态混凝土或是需大幅度减少用水量的混凝土。高效减水剂对提高水泥使用效率具有明显效果，可节省水泥用量20％左右。三峡工程花岗岩人工骨料混凝土使用普通减水剂时，用水量高达110 kg/m3左右，采用了优选的ZB－1A高效减水剂，并和DH9引气剂、Ⅰ级粉煤灰联掺后，用水量降至85 kg/m3左右，达到了国内外先进水平。三峡工程还使用了减水率更高的丙烯酸类高效减水剂X404，减水率在30％以上，但这类减水剂的价格昂贵，主要用在高强度混凝土部位。

3 缓凝剂

缓凝剂能延缓混凝土凝结硬化时间，便于施工；能使混凝土浆体水化速度减慢，延长水化放热过程，有利于大体积混凝土温度控制。缓凝剂会对混凝土1～3 d早期强度有所降低，但对后期强度的正常发展并无影响。

一般缓凝剂可使混凝土的初凝时间延长1～4 h，但这对高温情况下大仓面混凝土施工是不够的。为了满足高温地区和高温季节大体积混凝土施工需要，国家“八五”科技攻关项目研究出了高温缓凝剂，这种缓凝剂能在气温为（35＋2）℃、相对湿度为（60＋5）％的条件下混凝土初凝时间为6～8 h。目前在三峡等工程中大量使用的缓凝高效减水剂，通过适当增加掺量，都可使混凝土初凝时间达到6～8 h以上，满足了35℃左右高温季节大仓面混凝土施工需要。

4 引气剂

引气剂是一种表面活性物质，是混凝土常用的外加剂之一，它能使混凝土在搅拌过程中从大气中引入大量均匀封闭的小气泡，使混凝土中含有一定量的空气。好的引气剂能引入混凝土中的气泡达10亿个之多，孔径多为0.05～0.2 mm，一般为不连续的封闭球形，分布均匀，稳定性好，这样能显著提高混凝土的抗冻性、耐久性（三峡工程内部混凝土抗冻融循环次数达150次以上，外部混凝土达300次以上）；同时还能改善混凝土和易性，特别是在人工骨料或天然砂颗粒较粗、级配较差以及在贫水泥混凝土中使用效果更好；改善混凝土的泌水和离析；减少混凝土渗透性，提高混凝土抗侵蚀能力。

引气剂的掺量一般在水泥重量的万分之0.3～2的范围内，由于掺量小，因此要称量准确，拌和均匀。另外，影响引气量的因素很多，如水灰比、水泥用量、砂率、集料、振捣方式、搅拌时间、坍塌度、成型温度等，都需严格规范操作，否则就达不到应有效果。

5复合外加剂

复合外加剂是具有两种以上主要功能的外加剂，如缓凝减水剂同时具有缓凝和减水功能，引气减水剂同时具有引气和减水功能。

许多水电工程，特别是三峡工程，将两种外加剂复合使用，如缓凝高效减水剂和引气剂复合，同时具有高效减水、引气、缓凝作用，取得了很好的效果，既满足了大仓面浇筑混凝土缓凝的要求，又达到了减水和提高耐久性的目的。

6 外加剂的选用原则

一个工程使用什么样的外加剂应根据工程设计和施工技术要求在工程开工之前进行认真优选，并根据原材料进行严格的适应性试验论证确定。三峡工程在开工初期曾对全国近30个外加剂正规厂家生产的30多个品种按国家标准进行了初选试验，在此基础上，对初选出来的几个品质优良的产品，由3个具有资质的试验单位，结合三峡工程的原材料进行了全面的混凝土适应性试验，经过充分论证和严格评审，最终优选出了2～3个品质优选的、适合三峡工程实际情况的外加剂品种，满足了大仓面、高强度混凝土施工需要，提高了混凝土的各种性能，取得了良好的经济效益。

为了方便管理，一个大中型工程优选出1～2种同类外加剂为宜（包括备用在内），一般情况下，在工程施工中不要随便更换外加剂品种。

相对于其他原材料而言，外加剂掺量虽然较少，但对混凝土质量至关重要，因此其掺量经试验论证确定之后，应严格控制，外加剂质量及其稳定性应按相关标准在出厂和使用过程中进行严格检验，外加剂的运输和储存也要按相关标准规定严格执行。

外加剂对混凝土性能的影响

高效减水剂对砼性能的影响

◆新拌混凝土的性能

减水作用：高效减水剂是高分子表面活性剂，具有很强的固-液界面活性作用。可使混凝土的流动性大大提高，但对气-液界面活性小，起泡作用不大，基本无引气作用。随着掺量提高，减水率也提高。

坍落度和损失：掺加高效减水剂后，混凝土坍落度从6~8cm，增加到18~22cm，但损失较快。

凝结时间：通常高效减水剂对凝结时间影响不大。但不同高效减水剂品种，使用的水泥和掺和料不同，其结果有较大差别。

泌水性：由于高效减水剂对水泥混凝土有强的分散作用，提高了拌合物的稳定性和均匀性，因此能减小泌水。

◆硬化混凝土的性能

无机盐对砼性能的影响

◆无机盐对水泥性能的影响

缓凝剂对砼性能的影响

◆有机缓凝剂主要是使C3A水化减慢，木质素磺酸盐更使C4AF的水化延缓。木质素磺酸盐的成分不同，具有不同的性质，有时会使水泥假凝。

◆有机缓凝剂，特别是各种羟基羧基酸及其盐，如酒石酸、柠檬酸、苹果酸、水杨酸、葡萄糖酸及它们的盐是常用的缓凝剂。品种不同，作用效果也不同，应通过试验确定。

◆无机缓凝剂包括硼砂、锌盐、铁、铜、和镉的硫酸盐，磷酸盐和偏磷酸盐等。缓凝作用不稳定，磷酸盐和偏磷酸盐应用较多。对C3A含量高的水泥，当掺入磷酸钠时会出现瞬凝现象。

◆性能好的缓凝剂应是掺量低、缓凝时间可调整性强、不产生异常凝结。某些缓凝剂对初凝时间影响大，而对终凝时间影响小；另一些缓凝剂相反。还有一些缓凝剂对初、终凝时间影响都比

较大。

◆针对缓凝剂对凝结时间的不同影响，可用于控制坍落度损失、水泥水化热等。

◆常用缓凝剂的掺量为：糖蜜类：0.1～0.3%；木质素类：0.2～0.3%；羟基羧酸及其盐类：0.01～0.1%；无机类：0.05～0.2%。

◆在合理的掺量范围，混凝土的后期强度一般会有提高。缓凝剂过量后太多后不但严重缓凝，后期强度也会受到较大影响。

◆缓凝剂的作用受到水泥品种及用量、掺和料、掺量、配合比、环境温度等因素的影响，使用前应根据具体的材料、温度等条件进行试验，确认符合要求后才能使用，避免出现过度缓凝等。

引气剂对砼性能的影响

◆混凝土和易性：掺入引气剂后，混凝土中引进大量微小气泡，使混凝土的和易性和稳定性大大改善。

◆泌水沉降收缩：引气后，浆体表面积增大，粘度显著提高，泌水沉降显著减小。

◆减水作用：一般减水5~10%。

◆混凝土强度：水灰比不变时，含气量增加1%，强度降低5%；坍落度不变时，强度不降低或者有所提高。

◆混凝土的收缩：影响不明显。

◆抗渗性、抗侵蚀性：改善。

◆抗冻融性能：显著提高。

聚羧酸系高性能减水剂研究进展

高效减水剂(又名超塑化剂)是一种重要的混凝土外加剂，是新型建筑材料支柱产业的重要产品之一。自上世纪80年代起，国外就开始着手研发聚羧酸系减水剂。它以石油化工产品为原料，以极高的减水率，极好的坍落度保持性和优异的增强效应，逐渐受到混凝土工程界的亲睐。

聚羧酸减水剂研究的最终目标是通过不饱和单体在引发剂作用下共聚，将带活性基团的侧链接枝到聚合物的主链上，使其同时具有高效减水、控制坍落度损失和抗收缩、不影响水泥的凝结硬化等作用。本文将概述国内外聚羧酸减水剂的研究和发展状况，探讨聚羧酸减水剂结构与性能之间的关系及其作用机理的研究成果，并分析聚羧酸减水剂研究中存在和亟待解决的一些问题，希望对我国从事聚羧酸系减水剂研究、应用的同行有所启发。

1聚羧酸系减水剂的发展

1.1国外情况

日本学者一开始通过所合成的反应性活性高分子作为混凝土坍落度损失控制剂，后来才真正意义上做到在分散水泥的作用机理上设计出各种最有效的分子结构，使外加剂的减水分散效果、流动性保持效果得以大大提高。1986年日本专家首先研制成功聚羧酸系减水剂，90年代中期正式工业化生产，并开始在建筑施工中应用。该类减水剂大体分为烯烃/顺丁烯二酸酐聚合物和丙烯酸/甲基丙烯酸脂聚合物等。据报道，1995年后聚羧酸系减水剂在日本的使用量就已超过了萘系减水剂，且其品种、型号及品牌名目繁多。尤其是近年来大量高强度、高流动性混凝土的应用带动了聚羧酸系减水剂的技术发展和应用水平。目前日本生产聚羧酸系减水剂的厂家主要有花王、竹木油脂、NMB株式会社和藤泽药品等，每年利用此类减水剂生产的各类混凝土为1000万m3左右，并有逐年递增的发展趋势。与此同时，其它国家对聚羧酸系减水剂的研究与应用也逐渐加强.虽然日本是研发应用聚羧酸系减水剂最早也是最为成功的国家，但目前北美和欧

洲也十分重视对聚羧酸系减水剂的研究。从最近的文献可知，聚羧酸系减水剂的研究已由第一代甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物，到第二代丙烯基醚共聚物，又发展到第三代酰胺/酰亚胺型，而且专家们正在着手研发第四代聚酰胺-聚乙烯乙二醇支链的新型高效减水剂。

1.2国内情况

国内最早研制应用聚羧酸系高性能减水剂的是上海市建筑科学研究院，其聚羧酸系减水剂LEX－9已成功地应用于上海磁悬浮列车轨道梁工程、东海大桥和杭州湾大桥等工程。

由于国内近年来对聚羧酸系减水剂的研究有所重视，这方面的研究论文有所增加。清华大学土木工程系2000年起就开始进行聚羧酸系高性能减水剂合成方法的系列试验研究；其他如华南理工大学、华东理工大学、大连理工大学、同济大学、复旦大学、山东建筑工程学院、南昌大学环境与化学工程学院、中国建筑材料科学研究院、江苏省建筑科学研究院近年来也相继开展了聚羧酸系高性能减水剂结构、机理、制备、性能评价与应用的探索研究，取得一定成绩。

在应用上,同济大学孙振平等人把聚羧酸减水剂应用在钢管混凝土桥拱的施工中,其所用的倒灌顶升泵送施工是一种新方法。他们针对上海赵家沟主桥桥型特点和对混凝土性能的要求,利用经特殊改性的聚羧酸系减水剂,配制了坍落度可保持8h不损失的补偿收缩自密实混凝土。采用这种高性能混凝土,避免了钢管拱内混凝土的沉降和混凝土硬化体与管壁间的空隙，施工效果良好。

华南理工大学材料科学与工程学院对比研究了聚羧酸型高效减水剂和萘系高效减水剂配制的混凝土工作性能和强度性能。结果表明,聚羧酸型减水剂的减水率远高于萘系减水剂,用聚羧酸型减水剂配制的混凝土坍落度损失较小,而且对混凝土强度无不良影响。在配制低水灰比混凝土时,宜选用聚羧酸型减水剂。

上海市建筑科学研究院研究了聚羧酸高性能减水剂的性能及在混凝土中的应用。经实验证实,聚羧酸系高性能减水剂可以用来配制C30～C80商品泵送混凝土、80小时超缓凝商品泵送混凝土和具有高耐久性的海工混凝土。并且研究了掺有聚羧酸高性能混凝土减水剂的大掺量复合掺合材料混凝土和高强高性能混凝土的性能,尤其反映了其收缩与徐变变化规律。

目前，江苏省建筑科学研究院、中国建筑科学研究院等单位均相继研制成功并投产聚羧酸系减水剂。为控制聚羧酸系减水剂的产品质量，由中国建筑科学研究院主持，众多单位参与制订的聚羧酸系高性能减水剂产品标准，也即将发布实施。

2聚羧酸系减水剂的特性

聚羧酸系高性能减水剂是一种性能独特、无污染的新型高效减水剂，是配制高性能混凝土理想的外加剂。聚羧酸系减水剂的分子通式如图1。

图1 聚羧酸系减水剂分子结构示意图

与其它高效减水剂相比，聚羧酸系减水剂的分子结构主要有以下几个突出的特点：

l)分子结构呈梳形，主链上带有较多的活性基团，并且极性较强。这些基团有磺酸基团(-SO3H)，羧酸基团(-COOH)，羟基基团(-OH)，聚氧烷基烯基团(-(CH2CH2O)m-R)等。各基团对水泥浆体的作用是不相同的，如磺酸基的分散性好；羧酸基除有较好的分散性外，还有缓凝效果；羟基不仅具有缓凝作用，还能起到浸透润湿的作用；聚氧烷基类基团具有保持流动性的作用。

2)侧链带有亲水性的活性基团，并且链较长，其吸附形态主要为梳形柔性吸附，可形成网状结构，具有较高的立体位阻效应，再加上羧基产生的静电排斥作用，可表现出较大的立体斥力效应。

3)分子结构自由度相当大，外加剂合成时可控制的参数多，高性能化的潜力大。通过控制主链的聚合度、侧链(长度、类型)、官能团(种类、数量及位置)、分子量大小及分布等参数可对其进行分子结构设计，研制生产出能更好地解决混凝土减水增强、引气、缓凝、保水等问题的外加剂产品。

由于上述独特的结构，聚羧酸系减水剂表现出一系列非常优异的性能，特别是掺量低，分散性高。其减水率高达30%以上，采用很小的掺量(0.2%-0.5%)就可以赋予混凝土较高的流动性。总体来说,聚羧酸系减水剂与其它种类的高效减水剂相比，在性能和生产方面具有以下优点：

1)掺量小，减水效果好。

2)坍落度保持性好。掺加一般的聚羧酸系减水剂，混凝土坍落度可保持两个小时甚至更长时间基本不损失；

3)对水泥凝结时间影响较小。以萘系、密胺系减水剂为主复配而成的泵送剂一般复合有缓凝剂，而采用聚羧酸系减水剂作为泵送剂一般不需要复配缓凝剂，便可直接使用。

4)与水泥的适应性较好。

5)增强效果潜力大。

6)低收缩，一定的引气量。

7)总碱含量低。

8)掺加聚羧酸系减水剂，可增加矿渣粉或粉煤灰代替水泥的百分比，从而提高混凝土绿色化水平。

9)聚羧酸系减水剂主链合成的原料来源较广，单体通常有丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、(甲基)丙烯酸乙醋、乙酸乙烯醋和烯丙基磺酸钠等；

10)聚羧酸系减水剂的分子结构自由度大，生产工艺方面可控制的参数多，高性能化的潜力大；

11)聚合途径多样化，如可利用共聚、接枝、嵌段等，其合成工艺相对较简单；

12)由于不使用甲醛，生产过程不会对环境造成污染。

3聚羧酸系减水剂在应用过程中存在的问题

聚羧酸系减水剂最大的缺点为高引气，目前采用的后加消泡剂方法存在消泡剂分散不良的问题，会引起含气量的波动，最终会引起混凝土强度的波动。几乎每种聚羧酸系减水剂都需要消泡剂来避免不必要的引气，而聚羧酸系减水剂和消泡剂相溶性太差，总能把消泡剂从水中分离出来飘浮在表面。另一个问题是难以延长凝结时间，选择合适的缓凝剂是当前必须解决的问题。最后一个问题是其减缩效果不理想，混凝土的减缩剂的掺量在0.5%以上才能有效，减缩效果为10%～20%左右，而聚羧酸总有效掺量在0.3%～0.5%左右，减缩效果不可能太大，理论值能达到5%～10%就很不错了。

4聚羧酸系减水剂的合成方法

聚羧酸系减水剂的合成主要是以丙烯酸(甲基丙烯酸)为主链接枝聚氧乙烯基EO或聚氧丙烯基PO支链，或以烯丙醇类为主链接枝EO或PO支链，也有以马来酸酐为主链接枝EO或PO支链的。目前合成聚羧酸系减水剂所选的单体主要有以下四种：

1)不饱和酸——如马来酸酐、马来酸和丙烯酸、甲基丙烯酸等；

2)聚丙烯基物质——聚丙烯基烃及其含不同官能团的衍生物等；

3)聚苯乙烯磺酸盐或酯等；

4)（甲基）丙烯酸盐、酯或酰胺等。

具体采用的合成方法主要有以下三种。

4.1先酯化后聚合

就是先将脂肪族羧酸单体，通常是丙烯酸或甲基丙烯酸单体，与聚乙二醇醚进行酯化反应，在聚醚上引入活性双键，缩合成分子量在200至3000之间的活性大单体，然后由该大单体与各种羧酸单体共聚而得。

清华大学的李崇智用过量的丙烯酸与不同分子量的聚乙二醇部分酯化，得到系列的聚乙二醇单丙烯酸酯，再与(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯磺酸钠共聚，所合成减水剂的水泥净浆流动度1h基本无变化。华东理工大学包志军等的合成方法如下：第一步在四口烧瓶中依次按配比加入聚乙二醇单甲醚、对苯二酚、对甲苯磺酸和甲基丙烯酸，加热搅拌，并升温至110℃，反应5小时，得到大分子单体(MAMPEC)；第二步同时滴加MAMPEG、丙烯酸和过硫酸铵水溶液经共聚反应后得成品，该产品在0.8％掺量时的减水率达25.1％。国内的研究者大多采用此种方法[8]。

此方法的优点是各官能团的摩尔比率可任意调节，分子设计多样性。但也有缺点，一是功能性大分子单体的合成难度大，未形成商品化生产，二是(甲基)丙烯酸活性较大，极易发生聚合，所以在酯化反应时，必然要加入阻聚剂。此时，若阻聚剂含量过小，则聚合在第一步就会发生，使得一部分单体酯化不完全，产物分子量、侧链都会相对减少，这必然会影响到流动性；若阻聚剂量过大，在第一步中虽然能充分起到阻聚作用，但过量的阻聚会影响之后的聚合，使得产物的转化率和分子量都会降低，从而减小流动度。另外，该方法中间产物需经分离提纯后转入第二个反应釜进行共聚合反应，工艺比较复杂，操作不方便，成本较高，影响了该成果转化为工业化生产。

4.2 先聚合后酯化

第一步将一种或几种羧酸类单体在溶液中均聚或共聚成高聚物，分子量由几千至几万不等，第二步由该高聚物与单甲氧基聚乙二醇醚在催化剂作用下发生缩合反应，在高分子主链上引入聚醚侧链。

同济大学的王国建等采用该途径，具体步骤如下：在带有搅拌器和冷凝管的三颈瓶中，加入配方量的丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸丁酯，以醋酸乙酯为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，加热回流反应6小时，得到黄色共聚产物。在共聚产物中加入一定量的端羟基聚氧乙烯基醚及适量催化剂进行酯化反应，反应过程中常压蒸馏出醋酸乙酯和水的共沸物反应4～6小时，得到棕黄色接枝产物。在接枝产物中加入适量的醋酸乙酯，并在常温下滴加浓硫酸进行磺化反应，滴加结束后反应2小时，得到深棕色磺化产物。再加入一定量的Na0H溶液快速搅拌直至磺化产物完全溶解，得到最终产品[9]。

该合成方法的优点是工艺简单，所有反应在一个反应釜中完成，且操作方便，成本低。但也有很多问题，最大的难题是难于找到一种合适的溶剂作为聚合反应的介质。如以水为溶剂，则难于保证所有单体都溶于水，另外水也是活性较大的链转移剂，而且由于缩合反应是一可逆平衡反应，反应本身要生成水，

大量水的存在不利于反应进行。采用有机溶剂尽管能解决上述问题，但同时也抹杀了该方法的最大优点——成本低，同时，对环境会造成不可避免的污染，也不符合可持续发展的要求。

4.3 原位聚合与接枝

为了克服聚合后功能化法的缺点,开发了此工艺. 此方法是在主链聚合的同时引入侧链。聚醚作为羧酸类不饱和单体的反应介质，克服了聚羧酸与聚醚相容性不好的问题。该方法是将丙烯酸类单体，链转移剂、引发剂的混合液逐步滴加到装有的甲氧基聚乙二醇的水溶液中，在一定条件下反应制得。这种方法虽然可以控制聚合物的分子量,但主链一般也只能选择含-COOH基团的单体,否则很难接枝,且这种接枝反应是可逆平衡反应,反应前体系中已有大量的水存在,其接枝度不会很高且难以控制。此方法工艺简单,生产成本较低，但分子设计比较困难。

一般，共聚反应采用自由基溶液聚合法，以水为溶剂，用过硫酸铵为引发剂时，有两种合成方法：1)种子聚合法，将部分单体及部分溶剂和少量引发剂加入反应瓶中，加热使聚合反应开始后继续将剩余单体、溶剂和引发剂连续加入反应瓶中；2)一次加入法，将全部单体及全部溶剂加入反应瓶中，加热后连续加入引发剂进行反应[10]。

7聚羧酸系减水剂研究展望

纵观国内外聚羧酸系减水剂的发展情况，国外(尤其是日本、德国等)己形成了相当规模的技术与产品市场，而且在其强大的技术力量支持下，正以较高的速度发展壮大，很多产品已进人中国市场。为缩小与国外的差距，必须吸取国外先进技术经验，同时加强聚羧酸系减水剂的基础研究。从目前的情况来看，应该从以下几个方面进行研究：

1)通过分子设计，得到集大减水、高保坍、低缓凝、低引气功能于一体的聚合物；

2)开发具有多功能性的新一代减水剂，尤其是减水率高、保坍性优异，而且能显著降低混凝土收缩的减水剂；

3)针对预制混凝土构件，研制开发集高减水率、高强和超早强性能的聚羧酸系减水剂，从而满足预制混凝土的生产工艺要求，并有可能代替蒸养甚至蒸压养护环节，大大降低成本和能耗。

4)具有聚合活性的聚乙烯(或丙烯)类大单体的合成研究；

5)梳形聚合物的支链链长(EO或PO链节数)和支链上的封端基团对减水、引气、缓凝的影响；

6)梳形聚合物的主链链长和官能团对减水、引气、缓凝的影响；

7)聚合工艺的优化(主要在于降低生产成本和加强环保两方面)；

8)聚羧酸系高效减水剂与传统减水剂的协同效应研究，从而可通过复配技术进一步降低该产品应用成本。

引气剂使用注意事项

正确使用引气剂或引气减水剂，可以使混凝土强度在损失较小或不损失的情况下，大幅度改善混凝土的抗冻融循环能力和耐久性。另外，使用引气剂也可以改善混凝土的和易性和施工性。然而，由于引气剂随掺量较小，但对混凝土的性能影响却较大；掺引气剂混凝土的含气量也受到很多因素的影响，所以使用引气剂应注意以下几个方面：

1)严格控制混凝土的含气量

应该根据有关设计规范和施工规程，在混凝土配合比设计时正确选择混凝土的含气量，并根据各种因素对混凝土含气量的影响情况，通过实验得出引气剂的适宜掺量。还要注意的一点是，为提高混凝土的耐久性，更重要的是保证硬化后混凝土体内的含气量。

掺加引气剂及引气减水剂混凝土的含气量，不宜超过表4-5的规定；对于抗冻融性要求高的混凝土，宜采用本表规定的含气量数值。

表4-5 掺加引气剂及引气减水剂的混凝土含气量

2)正确选择引气剂品种

引气剂品种有很多，性能有所不同，尤其是引入气泡的大小和分布，以及气泡的稳定性都不同。应选择使用引入的气泡结构合理，稳泡性能好的引气剂品种。

3)确定正确的掺加方法并严格控制掺量

由于引气剂掺量很小，在应用时，最好将引气剂溶于水，配制成具有一定浓度的溶液使用，这样既能增强引气剂的作用效果，又会使得计量比较容易和准确。

在掺加引气剂时，计量一定要准确，掺量少时，不能达到设计的含气量，而当发生超掺情况时，会使混凝土含气量增加，强度将会严重下降，必然会导致惨重的工程质量事故。

4) 保证正确的施工方法

要求配制的引气混凝土在原材料性质、配合比以及搅拌、装卸、浇注密实等各方面的控制指标都尽可能保持一致，这样才能使混凝土的含气量的波动范围最小。

施工时应该采用一般频率的振捣器，如果工地现场没有条件而必须采用高频振捣器进行捣实时，应该在保持不同部位的振捣方法和振捣时间一致。

引气剂对硬化混凝土性能的影响

掺加引气剂对混凝土的力学性能和耐久性均有较大影响，具体如下。

1)对混凝土强度的影响

在混凝土单位水泥用量和坍落度不变的情况下，由于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，即降低水灰比，因而会对其强度产生的影响。

从减水的结果来讲，混凝土的强度会提高，然而，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后对混凝土的强度的影响是两种作用的综合结果。

一般，在水泥用量和坍落度不变的情况下，每增加含气量1%，28天抗压强度降低2%-3%；若保持水灰比不变，则每增加含气量1%，28天抗压强度降低5%-6%。掺加引气减水剂，由于减水率较大，混凝土的强度可以不降低或略有提高。

2)对弹性模量的影响

掺加引气剂或引气减水剂的混凝土，其弹性模量比不掺者普遍降低，且降低的幅度大于强度的变化幅度。其原因是由于水泥浆体中大量微小气泡的存在，使浆体的弹性模量降低了。

3)对干缩的影响

掺加引气剂或引气减水剂对干缩的影响情况是这样的：引气作用会使干缩增大，而减水作用又会使干缩减小，所以其最终结果实际上是两种作用的综合作用。

一般来说，掺加引气剂后，混凝土的干缩会增加，但增加不多。而掺加引气减水剂的混凝土，由于减水率较大，其干缩与不掺者基本相当。

4)对抗渗性的影响

由于掺加引气剂或引气减水剂，使得混凝土用水量减小，泌水沉降率降低，也即硬化浆体中大毛细孔减少，集料浆体界面结构改善，泌水通道、沉降裂纹减少，另外，引入的气泡占据了混凝土中的自由空间，破坏了毛细管的连通性，这些作用都将会提高混凝土的抗渗透性。

掺加引气剂或引气减水剂等外加剂提高混凝土抗渗性的方法也已应用于工程实践，并取得较好的效果。

水利科学研究院等单位的实验结果表明：在相同水灰比条件下，掺引气剂混凝土的抗渗性比不掺者有所提高；在同坍落度、同水泥用量情况下，掺引气剂者的抗渗性比不掺者有显著提高。表4-2是掺加引气剂对混凝土抗渗性影响的部分实验结果。

表4-2 含气量对混凝土抗渗性的影响

5)抗化学侵蚀性

与基准混凝土相比，掺加引气剂或引气减水剂的混凝土，由于抗渗性提高和独立微气泡的存在，其抗化学侵蚀性有提高。但是有关单位的试验证明，掺引气剂或引气减水剂的作用仅表现在使混凝土受化学介质作用的破坏程度减轻，而不存在质的变化。影响混凝土抗化学侵蚀性的最根本的因素是水泥品种、矿物组成和水灰比。

6)抗冻融循环性能

如果在混凝土中掺加一定量引气剂或引气减水剂，则在拌合过程中，混凝土内部产生适量微小气泡，将大大改善混凝土的耐久性，尤其是混凝土的抗冻融循环性能显著提高(几倍甚至几十倍)，这对延长混凝土结构的使用寿命十分重要。

米伦兹(Mielenz)和鲍威尔斯(Powers)等认为，要使混凝土的抗冻融性能良好，气泡间隔系数L值最好控制在100-200μm以下。实验表明，混凝土的含气量与冻融性能密切相关。

图4-2是引气混凝土的含气量与耐久性指数的关系，可见，当混凝土含气量为3%-6%时，混凝土有良好的耐久性，而含气量超过6%时，耐久性随含气量的增大呈下降趋势。混凝土含气量太大，其耐久性不但不随含气量的增加而提高，反而有下降趋势，其原因之一，是由于其强度产生了大幅度下降，如图4-3。表4-3是几个国家对引气混凝土适宜含气量的推荐值，可供参考。

表4-3 几个国家对引气混凝土适宜含气量的推荐值

应注意的是，砂浆的含气量为9%时，对改善抗冻融循环性的效果最好。

当掺加引气减水剂时，由于其同时较好的减水作用，对混凝土的抗冻融性的改善效果更佳。

使用不同种类的引气剂，即使在引气量相同的情况下，由于引入的气泡的组织，即气泡大小和分布状态不同，其对混凝土抗冻融性的改善效果有差异，如表4-4。

混凝土外加剂种类

混凝土外加剂种类 混凝土外加剂种类 2011年09月26日 重要提醒：系统检测到您的帐号可能存在被盗风险，请尽快查看风险提示，并立即修改密码。 | 关闭 网易博客安全提醒：系统检测到您当前密码的安全性较低，为了您的账号安全，建议您适时修改密码立即修改 | 关闭 混凝土外加剂 外加剂能有效改善混凝土某项或多项性能的一类材料，掺量只占水泥质量的5%以下，却能显著改善混凝土的和易性、强度、耐久性或调节凝结时间及节约水泥。外加剂的应用促进了混凝土技术的进步经济效益十分显著，使得高强高性能混凝土的生产和应用成为现实，并解决了许多工程技术难题。如远距离运输和高耸建筑物的泵送问题；紧急抢修工程的早强速凝问题；大体积混凝土工程的水化热问题；纵长结构的收缩补偿问题；地下建筑物的防渗漏问题等。外加剂已成为除水泥、水、砂子、石子以外的第五组成材料，应用越来越广泛。 混凝土外加剂种类有： 1．改善混凝土流变性能的外加剂：如减水剂、引气剂、泵送剂等。 2．调节混凝土凝结硬化性能的外加剂：如缓凝剂、速凝剂、早强剂等。 3．调节混凝土含气量的外加剂：如引气剂、加气剂、泡沫剂等。

4．改善混凝土耐久性的外加剂：如引气剂、防水剂、阻锈剂和养护剂等。 5．提供混凝土特殊性能的外加剂：如防冻剂、膨胀剂、着色剂、絮凝剂、减缩剂和泵送剂等。 减水剂 减水剂是指在混凝土坍落度相同的条件下，能减少拌合用水量；或者在混凝土配合比和用水量均不变的情况下，能增加混凝土坍落度的外加剂。根据减水率大小或坍落度增加幅度分为普通减水剂和高效减水剂两大类。此外，尚有复合型减水剂，如引气减水剂，既具有减水作用，同时具有引气作用；早强减水剂，既具有减水作用，又具有提高早期强度作用；缓凝减水剂，同时具有延缓凝结时间的功能等等。 减水剂的主要功能：1）配合比不变时显著提高流动性。 2）流动性和水泥用量不变时，减少用水量，降低水灰比，提高强度。 3）保持流动性和强度不变时，节约水泥用量，降低成本。 4）配置高强高性能混凝土。 减水剂的作用机理：减水剂提高混凝土拌合物流动性的作用机理主要包括分散作用和润滑作用两方而。减水剂实际上为一种表面活性剂，长分子链的一端易溶于水--亲水基，另一端难溶于水--憎水基，如图4-17所示。分散作用：水泥加水拌合后，由于水泥颗粒分子引力的作用形成絮凝结构，使10～30%的拌合水被包裹在水泥颗粒之中，不能参与自由流动和润滑作用，从而影响了拌合物的流动性（如图4-17）。当加入减水剂后，由于减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有同一种电荷，形成静电排斥作

GB8076混凝土外加剂规范

目次 前言…………………………………………………………………………………………………………………引言…………………………………………………………………………………………………………………１范围……………………………………………………………………………………………………………２规范性引用文件………………………………………………………………………………………………３术语和定义……………………………………………………………………………………………………４代号……………………………………………………………………………………………………………５要求……………………………………………………………………………………………………………６试验方法………………………………………………………………………………………………………７检验规则………………………………………………………………………………………………………８产品说明书、包装、贮存及退货……………………………………………………………………………附录Ａ（规范性附录）混凝土外加剂性能检验用基准水泥技术条件………………………………………附录Ｂ（规范性附录）混凝土外加剂中氯离子含量的测定方法（离子色谱法）…………………………附录Ｃ（资料性附录）混凝土外加剂…………………………………………………………………… 表１受检混凝土性能指标………………………………………………………………………………………表２匀质性指标…………………………………………………………………………………………………表３试验项目及所需数量………………………………………………………………………………………表４外加剂测定项目……………………………………………………………………………………………

混凝土外加剂技术及其应用总结

混凝土外加剂技术及其应用 一、混凝土外加剂的发展简史 外加剂的使用已有100年的历史。最早使用的有CaCl2、CaSO4·2H2O、CaO等，都是作为水泥的调凝剂而使用的。再追溯到古代，动物血、糯米汤、豆腐汁也作为石灰、粘土、草木灰等效结材料中的添加剂来改善其粘结性。 近代外加剂的使用是30年代在美国首先开始的。随着公路交通的发展，混凝土路面发生裂纹、酥松等过早破坏的现象相应增多，尤其是在严寒气候地区问题更为严重，在研究对策中，最初发现掺有树脂和油类的水泥配制的混凝土性质有了变化。开始注意到引气的作用减水效果，即可以提高拌合物的和易性和混凝土的抗冻性，于是在道路工程中首先使用了引气剂。接着又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。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。 随着混凝土技术的发展，外加剂和外掺料成为配制百年耐用混凝土不可缺少的添加材料，如各类减水剂、缓凝剂、引气剂、阻锈剂、防水剂、泵送剂及其各类复合的外加剂等相继诞生，目前总的外加剂品种有500 种左右。正是由于外加剂的作用，引起了各国普遍的重视，尤其是发达国家，要求制造的混凝土工程要美观而经久耐用，更把外加剂作为保证混凝土技术、经济效益的手段。 目前，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，且日本、澳大利亚已达100%。其次是德国、丹麦、瑞典等国使用外加剂的混凝土也达50%以上。 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、三乙酸胺等也作为早强剂使用。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得到推广应用。 我国形成使用外加剂的规模，是到20世纪70年代中期后，由于国内生产建设恢复的需要，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（第一次飞跃是创造了钢筋混凝土技术，第二次飞跃是发明了预应力混凝土技术，第三次飞跃就是高效能外加剂和高性能混凝土的问世）。我国出现了一个大量研究生产外加剂的高潮。各种减水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂、防水剂、阻锈剂、泵送剂、抗冻剂及其各类复合剂等一拥而出300多种，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。目前我国研制的各类外加剂性能不断提高，生产应用水平已向国际先进水平靠拢，制定的生产应用标准也逐渐与世界先进水平接轨。 二、各类外加剂的作用和应用范围 1．混凝土外加剂的分类

常用混凝土外加剂的种类和作用

常用混凝土外加剂的种类和作用 转载标签：外加剂种类作用房产分类：外加剂技术按（GB8075—87）分类，混凝土外加剂按其主要功能可分为四类： 1．改善混凝土拌合物流变性能的外加剂：包括各种减水刘、引气剂和泵送剂等。 2．调节混凝土凝结时间，硬化性能的外加剂：包括缓凝剂、早强剂、速凝剂等。 3．改善混凝土耐久性的外加剂：包括引气剂、防水剂、和阻锈剂等。 4．改善混凝土其它性能外加剂：包括引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。按（GB8075—87）外加剂的命名和定义，外加剂可分为16个名称，其各自定义如下： 1．普通减水剂：在混凝土塌落度基本相同条件下，能减少拌合用水量的外加剂； 2．早强剂：加速混凝土早期强度发展的外加剂；3．缓凝剂：延长混凝土凝结时间的外加剂；4．引气剂：在搅拌混凝土过程能引入大量均匀分布，稳定而封闭的的微小气泡的外加剂； 5．高效减水剂：在混凝土塌落基本相同条件下，能大幅度减少拌合物用水量的外加剂； 6．早强减水剂：兼有早强和减水功能的减水剂；7．缓凝减水剂：兼有缓凝和减水功能的减水剂；8．引气减水剂：兼有引气和减水功能的外加剂；9．防水剂：能降低混凝土在静水压力下的透水性的外加剂； 10．阻锈剂：能抑制或减轻混凝土中钢筋或其它预埋金属锈蚀的外加剂； 11．加气剂：混凝土制备过程中因发生化学反应放出气体，能使混凝土形成大量气孔的外加剂； 12．膨胀剂：能使混凝土体积产生一定膨胀的外加剂； 13．防冻剂：能使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂； 14．着色剂：能制备具有稳定色彩混凝土的外加剂； 15．速凝剂：能使混凝土迅速硬化的外加剂；16．泵送剂：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂

混凝土外加剂种类和作用

混凝土外加剂种类及作用 1.按主要功能分为四类： (1) 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，包括普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、引气剂、引气减水剂和泵送剂等。 (2) 调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、早强剂、早强减水剂和速凝剂等。 (3) 改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、引气减水剂、防水剂和阻锈剂、矿物外加剂等。 (4) 改善混凝土其他性能的外加剂，包括防冻剂、膨胀剂、养护剂、着色剂、水下浇筑混凝土抗分散剂、砂浆外加剂、脱模剂、混凝土表面缓凝剂、混凝土界面处理剂、大掺量掺合料专用混凝土外加剂等。 2.混凝土添加剂的种类及作用 (1) 普通减水剂:混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量。 (2) 高效减水剂:混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅减少拌合用水量，或在用水量相同的条件下，能大幅提高混凝土流动性的外加剂。 (3) 早强剂:加速混凝土早期强度发展。 (4) 缓凝剂:延长混凝土凝结时间。 (5) 引气剂:在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡且能保留在硬化混凝土中的外加剂。 (6) 速凝剂:能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。 (7) 早强减水剂:兼有早强和减水功能。 (8) 缓凝减水剂:有缓凝和减水功能。 (9) 缓凝高效减水剂：兼有缓凝和大幅减少的功能。 (10) 引气减水剂:兼有引气和减水功能。 (11) 防水剂:能提高水泥砂浆、混凝土抗渗性能，降低混凝土在静水压力下的透水性。 (12) 阻锈剂:抑制或减轻混凝土中钢筋或其它预埋金属锈蚀。

(13) 加气剂:混凝土制备过程中因发生化学反应，放出气体，而使混凝土中形成大量气孔。 (14) 膨胀剂:使混凝土产生一定体积膨胀。 (15) 防冻剂:使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够防冻、强度。 (16) 着色剂:制备具有稳定色彩混凝土。 (17) 泵送剂:改善混凝土拌合物泵送性能的。 (18) 保水剂：能增强混凝土保水能力的外加剂。 (19) 保凝剂：能缩短拌合物凝结时间的外加剂。 (20) 絮凝剂：在水中施工时，能增强混凝土粘稠性，抗水泥和集料分离的外加剂。 (21) 减缩剂：减少混凝土收缩的外加剂。 (22) 保塑剂：在一定时间内，减少混凝土塌落度损失的外加剂。 (23) 增稠剂：能提高混凝土拌合物黏度的外加剂。 3.外加剂的作用 （1）改善混凝土、砂浆、和水泥浆塑性阶段的性能 ①在不增加用水量的情况下提高新拌混凝土的和易性，或在和易性相同时减少用水量； ②降低沁水率； ③增加黏聚性，减少离析； ④增加含气量； ⑤降低坍落度经时损失； ⑥提高可泵性； ⑦改善在水下浇筑时的抗分散性； （2）改善混凝土、砂浆和水泥浆在凝结硬化阶段的性能 ①缩短或延长凝结时间； ②延缓水化或减少水化热，降低水化温升速度和温峰高度； ③加强早期强度增长速度；

常用各种外加剂原理及特性

常用外加剂之减水剂原理及特性 减水剂是当前外加剂中品种最多、应用最广的一种，根据其功能分为：普通减水剂(在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂)；高效减水剂 (在保持混凝土坍落度基本相同的条件下，能大幅度减少用水量的外加剂)；引气减水剂(兼有引气和减水功能的外加剂)；缓凝减水剂(兼有缓凝和减水功能的外加剂)；早强减水剂(兼有早强和减水功能的外加剂)。 减水剂按其主要化学成分为：木质素磺酸盐系；多环芳香族磺酸盐系；水溶性树脂磺酸盐系；糖钙等。 1．常用减水剂 (1)木质素磺酸盐系减水剂。这类减水剂根据其所带阳离子的不同，有木质素磺酸钙(木钙)、木质素磺酸钠(木钠)、木质素磺酸镁(木镁)等。其中木钙减水剂(又称M型减水剂)使用较多。木钙减水剂是由生产纸浆或纤维浆的废液，经生物发酵提取酒精后的残渣，再用石灰乳中和、过滤、喷雾干燥而制得的棕黄色粉末。木钙减水剂的掺量，一般为水泥质量的0．2％～O．3％，当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，其减水率为10％～15％，混凝土28d抗压强度提高 10％～20％；若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，则可节省水泥用量10％左右；若保持混凝土的配合比不变，则可提高混凝土坍落度80～100mm。木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，掺量过多或在低温下缓凝作用更为显著，而且还可能使混凝土强度降低，使用时应注意。木钙减水剂是引气型减水剂，掺用后可改善混凝土的抗渗性、抗冻性、降低泌水性。木钙减水剂可用于一般混凝土工程，尤其适用于大模板、大体积浇注、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。木钙减水剂不宜单独用于冬季施工，在日最低气温低于5℃时，应与早强剂或早强剂、防冻剂等复合使用。木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土。

混凝土外加剂作用及种类

混凝土外加剂作用及种类 混凝土的外加剂是指在混凝土拌和过程中掺入的能显著改善砼的性能的物 质。其掺量一般不大于水泥质量的5%。由于外加剂对混凝土性能的改善，它在工程中应用的比例越来越大，不少国家使用掺外加剂的混凝土已占混凝土总量的60%?90%,因此，外加剂逐渐成为混凝土占的第五种成分。 一、外加剂分类 混凝土外加剂种类繁多，根据《混凝土外加剂的分类、命名与定义》规定，混凝土外加剂按其主要功能分为四类： 1.改善工作性的外加剂：减水性、泵送剂、引气剂 2?调节凝结硬化时间的外加剂：缓凝剂、早强剂、速凝剂 3.改善耐久性的外加剂：阻锈剂、防水剂、引气剂 4.改善其它性能的外加剂：加气剂、着色剂、膨胀剂、防冻剂 二、减水剂 减水剂是指在砼坍落度基本相同条件下，加入能显著减少拌和用水量的外加剂。 (一)减水剂的作用机理 减水剂为表面活性物质，其分子由亲水基团和憎水基团两个部分组成。水泥加水拌和，水泥浆成絮凝结构，包裹一部分拌和水，降低了流动性。减水剂的作用机理表现在以下三个方面： (1)其疏水基团定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同电荷，斥力作用使水泥颗粒分开，放出絮凝结构游离水，增加流动性； (2)亲水基吸附大量极性水分子，增加水泥颗粒表面溶剂化水膜厚度，起润滑作

用，改善工作性； （3）减水剂降低表面张力，水泥颗粒更易湿润，使水化比较充分，从而提高混凝土的强度。 图水泥浆的絮凝结构和减水剂作用示意图 （二）减水剂的技术经济效果 1.增大流动性。在用水量及水灰比不变时，混凝土坍落度可增大100?200mm，且不影响混凝土的强度。 2?提高混凝土的强度。在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌和用水 量10 %?15 %，从而降低水灰比，使混凝土强度提高15 %?20 %。 3?节约水泥。在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以在减少拌和水量的同时，相应减少水泥用量。 4.改善混凝土的耐久性。 （三）减水剂的种类 按化学成分主要有木质素系、萘系、水溶性树脂类、糖蜜类和复合型减水剂等。 1.木质素系减水剂 包括木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸钠（木钠）、木质素磺酸镁（木镁）等。其中木钙减水剂应用较多。 木钙减水剂是以生产纸浆或纤维浆剩余下来的亚硫酸浆废液为原料，采用石灰乳中和，经生物发酵除糖、蒸发浓缩、喷雾干燥而制得的棕黄色粉末。 木钙减水剂的适宜掺量，一般为水泥质量的0.2 %?0.3 %。其减水率为10 %? 15 %，混凝土28d抗压强度提高10 %?20%;若不减水，混凝土坍落度可增大

混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法

混凝土外加剂与水泥的适应性问题及解决方法 发表时间：2019-02-25T11:52:27.797Z 来源：《防护工程》2018年第33期作者：郝如如董予冬 [导读] 随着施工技术的不断进步，对水泥混凝土的要求越来越高。混凝土需要达到可调、高强度、流动性大、耐久性高等特点 山东广信工程试验检测集团有限公司山东省济南市 250000 摘要：随着施工技术的不断进步，对水泥混凝土的要求越来越高。混凝土需要达到可调、高强度、流动性大、耐久性高等特点，也需要最大限度地降低生产成本。因此，在这种情况下，需要对混凝土的添加进行严格的分析。其中，混凝土的掺混类型相当复杂，可以提高混凝土的性能。因此，有必要对混凝土外加剂进行严格的分析，不断研究外加剂和水泥的适应性和混凝土特性的影响，了解混凝土外加剂和水泥本身的适应性，充分了解和掌握混凝土本身的性能。为了更好地利用混凝土外加剂，最大限度地发挥混凝土在施工中的作用。 关键词：混凝土外加剂；水泥；适应性问题；解决方法 1 水泥矿物构成对外加剂的影响分析 从结构上来看，水泥矿物主要是由铝酸三钙（C3A）、硅酸二钙（C2S）、硅酸三钙（C3S）、铁铝酸四钙（C4AF）等构成，其中，C3A 的水化速度最快，其次是 C3S，再次是 C2S和 C4AF。以回转窑生产的水泥熟料为例，其矿物构成通常是C3S ：45%~65%。C4AF ：10%~18%。C2S ：15%~32%。C3A ：4%~11%。不过，从实际情况来看，在与外加剂匹配程度上，C3A 水化最快，而且，其对外加剂的吸附也最快，其次是 C3S。可见，C3A 和 C3S 对水泥与外加剂适应性产生主要影响。根据多年来的经验与教训，只要 C3A、C3S 能达到如下两个条件，一般都能满足施工要求：C3A 不大于8% 或 C3A＋ C3S 不大于65%，即只要能确保 C3A 不大于8%，C3S 在 50%~55% 范围内，同时使用两种水泥石膏制备。这种水泥强度通常具有良好的掺混适应性。用萘系列高效复合减水剂、一般木质素型减水剂、泵加料剂等制备。混凝土的倒坍损失较小，能较好地满足施工标准要求。但是，如果C3A大于8%，或者C3A＋ C3S大于65%，水泥和外加剂的问题就会不适应，混凝土的倒坍损失就会比较大。在水泥的各种矿物中，C3A是影响外加剂的主要因素。因此，为了提高水泥的早期强度，水泥厂会增加C3A的含量，但也给外加剂的应用带来很大的困难。 在施工实践中，当发生水泥与外加剂不相适应的问题时，通常可采用如下解决对策： 1.1进行试验比对，使用同一种外加剂，将其与几种不同品牌、种类的水泥进行配置，根据砂浆流动度试验结果，来对外加剂与水泥的适应情况进行评价和判断； 1.2以一种常用且适应良好的掺杂物的水泥为试样，通过砂浆流动试验结果配置其他掺杂物以确定掺杂物的质量。通过对比试验，我们可以看出失调的原因是在水泥或外加剂中。如结果表明是由水泥引起的，则需要进一步分析水泥矿物的组成，并分析水泥石膏的类型、掺入物的类型、高、低碱性含量，以及对外加剂的影响。如结果表明它是由外加剂引起的，有必要立即联系制造商进行调查，看看外加剂的配方是否有变化。 从近年来的情况来看，木质素外加剂的原料发生了很大的变化。主要原因是针叶林原料短缺，而优质褐煤主要供出口，这引起了许多复杂的木质素外加剂质量有所波动。此外，预混混凝土表面存在高含气量、减水量下降等明显问题，导致大量气泡频繁出现。试验结果表明，混凝土强度降低。在萘系减水剂方面，国内大厂都是采用全自动控制生产，产品质量比较稳定。不过，生产合成萘磺酸钠的不少厂家，仍然以人工操作为主，受人为因素影响，在关键生产过程中，磺化、缩合等存在不稳定现象，使得母体聚合度不高，且存在减水率波动较大的情况，如果使用此种母体复合各种萘系减水剂，其质量自然也达不到标准要求。由此看来，尽管外加剂厂家的配方没有发生变化，但却没有重视产品母体质量变化带来的影响。因此，在试验过程中，必须要重视原材料质量的调查和检验，只要发现属外加剂导致的问题，应当立即进行退货处理，如果发生第二次退货，就要停止使用此种外加剂，更换更稳定的品牌。现在国内大多数外加剂厂家，采用的都是复配生产，必须要加强对母体质量的控制。 2混凝土外加剂与水泥适应性的改善措施 根据上述内容可以知道混凝土外加剂与水泥适应性对整个工程施工质量与安全性的重大影响，因此也就要求工程施工单位要更加重视混凝土外加剂与水泥之间存在的适应性问题，从各方面采取改进和完善措施，使混凝土外加剂与水泥适应性问题得到有效解决。 2.1重视混凝土外加剂与水泥的质量检测。混凝土加料和水泥的质量是影响其适应性的重要因素。对混凝土编制者，要对实际施工过程中使用的每一批混凝土外加剂和水泥进行严格的质量检测，同时进行混凝土试验和试验，掌握原材料的技术特点。尽可能将适应性好的混凝土外加剂与水泥一起使用，以防止因联合使用不合适的混凝土外加剂和水泥而发生严重的工程质量事故或成本增加。 2.2复合选用混凝土外加剂，对掺入方法加以合理调整。对合理选择和复合使用混凝土外加剂可大大提高减水剂与水泥的相容性，并能抑制水泥的崩落损失。这已成为提高混凝土外加剂和水泥适应性的快速措施，受到市场的广泛欢迎。该措施的具体内容包括使用速效减水剂和延迟缩合试剂的混合物。通过这两种试剂的性能，可以显著降低水泥崩落速度的损失，进而引起大量微泡混合使用还原剂和气体。因此，提高了水泥混合物的实际流动性能，提高了水泥的粘结力，有利于减少水泥的水分分泌和分离分析。减水剂的混合和应用主要依靠叠加效应和协调效果，以提高混凝土与减水剂的相容性。当运用调整混凝土外加剂配方与掺量的方法还无法解决适应性问题的时候，可以采取调整混凝土配合比的方式来加以解决，在原有基础上适当将初始坍落度增大，这可以作为解决实际工程施工中遇到的紧急事件的处理方法。 2.3重视混凝土外加剂与水泥适应性问题的宣传。要提高混凝土外加剂与水泥的适应性，必须认识到其重要性，才能采取措施解决这一问题。因此，应向混凝土原料生产商、混凝土混合料制造商和实际施工技术人员宣传混凝土加料和水泥适应性的重要性，并重视这一问题的重要性。只有让全社会都认识到混凝土外加剂与水泥适应性问题的重要性，才能正确应对适应性问题带来的各种后果，才能鼓励人们为解决这一问题作出更大的努力。 2.4混凝土制备方、外加剂厂与水泥厂共同采取措施加以解决。混凝土外加剂和水泥的适应性问题不能由一边解决。所有涉及混凝土外加剂和水泥适应性问题的单位必须共同努力解决这一问题。例如，对于水泥厂来说，有必要设法改变过去使用石膏作为凝结剂的做法；当加剂厂遇到与水泥配合使用的水泥时，是混合石膏水泥的问题，需要为工程施工方提供不含糖钙或木钙的外加剂，也可以采取其他措施解

我国混凝土外加剂行业现状及发展趋势

我国混凝土外加剂行业现状及发展趋势 各种混凝土外加剂的应用改善了新拌和硬化混凝土的性能，促进了混凝土新技术的发展，促进了工业副产品在胶凝材料系统中更多的应用，有助于节约资源和环境保护，已经逐步成为优质混凝土必不可少的材料。20世纪30年代，国外就开始使用木质素磺酸盐减水剂，60 年代初，日本和西德先后研制成萘系和三聚氰胺系高效减水剂，从90年代开始，日本和欧洲开始使用聚羧酸系高性能减水剂，混凝土外加剂进入了迅速发展和广泛应用时代。在欧洲，90%的混凝土中使用各种混凝土外加剂，其中70%是各种类型的减水剂。我国外加剂的起步较国外稍晚，20世纪50年代开始木质素磺酸盐和引气剂的研究和应用，70年代以后，外加剂的科研、生产和应用取得重大进展，2000年前后逐渐开始对高性能减水剂进行研究，以聚羧酸系减水剂为代表的高性能减水剂在近5年的时间里应用量连续翻番增长。国家基础建设保持高速增长，铁路、公路、机场、煤矿、市政工程、核电站、大坝等工程对混凝土外加剂的需求一直很旺盛，我国的混凝土外加剂行业也一直处于高速发展阶段。 一、混凝土外加剂行业的发展现状 1.外加剂产品的发展情况 2010年1月~3月，中国建筑材料联合会混凝土外加剂分会组织协会会员单位、各省市的理事和各地有关专家、行业管理部门共同参与了2009年全国混凝土外加剂产品产量调查，在对全国各省市外加剂生产企业进行大量调查工作的基础上，根据多个渠道汇总的各省市外加剂产量数据累加，2009年全国各品种外加剂产量见下表。 目前，全国外加剂品种齐全，混凝土外加剂总产量达722.52万吨。各种合成减水剂产量约484.68万吨，各种高效减水剂（萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸盐、脂肪族和蒽系减水剂）占全部合成减水剂总量的67%,聚羧酸系高性能减水剂占26%,普通减水剂（木质素磺酸盐减水剂）占7%.2009年其他外加剂的产量分别为引气剂1.6317万吨、膨胀剂126.362万吨、速凝剂100.71万吨（其中固体速凝剂占74.32%,液体速凝剂占25.68%）、缓凝剂（葡萄糖酸钠、糖钙、糖蜜等）9.15万吨。据估算，上述外加剂销售产值达到277.8亿元。 （1）高效减水剂 高效减水剂是在混凝土工作性大致相同时，具有较高减水率的一种外加剂，2009年全国总产量为322.79万吨，其中萘系占高效减水剂总产量的82.53%、脂肪族占12.85%、氨基磺酸盐占2.85%、蒽系占1.32%、三聚氰胺系占0.45%.萘系产量占全部合成减水剂总产量的55%,与2007年相比有所下降；聚羧酸系减水剂占全部合成减水剂的26%,与2007年相比有所上升，但萘系仍然是减水剂中使用量大面广的品种。2009年脂肪族减水剂产量比2007年增长29.93万吨，增加较多，这是由于脂肪族减水剂价格较为便宜，主要用于外加剂的复配，河南、浙江两省为脂肪族减水剂生产的大省。 （2）高性能减水剂 以聚羧酸盐类为主要成分的高性能减水剂具有一定的引气性、较高减水率和良好的坍落度保持性能，是环保型的外加剂。国外20世纪90年代开始使用，日本现在的使用率占高效减水剂的60%~70%,欧美约占20%左右。 从2000年前后，我国混凝土工程界逐渐认识聚羧酸系减水剂。近几年来，在高速铁路建设的带动下，高性能减水剂发展迅猛，并得到了大量推广应用。2007年国内年产量为41.43万吨，2009年依据各省聚羧酸外加剂生产量累加计算，产量为126.83万吨，增长幅度达到206%.聚羧酸外加剂生产量比较大的省市是山西省、江苏省和浙江省。 GB50119《混凝土外加剂应用技术规范》编制组对全国主要的7家聚羧酸原料生产企业的原料销售数量进行调查显示，这7家企业2009年聚羧酸原料销售约15万吨，折合聚羧酸减水剂母液约80万吨。此外，还有一些国外的企业也生产和销售聚羧酸外加剂原料。 高速铁路工程用外加剂主要是聚羧酸系减水剂。外加剂分会对2008年~2009年在建的

混凝土外加剂的选用原则

一、混凝土外加剂的选用原则 由于外加剂的应用，混凝土施工技术的新工艺如泵送、喷射等才能实现；特殊工程需要的如特殊防水混凝土、流态混凝土、速凝混凝土、高强混凝土等才可能出现；同时为结构轻质高强开辟了途径；为大面积的现浇和结构大型化创造了条件。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。对一般混凝土主要采用普通减水剂，配早强、高强混凝上时采用高效减水剂；在气温高时，掺用引气性大的减水剂或缓凝减水剂，在气温低时，一般不用单一的引气型减水剂，多用复合早强减水剂；为了提高混凝土的和易性，一般要掺引气减水剂；湿热养护混凝土多用非引气型高效减水剂。北方低温施工的混凝土要采用防冻剂，有防水要求时需采用防水剂、抗渗剂，高层建筑、大体积结构采用泵送混凝土时应使用泵送剂等。根据不同混凝土施工及性能要求选用外加剂种类，各种外加剂有各自的特点，不宜互为代用，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，也是不经济的。 商品混凝土搅拌站使用的大部分外加剂是复配制成的水剂产品，有些是外加剂生产厂直接生产的水剂产品，有些是较远的厂家提供粉剂产品由搅拌站自行在站内复配。由于搅拌站自行复配受场地、设备、技术力量的限制，专业化及多品种复配往往难以实现，看起来节约成本实际上可能得不偿失。外加剂使用不当而造成的危害和经济损失远远大于其本身价值。因此选择一家或几家生产稳定、在附近有水剂生产厂或复配站的供应商尤为重要。太远的水剂供应不经济，就近选择水剂厂具有便捷性、经济性。如上海泰标建材厂在多个大城市建立了水剂复配站，并派技术人员驻地指导，实时调配，给搅拌站提供优质服务就是很好的模式。满足规模、稳定、就近几个条件的外加剂品牌产品就可以取样(送样)试用。 外加剂还存在与水泥相容性、适应性问题。不同品种的水泥，其矿物组成、调凝剂、混合材及细度等各不相同，若在外加剂和掺量均相同的情况下，则应用结果(减水率、坍落度、泌水离析等)会有差别。在初步选用外加剂品牌后，就要进行水泥与外加剂适应性试验。外加剂适应性试验方法及步骤：(见GB50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》)。

混凝土外加剂的正确使用方法及注意事项

混凝土外加剂的正确使用方法及注意事项 2006-01-11 虽然外加剂在我国的应用至今已有四十年的历史了,但是,如果使用不当,便会导致工程质量问题。如:某大桥预应力梁在冬季12月份至1月份,使用秋季使用过的高效减水剂施工,致使混凝土浇注24ｈ还未凝固,并且在浇注17ｄ后还不能张拉钢筋。由于在使用过程中出现一些问题,致使有些单位不愿使用这一新技术,所以对外加剂应有一个较全面的认识。本文根据笔者这几年使用外加剂的经验,谈谈正确的使用方法及注意事项,以期为加快外加剂使用和发展起到推动作用。 1 混凝土外加剂应用前景 在混凝土或砂浆中掺入少量外加剂,可改善混凝土的多种性能,节约水泥用量,降低工程造价,缩短施工周期,是一项使用方便效果显著的技术。在日本、北欧等国家几乎在所有的混凝土中都采用外加剂,外加剂研究和使用早已成为混凝土材料及工艺中的一个重要课题。由于外加剂在混凝土中所起的重要作用,以致在某些混凝土工程中已经将外加剂作为配制混凝土必不可少的第五种组成材料,甚至有些国家已经把发展外加剂作为发展水泥新品种的重要手段。为了改善混凝土的性能,外加剂将成为混凝土不可缺少的一个组成部分。目前许多大的工程都采用高强混凝土,设计强度达到Ｃ50、Ｃ60、Ｃ80,这些混凝土必须掺用高性能外加剂方能满足设计要求。 2 外加剂的功效 使用混凝土外加剂,不仅是为了降低成本,提高经济效益,它有广泛的用途。不同的外加剂有各自的功效:如减水剂有减水作用、加气剂有加气作用、调凝剂有调凝作用等。综合起来,外加剂可发挥如下作用: (1)能改善施工条件,减轻体力劳动,并有利于机械化施工,对保证及提高工程质量有积极作用,能使以前难以完成的高质量的工程在现有条件下完成。例如:可掺加高效能减水剂在工地条件下配制Ｃ80～Ｃ90的超高强混凝土,配制泵送混凝土等。 (2)能减少养护时间,可缩短蒸养时间,可以提早拆模加速模板周转,还可以提早对预应力钢筋混凝土放张、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,可以提高混凝土强度,增加耐久性、密实性、抗冻性、抗渗性,改善其干燥收缩徐变性,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性能的。 (4)可以节约能源。如节约水泥;能增加混凝土和易性,从而使得振捣、抹平等工序顺利进行,缩短振捣抹面时间,降低电耗和油耗。3 使用外加剂应注意的事宜必须认识到外加剂对混凝土有双重作用,使用得当能发挥良好作用,使用不当则会起反作用,其中存在着水泥对外加剂的适应性和掺量问题。 3.1 水泥的适应性

混凝土外加剂

混凝土外加剂是在搅拌混凝土过程中掺入，占水泥质量5%以下的，能显著改善混凝土性能的化学物质，在混凝土中掺入外加剂，具有投资少、见效快、技术经济效益显著的特点。随着科学技术的不断进步，外加剂已越来越多地得到应用，外加剂已成为混凝土除4种基本组分以外的第5种重要组分。请大家总结国内外各种混凝土外加剂种类以及各种外加剂的特性、适用范围。 混凝土分为四个种类： 1.改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括减水剂、引气剂和泵送剂。 2.调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂。 3.改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。 4.改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂。 具体的外加剂的的特性、适用范围： 普通减水剂：减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。它的作用是加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。它的适用范围~特别适用于配制高耐久、高流态、高保坍、高强以及对外观质量要求高的混凝土工程。对于配制高流动性混凝土、自密实混凝土、清水饰面混凝土极为有利。 早强剂：早强剂是指能提高混凝土早期强度，并且对后期强度无显著影响的外加剂。早强剂的主要作用在于加速水泥水化速度，促进混凝土早期强度的发展；既具有早强功能，又具有一定减水增强功能。它的适用范围最适宜初冬和早春季节在低温条件下施工。

缓凝剂：是一种降低水泥或石膏水化速度和水化热、延长凝结时间的添加剂，在商品混凝土中掺人缓凝剂的目的是为了延长水泥的水化硬化时间，使新拌混凝土能在较长时间内保持塑性，从而调节新拌混凝土的凝结时间。它的适用范围~缓凝剂可用于大体积混凝土、碾压混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土、大面积浇筑的混凝土、避免冷缝产生的混凝土、需较长时间停放或长距离运输的混凝土，及其他需要延缓凝结时间的混凝土。缓凝高效减水剂可制备高强高性能混凝土。引气剂：为改善混凝土坍落度、流动性和可塑性，在混凝土拌合物在拌和过程中引入空气而形成大量微小、封闭而稳定气泡的外加剂。掺引气剂能改善混凝土坍落度、流动性和可塑性。减少混凝土泌水和离析，提高混凝土的均质性。提高混凝土的抗折强度，当含气量为3%－5%时，抗折强度提高10%－20%。可以让混凝土的热扩散及传导系数降低，提高了混凝了混凝土抗冻性、抗盐渍性、抗渗性、耐硫酸盐侵蚀及抗碱集料反应性能。适用范围！~主要用于泌水要求的混凝土工程。用于水工、港工等有抗冻性、耐久性要求的混凝土工程。用于建筑砂浆及轻质发泡混凝土等。 高效减水剂：在混凝土塌落基本相同条件下，能大幅度减少拌合物用水量的外加剂。高效减水剂对水泥有强烈分散作用，能大大提高水泥拌合物流动性和混凝土坍落度，同时大幅度降低用水量，显著改善混凝土工作性。但有的高效减水剂会加速混凝土坍落度损失，掺量过大则泌水。减水剂能大幅度降低用水量从而显著提高混凝土各龄期强度。在保持强度恒定时，则能节约水泥10%或更多。。在一个就是减水剂氯离子含量微少，对钢筋不产生锈蚀作用。能增强混凝土的抗渗、抗冻融及耐腐蚀性，提高了混凝土的耐久性。应用范围~几乎所有国家重大、重点工程中，尤其在水利、水电、水工、海工、桥梁等工程中，聚梭酸系减水剂得

混凝土外加剂不适应问题的主要原因及对策分析

摘要:简单介绍了外加剂在水泥混凝土中的作用, 总结了外加剂与水泥产生不相适应问题的主要表现及危害, 具体的论述了引起混凝土中外加剂与水泥不 相适应的主要影响因素。从工程施工质量和安全的角度出发, 阐述了由外加剂与混凝土不适应带来危害的解决对策。 关键词: 混凝土外加剂坍落度 1 引言 混凝土的性能不仅取决于组成材料的性能, 还受到材料之间的适应性及混凝土配合比等因素的影响。外加剂作为混凝土的第5 组分, 所占比重很小, 但对混凝土的性能却影响很大, 能够明显提高混凝土的坍落度、调节凝结时间, 改善混凝土施工性能或节约成本。水泥水化反应时形成絮凝结构将水包裹在里面, 为了使水化更完全以及提高混凝土施工性能需加入更多的水, 外加剂的加入能够 在水泥颗粒表面定向吸附, 使水泥颗粒表面带有同性电荷, 因斥力作用而分离开来,释放出水泥絮凝结构包裹的水分, 使更多的水参与水化反应并提高流动性。 但由于各种原因, 外加剂与水泥也极易产生不相适应问题。主要表现在: ( 1) 外加剂对水泥工作性能改善不明显; ( 2)混凝土坍落度损失过大或混凝土过于快凝; ( 3) 造成混凝土结构构件更易出现的裂缝。这些问题会严重影响水泥混凝土质量, 给工程质量带来隐患, 严重的甚至出现工程事故, 造成重大经济损失。本文着重分析混凝土外加剂与水泥产生不适应性问题的主要因素及相关对策, 对 工程施工质量和工程安全管理均具有一定的参考价值。 2 产生不适应性问题主要因素 外加剂与水泥的不相适应性问题主要的主要因素有: 2.1 外加剂自身的因素 外加剂的自身的原因主要有以下几个方面: ( 1) 品种不同; ( 2) 结构官能团的不同; ( 3) 聚合度不同; ( 4) 复配组分不同。这些影响回通过不同的方式会影响与水泥的适应性。而不同厂家生产出来的外加剂也会有很多差异, 主要原因有: ( 1) 生产制作工艺; ( 2) 厂家制作过程的技术水平; ( 3)质量管理水平。因此, 不同的厂家生产出来的产品必然有差异[1]。 2.2 水泥的矿物组成对外加剂的影响 水泥的矿物组成对外加剂的影响很大, 水泥的矿物组成主要有铝酸三钙(C3A)、铁铝酸四钙(C4AF)、硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)等, 不同矿物组成主要是由生产水泥的原材料和生产工艺决定的, 水泥的矿物组成中对外加剂影 响因素大小依次为C3A>C4AF>C3S>C2S。C3A 水化反应快, 早期强度提高快, 需水量大, C3A 含量过高(质量分数大于8%), C3A 吸附外加剂量大, 外加剂作 用损失大[2]。水泥矿物组成名称和范围见表1, 矿物与水作用时表现出来的特征见表2。 2.3 水泥熟料中添加调凝石膏品种的影响 水泥生产最后工序需加入石膏调节凝结时间, 水泥厂家使用的调凝石膏对外加剂影响因素大小依次为硬石膏( 工业无水石膏) >半水石膏>二水石膏, 水泥厂家为节约成本往往使用工业无水石膏, 这样不影响水泥达到质量指标要求, 对普通不掺加外加剂的混凝土亦没有不良反应, 但对现代掺加外加剂的混凝土, 使

混凝土外加剂分类与技术指标2012

混凝土外加剂分类与技术指标 一、总体分类 1、高效减水剂 主要是以萘为原料的萘磺酸钠甲醛综合物，是一种新型化学外加剂，其化学性能有别于普通减水剂。掺量较多时，减水率可达20%以上。 高效减水剂的品种，以原料来分，主要分为： 以萘为原料的萘横酸钠甲醛综合物 以三聚氰胺为原料的横化三聚氰胺甲醛树脂 以蒽油为原料的聚次甲蒽磺酸钠 以甲基萘为原料的聚次甲基萘磺酸钠 以古马隆为原料的氧茚树脂磺酸钠 以栲胶为原料的高效减水剂 最近研究开发的胺基磺酸盐等其他高效减水剂。 从总量上看，90%以上是萘系减水剂。密胺树脂系高效减水剂，在国内差不多是与萘系减水剂同时出现的，目前国内也有近20家厂生产，但这些厂的生产规模较小，最大的液体年产量也只有1000～2000吨。 2、膨胀剂主要特性是掺入混凝土后能起抗裂防渗作用，它的膨胀性能可补偿混凝土硬化过程中的收缩，在限制条件下成为自应力混凝土。 我国生产的膨胀剂主要品种有： U型膨胀剂（生、熟明矾、石膏等组成） 复合膨胀剂（CEA） 铝酸钙膨胀剂（AEA—高强熟料、天然明矾石、石膏） EA-L膨胀剂（生明矾石和石膏等组成） FN-M膨胀剂（硫铝酸盐混凝土膨胀剂） CSA微膨胀剂（硫铝酸钙等） 脂膜石灰膨胀剂（石灰、硬酯酸等） 3、速凝剂是调节混凝土（或砂浆）凝结和硬化速度的外加剂，它能加速水泥的水化作用，缩短时间，用于喷射混凝土施工。 速凝剂的主要品种有： 红星一型速凝剂（NaAlO2、石膏等） 711型速凝剂（NaAlO2、石膏等） 阳泉I型速凝剂（NaAlO2、CaO、ZnO等） 尧山型（NaAlO2） 731型（NaAlO2） 782型（NaAl2、矾泥、石灰） 785型（水玻璃、重络酸竹等）

浅谈混凝土外加剂与水泥的相容性及其应用

浅谈混凝土外加剂与水泥的相容性及其应用 混凝土是世界上使用最广泛的人造产品，是除了水之外的世界上最常使用的物质。大约66%的混凝土用来建立街道、建筑、公路和其他基础设施。其中混凝土的五大原材料包括水泥、掺合料、水、外加剂、骨料。其中矿粉掺合料情况相对稳定些。粉煤灰掺合料品牌虽然少但来源多元化，时常影响混凝土的拌合性能，对粉煤灰进行车检，对细度、需水量比进行检验控制；粗细骨料可以从厂家源头来控制。但原材料任何一项指标的波动，都或多或少带来混凝土的生产和施工问题。因此除了做好原材料的日常检验，往往是不够的。 标签：混凝土外加剂；水泥；相容性 1、什么是混凝土外加剂与水泥的相容性 按照混凝土外加剂应用技术规范，将经检验符合有关标准的某种外加剂掺加到按规定可以使用该品种外加剂的水泥所配的混凝土中，若能产生应有的效果，则该水泥与这种外加剂是相容的，反之，如果不能产生应有的效果，则该水泥与此种外加剂之间存在不相容性。混凝土外加剂与水泥不相容给混凝土工程带来的质量问题主要表现在以下几个方面：①预拌混凝土在搅拌过程中出现不正常的凝结，影响混凝土的均匀性；②混凝土泌水、离析、分层现象比较严重，致使混凝土质量明显降低；③新拌制的混凝土坍落度损失快，影响混凝土的浇筑和振捣； ④施工时，混凝土硬化以后强度出现明显下降，达不到质量要求，造成经济损失； ⑤混凝土的抗渗性和耐久性明显降低，收缩性加大，给混凝土的后期使用带来诸多不便；⑥大体积混凝土存在裂缝，致使工程质量受到较大影响；因此混凝土外加剂与水泥相容与否至关重要。本文根据GB50119-2013《混凝土外加剂应用技术规范》的附录A进行试验。单种外加剂与三种水泥的相容性试验，对混凝土外加剂与水泥的相容性进行初步探讨。预拌混凝土中普遍用到的是减水剂。 2、影响混凝土外加剂与水泥相容性的因素 2.1 外加剂方面的因素 首先，在混凝土外加剂中，萘系高效减水济的应用是目前占比较多的品种之一。而这种外加剂的主要成份是工业萘。一般来说，工业萘的种类和纯度不同都会直接影响减水剂的应用效果。如果工业萘在减水剂生产过程中所产生的磺化程度高，则就会产生更多的硫酸基磺化物，水溶性也会越好[1]。因此来说，萘系减水剂的水分子聚合度越高，对混凝土塑性效果越好。另外，减水剂的生成状态对水泥的塑性效果也有着关键性的影响，一般来说，萘系减水剂的聚合度保持在10 个左右是最佳的效果，而硫酸钠含量对外加剂适应性能有较大影响，如果在混凝土外加剂生产中对材料的配比失去平衡，则会直接影响外加剂对水泥的分散性能。其次，相对于萘系减水剂来说，聚羧酸高效减水剂的性能会更好一些，与水泥的适应性也更好。在与水泥配比中，不仅渗量低，而且所形成的塑性效果也更明显。一般来说，相同种类的聚羧酸高效减水剂对不同的水泥所产生的相融性

混凝土外加剂的种类和作用

混凝土外加剂 混凝土外加剂的分类、命名与定义 一、引言 1 1 本标准适用于水泥混凝土外加剂的分类与命名，并对每一种被命名的外加剂给以定义。凡符合本标准第2、3章混凝土外加剂定义的每一种产品都应归属于本标准的某一类，并给予名称。 本标准也适用于水泥净浆或砂浆用外加剂。 1 2 每种外加剂按其具有的一种或多种功能给出定义，并根据其主要功能命名。复合外加剂具有一种以上的主要功能，按其一种以上功能命名。 1 3 混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土性能的物质。掺量不大于水泥质量的5%(特殊情况除外)。 1 4 本标准参照采用国际标准草案ISO/DIS 7690。 二、混凝土外加剂的分类 混凝土外加剂按其主要功能分为四类： 2 1 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。 2 2 调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。 2 3 改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。 2 4 改善混凝土其它性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。 三、混凝土外加剂的名称及定义 3 1 普通减水剂water-reducing admixture 在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。 3 2 早强剂hardening accelerator 加速混凝土早期强度发展的外加剂。 3 3 缓凝剂set retarder 延长混凝土凝结时间的外加剂。 3 4 引气剂air entraining admixture 在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。 3 5 高效减水剂superplasticizer 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。 3 6 早强减水剂hardening accelerating and water reducing admixture 兼有早强和减水功能的外加剂。 3 7 缓凝减水剂set retarding and water-reducing admixture 兼有缓凝和减水功能的外加剂。 3 8 引气减水剂air entraining and water reducing admixture