混凝土外加劑技術及其應用

1、混凝土外加劑技術及其應用作者：王定才趙洪義 注：此稿為山東省臨沂市建筑施工單位培訓班講義，被收錄于中國建材工業(yè)出版社出版的全國水泥及混凝土外加劑應用技術文集2003年10月第一版以及中國水泥網(wǎng)技術文庫，網(wǎng)上轉(zhuǎn)載沒有詳細統(tǒng)計。 一.混凝土外加劑的歷史與發(fā)展 1歷史回顧 混凝土外加劑作為產(chǎn)品在混凝土中應用的歷史大約有6070年。但追溯到古代，其實人類早已知道在建筑用膠凝材料中使用一些添加劑。有學者考證在羅馬斗獸場建筑中已知道了在火山灰等凝膠材料中使用一些牛血、牛油、牛奶來改善使用性能。而我國古代有史料記載在秦始皇修建萬里長城時，也曾以粘土、石灰等作為凝膠材料，糯米汁、豬血、豆腐汁等用以增加其粘力，

2、這也算是外加劑吧?？刹樽C的資料也記載在1885年歐洲人已經(jīng)知道在混凝土中摻入硬化調(diào)節(jié)劑；如石灰、石膏。而19世紀末使用氯化鈣曾風靡一時，至今也還在使用。到1895年已經(jīng)用增水劑和塑化劑，摻入道路鋪設的混凝土中，有效地改善了混凝土的耐用久性。 正式的工業(yè)產(chǎn)品始見于1910年，到30年代在美國開發(fā)北美洲時，混凝土路面由于嚴寒氣候的除冰而很快受到破壞，為提高路面混凝土質(zhì)量而使用了“文沙樹脂”來提高混凝土的耐久性。真正的科研產(chǎn)品當算1935年美國Master Builder的E.W.Scxiptrt研究制造成功的以紙漿廢液中木質(zhì)磺酸鹽為主要成分的“普濁里”減水劑（Pozzolitn）。于1937年美國

3、頒布了歷史上第一個減水劑的專利。1954年制定了第一批混凝土外加劑檢驗標準。 我國正式使用混凝土外加劑是20世紀50年代，當時由前蘇聯(lián)專家將松香皂化物引氣劑引入國內(nèi)。在天津塘沽新洪、武漢長江大橋及佛子嶺水庫應用，取得了一定的效果。以后又使用過以亞硫酸鹽法造紙的紙漿廢液、制糖工業(yè)廢蜜為原料的混凝土塑化劑，同時氯化鈣、氯化鈉、三乙酸胺等早強劑使用也很多。隨后由于有些工程使用不當曾出現(xiàn)過工程質(zhì)量問題，再加上眾所周知的原因，直到70年代初中國混凝土外加劑還未形成正式產(chǎn)品。 2.國外混凝土的發(fā)展概況 國外混凝土外加劑技術也是在最近的4050年代才迅速地發(fā)展起來的。20世紀50年代還只有普通減水劑，當時主

4、要是美國的“普濁里”，后來日本引進了“普濁里”并加以改進和發(fā)展，使“普濁里”得到了廣泛應用。40年代中期開發(fā)出了羥基羧酸鹽類減水劑。 前蘇聯(lián)是外加劑研究和使用較早的國家，從20世紀30年代起就開始在混凝土中應用表面活性劑的實驗，中國的木質(zhì)磺酸鹽減水劑即是從前蘇聯(lián)的亞硫酸鹽紙漿廢液減水劑“CCB”引進的。由于前蘇聯(lián)地處寒冷地區(qū)，他們在早強劑，尤其是防凍劑的研究應用上，都處于領先地位，研制應用已有40多年歷史。例如1985年前蘇聯(lián)使用了35萬噸外加劑，其中早強防凍劑即占24萬噸。所使用的品種也多，有無機鹽也有有機物。主要品種有氯化鈉、氯化鈣、碳酸鉀、亞硝酸鈉、尿素、亞硝酸鈣以及這些鹽類的復合物。并

5、對早強防凍劑的工程應用做了詳細的規(guī)定（應用規(guī)范）。 進入了20世紀60年代以后是混凝土外加劑發(fā)展最具歷史意義的時期。當時由于要求混凝土具有更高的強度和更大的流動度，而普通減水劑如木質(zhì)磺酸鹽及文沙樹脂等引氣劑已不能滿足要求。于是1962年日本花王石堿公司的服部健一首先研制成功了萘系減水劑，即麥地高效減水劑。其后1964年前西德又研制成功了以磺化三聚氰胺甲醛樹脂為主要萬分的另一類高效減水劑“Melment”（梅爾門特）。這類減水劑減水 15%以上，并且不引氣，適于配制高強大流動度混凝土，很快得到各國的公認。這種減水劑在美國叫做High-ragewater-redncing agent(高度減水)，

6、英國、澳大利亞、加拿大等國稱為Superplasticizer（超塑化劑）和Fluifier（流化劑），德國使用了Superverflussigar（超流化劑）或Fliessmittel（流化劑）等名稱）。這兩面種減水劑在國際超塑化劑會議上得到過金質(zhì)獎章。 隨后前蘇聯(lián)建工部托拉斯伏爾加河岸地區(qū)建設總局又制造出一種新超塑化劑“Anuaccah”，由含硫酸鹽的丙烯酸鹽廢料加工而成。這種塑化劑能夠生產(chǎn)復雜結(jié)構的密筋構件，與未摻塑化劑的混凝土相比，能夠用較低標號的水泥獲得高強混凝土；新拌混凝土可以作長短距離運輸。在混凝土中摻入0.75%超塑化劑，保證拌合物不分層，能把振動時間縮短1/21/3或者不用振

7、動；混凝土拌合物的流動度可提高5倍，而不降低強度；抗?jié)B性可提高23個標號；減少拌合用水量，保證拌合物和易性，混凝土強度可提高12個等級；能縮短蒸汽養(yǎng)護時間23h，其混凝土的抗凍性指標比未摻的提高40%；可提高構件生產(chǎn)率40%50%,水泥用量減少10%20%。1985年開始大量用于構件生產(chǎn)。 自從高效減水劑問世，使混凝土技術得到了飛速的發(fā)展，新的施工工藝和工法不斷出現(xiàn)，大大地擴展了混凝土的使用范圍。19世紀法國出現(xiàn)鋼筋混凝土，實現(xiàn)了混凝土技術的第一次飛躍，1928年法國E.Freyssint 發(fā)明的預應力混凝土技術，實現(xiàn)了混凝土技術的第二次飛躍，這第三次飛躍就是各種高性能減水劑的問世。為滿足混凝

8、土多種性能的要求，國外還大力發(fā)展及兼有多種性能的復合多功能外加劑以及特殊性能的外加劑。 復合減水劑國外應用量最大的當數(shù)引氣減水劑（AE劑），它不僅可以改善工藝、節(jié)省水泥，同時可以提高混凝土的耐久性。如日本應用最廣，幾乎100%混凝土中都要加入引氣劑。 復合多功能減水劑還有烏克蘭研制的一種利用廉價工業(yè)副產(chǎn)品生產(chǎn)的C ，其主要成分為甲酸鈉、糖漿、聚乙醇等。它是一種濃度為40%50%的水溶液，能明顯地加速混凝土的硬化過程并能夠使水泥具有微孔結(jié)構。提高混凝土的密實度、抗凍性和耐蝕性。摻入 C， 可使拌合物流動度從23cm提高到1820cm，或者是流動度不變而混凝土強度提高30%50%，或者節(jié)約水泥10

9、%20%。 C 的摻量僅為水泥質(zhì)量的0.6%0.8%。用于制造蒸養(yǎng)混凝土時，能縮短養(yǎng)護時間3h。這種外加劑大量用于制造水工構件和混凝土，如河渠的護面板。 其他如日本、瑞典等國研制出了超緩凝劑，它可以調(diào)整摻量來控制混凝土的凝結(jié)時間在24h甚至72h，而對混凝土強度等無不利影響。如日本上智大學圖書館建過程中采用了逆作法施工，在混凝土中摻入超緩凝劑，可在較長時間內(nèi)保持工作度，有足夠時間安放結(jié)構柱，通過定位器可以保證結(jié)構柱的插放精度在1/1000以內(nèi),解決了以往逆作法施工的安全和效率問題。 膨脹劑是一類摻量較大的外加劑。在20世紀60年代中期首先由日本開發(fā)應用，日本的河野俊夫研制成功了石灰系膨脹劑。膨

10、脹劑和膨脹水泥都有可以配制成補償收縮混凝土和自應力混凝土，日本首創(chuàng)的混凝土膨脹劑，給膨脹自應力混凝土的廣泛應用帶來了生機，它的使用靈活、方便，與用膨脹水泥相比，成本大大下降。近年來美國為解決大體積混凝土冷縮裂縫問題，在普通水泥中摻入g，它產(chǎn)生的膨脹率能符合大體積混凝土補償冷縮的要求。歐洲、日本的一些專利還提出用鐵屑和催氧劑等摻入普通混凝土中，通過e2O3水化生成e（），可使混凝土體積產(chǎn)生膨脹，這種膨脹只適于在澆注機械底座和地腳螺栓時應用。前蘇聯(lián)的研究成果則是利用含鋁礦渣、含鋁酸鈣的工業(yè)廢渣、硫酸鹽熟料和煅燒明礬石等經(jīng)磨細混合成為明礬石系膨脹劑。 近年來又開發(fā)了以低級乙醇的氧化物為主要成分的非離

11、子型有機減縮劑。它將水泥凝膠毛細孔中間隙水的表面張力降低，由于毛細管張力，使凝膠的收縮減小。使用減縮劑后，混凝土的干縮可以減小40%。水下混凝土外加劑是一類近年發(fā)展較快的外加劑。由于在水下澆注混凝土，容易引起混凝土離析，特別是水泥的溢出并被水稀釋，使可靠性差并且會污染水質(zhì)。而水下不流散外加劑的發(fā)展即克服了這一問題。日本研制的以纖維素乙醚、丙烯酸等高分子材料為主要成分的水下混凝土施工外加劑，在進行水中預應力構件的施工和流動性，強度不會降低，混凝土不離析，因而不污染水質(zhì)；沒有水泥浮漿，不會生成浮漿皮，施工縫易處理；混凝土流動性很高，不震動也可以施工。摻該外加劑后，混凝土可以方便地用于橋梁下部工程的

12、施工和維護；海底儲油設施，海上平臺等各種海洋構筑物的錨固工程；海岸的岸壁、棧橋、防波堤、造船平臺等的施工和維修；河湖的護岸、水道、水利工程、河上堰等的施工、維修，地下連續(xù)施工灌注樁等水中混凝土工程。另外這種混凝土因其水泥浮漿少及流動性好，研究用于先拱后墻法施工及形狀復雜、搗固困難的混凝土構件。 隨著混凝土中特殊性能要求而發(fā)展起來的速凝劑、緩凝劑、引氣劑（發(fā)氣劑）、阻銹劑、防水劑、泵送劑、著色劑、脫模劑、養(yǎng)護劑、水化抑制劑等品種日益增加。目前國外總的外加劑品種在500 種左右。正是由于外加劑的這種作用，引起了各國普遍的重視尤其是發(fā)達國家和資源相對短缺的國家，更把外加劑作為一種必不可少的保證技術經(jīng)

13、濟效益的手段。 混凝土外加劑使用最普遍的國家有日本、澳大利亞、挪威、美國。這些國家80%以上的混凝土中應用外加劑。例如日本、澳大利亞已達100%。其次像德國、丹麥、瑞典等國使用外加劑的混凝土也達50%以上。英國、法國、意大利及東歐諸國使用量也在30%以上。 3.我國混凝土外加劑的現(xiàn)狀與發(fā)展 我國大規(guī)模研制、開發(fā)和使用外加劑是從解放后開始的，已經(jīng)有40多年的歷史了。這40年來的發(fā)展大致可歸結(jié)成4個階段。 (1) 20世紀50年代初期到60年代中期為發(fā)展的起步階段。最早由重工業(yè)部和水利部研究采用松香類引氣劑和加氣水泥，使用于塘沽新港及佛子嶺水庫。50年代還廣泛地使用了氯化鈣早強劑。鐵道部研究院對紙

14、漿廢液進行了大量的研究，提出了亞硫酸鹽紙漿廢液、蘆葦漿廢液及其石灰沉淀制劑等外加劑的加工和應用。其后又提出了用制糖工業(yè)的廢液經(jīng)加工后制成糖鈣緩凝減水劑。為適應當時大規(guī)模經(jīng)濟建設的需要，1956年國家建委曾制訂過“關于在基本建設中節(jié)約水泥的各項措施”其中對摻用塑化劑和引氣劑都做了一些提倡和規(guī)定，對外加劑的發(fā)展起了一定的推動作用。但到了60年代初由于外加劑使用中的一些技術問題沒有很好解決而阻礙了進一步的發(fā)展。如氯化鈣引起的鋼筋銹蝕問題，由于引氣劑質(zhì)量而引起的混凝土強度損失，木鈣摻量過大而引起的嚴重緩凝等問題。并且由于眾所周知的原因60年代中期至70年代后期一度停滯不前。 (2) 由20世紀70年代

15、中期至80年代中期為第二個階段。由于國內(nèi)生產(chǎn)工作恢復的需要，加之國際上也正是進入混凝土技術因使用減水劑而進入第三次飛躍時期，我國出現(xiàn)了一個大量研究生產(chǎn)外加劑，特別是減水劑的高潮。60年代末中科院工程力學所研制成功了復合早強劑及噴射混凝土用速凝劑。山東建科所，交通部一航局和南京水科院又推廣使用了硫酸鹽型早強劑。進入70年代由南京水科院，交通部一航局，中科院工程力所等6單位組成了協(xié)作組提出了以染料用分散劑、為主體的復合減水劑。1975年鐵道科學院研究了減水劑。以后又由中國建科院、北京建科所、冶金部建筑研究院等組成了木鈣研究推廣協(xié)作組，鑒定推廣了木鈣減水劑。1978年由冶金部和武漢化工所共同研究和鑒

16、定了萘系減水劑FDN，以后清華大學的NF、天津建研所的UNF都是此類萘系減水劑。隨后山東水泥制品所研究試制成功了磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑SM,武漢交通部二航局研制了古碼龍樹脂減水劑CRS，冶金部建筑研究總院研制了KF微孔塑化劑，交通部一航局研制了PC-2引氣劑，等等。幾乎國外常用的類型我國也都相繼研制成功，雖然質(zhì)量上還有一定差距。從1981年開始冶金部建筑研究院搜集整理編寫了“國內(nèi)現(xiàn)有外加劑品種和性能”，幾年來品種增加很快：1981年有57個品牌；1986年有188個品牌。 (3) 20世紀80年代到90年代中期為第三個階段。這一時期的特點為以標準化為中心規(guī)范了外加劑的質(zhì)量，推動了外加劑的應

17、用技術發(fā)展。由于外加劑品種發(fā)展很快，為了規(guī)范生產(chǎn)和使用，必須要有相應的標準。這一階段共制訂了14種外加劑的8個國家標準和1個技術規(guī)范。使生產(chǎn)外加劑有章可循，有了統(tǒng)一的質(zhì)量評定和比較標準。 在這一個時期，不少科研單位高等院校還開展了大量的理論研究工作，這些工作無論是在學術價值或者是對今后生產(chǎn)應用的指導意義都是十分必要的。其中冶金部建研總院與清華大學共同開展的“高效減水劑作用機理模型”，研究水平較高，在美國、加拿大均獲者好評。中國混凝土外加劑協(xié)會、混凝土外加劑學會也在1982年、1983年分別成立，從此從事外加劑工作的同行和學者們有了一個共同交流的場所。十幾年來協(xié)會、學會確為推動混凝土外加劑專業(yè)的

18、發(fā)展做了很多有益的工作，現(xiàn)將1986年，1993年，1999年中國混凝土外加劑學會對全國外加劑行業(yè)的統(tǒng)計情況列于下表。 (4) 20世紀90年代至今為第四個階段混凝土外加劑走向高科技領域的時代。隨著90年代出現(xiàn)的高性能混凝土（HPC），對外加劑提出了更高要求，今后復合型外加劑、新的更高性能外加劑是發(fā)展方向。目前國內(nèi)對高性能混凝土的研究方興未艾，高性能的外加劑呼之欲出，如氨基磺酸鹽類減水劑、丙烯酸接枝共聚類減水劑、超緩凝劑、低堿速凝劑、低摻量低堿型膨脹劑、低堿有機鹽型防凍劑，這些已在研究試制之中了。為適應發(fā)展的需要，20世紀80年代制定的標準也已陸續(xù)進行了修改，這對我國的生產(chǎn)應用水平向國際先進水

19、平靠擾，很有必要，將使我國的標準與世界先進水平接軌。我國混凝土外加劑產(chǎn)品結(jié)構現(xiàn)狀外加劑品種1999年生產(chǎn)能力摻量/%摻外加劑的水泥量/ (萬t)產(chǎn)量/(萬t/a)百分比/%普通減水劑86.50.253200高效減水劑20160.50.752600早強減水劑8.56.823300速凝劑86.524400緩凝減水劑1080.30.62000防凍劑10838200泵送劑540.51600引氣劑10.80.011000膨脹劑2520610400其他外加劑108合計12510010000 二、混凝土外加劑的分類 外加劑可由材料作用、效果或使用目的為主來區(qū)分；也可由材料的組成、化學作用或物理化學作用為主來

20、區(qū)分。 外加劑按其一種或數(shù)種主要功能可分成以下5類： 改善新拌混凝土流變性能減水劑、引氣劑、保水劑等； 調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)、硬化性能緩凝劑、早強劑、速凝劑等； 調(diào)節(jié)混凝土氣體含量引氣劑、發(fā)氣劑、泡沫劑、消泡劑等； 改善混凝土耐久性引氣劑、阻銹劑、抗凍劑、抗?jié)B劑等； 為混凝土提供特殊性能發(fā)氣劑、泡沫劑、著色劑、膨脹劑、堿骨料反應抑制劑等。 我國外加劑按功能可分為6大類，主要有10余個品種。序 號按外加劑功能分類品 種1改善新拌混凝土流變特性普通減水劑高效減水劑早強減水劑緩凝減水劑引氣減水劑2調(diào)節(jié)混凝土硬化性能速 凝 劑3調(diào)節(jié)混凝土含氣量引 氣 劑消 泡 劑4改善混凝土耐久性抗 凍 劑5提供混凝土特殊

21、性能膨 脹 劑防 水 劑養(yǎng) 護 劑6其 他 功 能砂漿外加劑礦渣水泥改性劑混凝土表面緩凝劑混凝土界面處理劑 目前，正在開發(fā)的產(chǎn)品尚有：流平劑、抗?jié)B劑、疏水劑、灌漿劑、粘結(jié)劑、阻銹劑、減水劑、絮凝劑、保水劑、密實劑、著色劑等。 國外主要混凝土外加劑的種類及應用范圍見下表。種類及代號主 要 成 分性 能 特 點應 用 領 域塑 化 劑（BV）木質(zhì)素磺酸鹽亞硫酸鹽紙漿廢液之衍生物減水改善和易性現(xiàn)澆混凝土預制混凝土流 化 劑（FM）即超塑化劑磺化三聚氰胺甲醛縮合物磺化萘甲醛縮合物改性木質(zhì)素磺酸鹽減水顯著，和易性顯著提高，副作用小流態(tài)混凝土，早、高強流態(tài)混凝土密 實 劑（DM）硬脂酸鹽油酸鹽硅酮、硅烷憎

22、水，縮小孔隙，隔斷毛細孔道防水要求高的工程引 氣 劑（LP）松香或其鈉鹽某些洗滌劑某些石油衍生物引入小氣泡以提高抗凍性，改善和易性抗凍性要求高的工程促 硬 劑（BE）三乙醇胺，氮化物，草酸鹽，鋁酸鹽提前脫模、起吊與承載現(xiàn)澆混凝土預制混凝土防 凍 劑（FS）新澆混凝土早期防凍冬期施工噴射助劑（SH）鋁酸鉀，鋁酸鈉，KOH，堿的氟化物速凝、早強、高強與巖石粘結(jié)好噴射混凝土（隧道襯里，地下礦井巖石加固等）緩 凝 劑（VZ）磷酸鹽、硼酸鹽、木質(zhì)磺酸鹽及其衍生物、檸檬酸延緩和易性保持時間大面積施工大尺寸預制件加 氣 劑（GB）AI、Mg、Zn、H2O2產(chǎn)生小氣泡加氣混凝土泡 沫 劑（SB）蛋白質(zhì)、松香皂

23、、某些洗滌劑產(chǎn)生穩(wěn)定泡沫泡沫混凝土空心微珠（MHK）包裹空氣的塑料小球提高抗凍性抗凍性要求高的混凝土穩(wěn) 定 劑（ST）多電解質(zhì)防止離析增強粘度均勻性要求高的混凝土泵送助劑（PH）LP、BV、ST劑塑化，引入小氣泡，增強粘度泵送混凝土灌注助劑（EH）BV、LP、VZ、CB、ST、某些膨脹劑塑化、減水，膨脹預應力構筑物或預制件消 泡 劑（EL）磷酸三丁酯，酞酸二丁酯消泡無氣泡的混凝土堿反應阻止劑（AH）鋰鹽、鋯鹽、鋇鹽抑制堿骨料反應使用對堿敏感的骨料時用防蝕劑混凝土防蝕劑（KSB）氟硅酸鹽減少Ca（OH）2阻塞毛細孔管道，液體貯罐鋼筋防銹劑（KSS）氮化鈉苯甲酸鈉鈍化鋼筋防銹蝕 混凝土外加劑按化學

24、性質(zhì)分類表 三、外加劑的作用和應用范圍 （一）基本作用 各類外加劑都有各自的特殊功能。綜合起來，外加劑可以在以下方面發(fā)揮作用： 1能改善施工條件，減輕體力勞動，并有利于機械化施工，對保證及提高工程質(zhì)量有積極的作用，能使現(xiàn)場條件下完成過去難以完成的要求高質(zhì)量的工程例如可摻加高效能減水劑在工地條件下配制C80C100號的超高強混凝土，摻加減水劑可配制泵送混凝土等。 2能減少養(yǎng)護時間，或預制廠縮短蒸養(yǎng)時間，可以提早拆模加速模板周轉(zhuǎn)，還可以提早以預應力鋼筋混凝土鋼筋放張、剪筋，總之可以加快施工進度。 3能提高或改善混凝土質(zhì)量。許多外加劑可以提高混凝土的強度，增加耐久性、密實性，增強抗凍性、抗?jié)B性，改善

25、干燥收縮及流變性能，有些外加劑能提高鋼筋的耐蝕性等。只要摻用得當是不會降低混凝土的性能的。 4在采取一定措施的條件下，可適量地節(jié)約水泥也不影響混凝土的質(zhì)量。 5可以節(jié)約能源。節(jié)約水泥就是節(jié)約了能源。而增加和易性使搗固、抹平工序易于進行，自然就使能源消耗減少，減少養(yǎng)護和蒸養(yǎng)時間也節(jié)省了能源。因此，外加劑對能源的節(jié)約可起到相當大的作用。各類外加劑節(jié)約水泥情況外加劑類別外加劑示例節(jié)約水泥(%)減水劑萘磺酸鹽木質(zhì)素糖樹脂NNO、MF、UNF、FDN、NF木鈣、木鈉、堿木素糖蜜、TM密胺10205105121525引氣劑松香表面活性劑松脂皂、松香熱聚物烷基苯磺酸鹽、平平加5858早強劑無機鹽防凍劑復合劑

26、硫酸、氯鹽氨、亞硝酸鹽減水早強劑5101015使用1噸外加劑的節(jié)能效果節(jié)能項目使用目的能量(104KL)換算為煤(t)換算為電( 萬度)節(jié)約水泥減少振搗(代替或部分代替)蒸氣養(yǎng)護進行溫度控制4.1854104.181004.18400004.1861108.740.1664.569.872.20.0416.322.49 （二）應用范圍 外加劑的應用范圍十分廣泛，在以下條件下都 可以使用外加劑。 1自然條件下養(yǎng)護的混凝土制品或構件 ，摻用減水劑能改善和易性，或者提高強度，或者節(jié)約水泥。冬季現(xiàn)場澆注混凝土施工時，可摻用早強劑或早強型減水劑。 3夏季滑模施工、水壩等大體積工程 中，可摻用緩凝劑或緩凝

27、型減水劑以延緩水泥放熱過程，可減少收縮裂縫而保證混凝土質(zhì)量。 4噴射混凝土、放水堵漏工程中可摻用速凝劑，使混凝土很快凝結(jié)。 5大模板或鋼筋密集的預應力鋼筋混凝土工程，可使用高效減水劑以利澆注，保證工程質(zhì)量。 6港工、水工混凝土可摻用引氣劑、減水劑以降低水泥用量，提高混凝土和易性或耐久性。 7高標號(C40C70)、超高標號(C70以上)混凝土可摻用高效減水劑來配制。 8大型設備基礎螺栓孔灌漿；大體積混凝土防止裂縫；補償混凝土收縮，防止裂縫和對混凝土補強時的屋面、地下防水等工程 中可摻用膨脹劑。 9許多預制構件品可摻用各種外加劑，有的可減少蒸養(yǎng)時間，有的可改善強力振搗的工藝，這些均有利于提高制品

28、質(zhì)量。 部分外加劑(引氣、減水類)在不同種類混凝土中的使用參見下表。部分外加劑在不同種類混凝土中的使用 四、常用砼外加劑簡介 國家主管部門規(guī)定，全國直轄市、省會城市、沿海開放城市和旅游城市將大力發(fā)展預拌混凝土，從2003年12月31日起禁止這些城市工地現(xiàn)場攪拌混凝土。其它城市至遲在2005年31日也將同樣禁止城市工地現(xiàn)場攪拌混凝土。同時規(guī)定預拌商品混凝土站和各水泥制品廠必須使用散裝水泥，不得在使用袋裝水泥。目前臨沂市基本上沒有正規(guī)的混凝土外加劑企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量令人擔憂。宏藝科技公司根據(jù)臨沂市的特點，審時度勢，投入巨資進行混凝土外加劑研究開發(fā)，并從中國建材院引進混凝土外加劑新技術和全套檢測設備，建

29、立了正規(guī)的外加劑生產(chǎn)線，并和南京工業(yè)大學聯(lián)合開發(fā)了砂漿、混凝土專用特種纖維。目前已能向建筑施工企業(yè)提供產(chǎn)品。下面我簡要介紹一下我公司生產(chǎn)、經(jīng)營“強力牌”的外加劑產(chǎn)品： 1早強劑 定義：加速砼早期強度發(fā)展的外加劑。 主要作用:提高砼早期強度、縮短施工周期 適用范圍：適用于蒸養(yǎng)砼及常溫，低溫和最低溫度不低于-5OC環(huán)境中施工的有早強或防凍要求的砼工程 主要類別：強電解質(zhì)無機鹽類早強劑：如硫酸鹽、硝酸鹽等； 水溶性有機化合物：如 三乙醇胺、甲酸鹽等。 其它：如 有機化合物，無機鹽復合物。 2早強減水劑 定義：兼有早強和減水功能的外加劑 主要作用：提高砼早期強度，縮短施工周期 改善拌合物流動性 節(jié)約水

30、泥 適用范圍：適用于蒸養(yǎng)混凝土及常溫，低溫和最低溫度不低于-5OC環(huán)境中施工的有早強、防凍要求的混凝土工程。 主要品種：普通型早強減水劑。 高效型早強減水劑 3泵送劑 定義：能改善混凝土拌合物泵送劑性能的外加劑 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。 適用范圍：適用于工業(yè)與民用建筑及其它建筑物的泵送施工混凝土；特別適用于大體積混凝土，高層建筑和超高層建筑和滑模施工。 主要品種：普通泵送劑、高效泵送劑 4緩凝減水劑 定義：兼有緩凝和減水功能的外加劑 主要作用：改善砼拌合物和易性，節(jié)約水泥。 有緩凝作用，可降低水泥早期水泥水化熱，防止砼開裂。 適用范圍: 適用于大體積砼，碾壓化

31、砼，炎熱氣候條件下施工的砼，大面積澆注的砼，避免冷縫產(chǎn)生的砼，自流平免振混凝土及其它需要延緩凝結(jié)時間的砼。 主要品種:普通緩凝減水劑、高效緩凝減水劑 5防凍劑 定義：能使砼在負溫下硬化，并在規(guī)定時間內(nèi)達到足夠防凍強度的外加劑 主要作用：提高早期強度、 防止砼受凍破壞 適用范圍：適用于負溫條件下施工的砼 主要品種：早強型防凍劑、防凍型防凍劑 6膨脹劑 定義：能使混凝土產(chǎn)生一定體積膨脹的外加劑 主要作用：防止砼開裂破壞 防止砼的滲漏破壞 增強砼的體積穩(wěn)定性 適用范圍：補償收縮砼 填充用膨脹砼 填充用膨脹砂漿 主要品種：硫鋁酸鈣類 硫酸鋁氧化鈣類 氧化鈣類 7防水劑 定義：能降低混凝土在靜水壓力的透

32、水性的外加劑 主要作用：提高砼的密實性，防滲性。 適用范圍：適用于工業(yè)與民用建筑的屋面，地下室，隧道，巷道給排水池，水泵站等有防水抗?jié)B要求的砼工程。 主要品種： 無機化合物類：如FeCI3，硅灰等。 有機化合物類：膨脹砼及其鹽類，有機硅表面活性劑等。 混合物類：無機類混合物，有機類混合物等。 復合類：上述各類與引氣、減水組分等復合而成。 8普通減水劑 定義：在砼坍落度基本相同的條件下，能減少拌合用水的外加劑 主要作用：節(jié)約水泥 改善拌合物和易性 提高砼強度 適用范圍：適用于普通砼，鋼筋砼及最低氣溫5OC以上施工的砼工程 不宜單獨用于蒸養(yǎng)砼 使用時應先作水泥適應性試驗，合格后方可使用。 主要品種

33、：木鈣，木鎂，木鈉及丹寧等 9高效減水劑 定義：在混凝土坍落度基本相同的條件下，能大幅度減少拌合用水量的外加劑。 主要作用：節(jié)約水泥 改善拌合物和易性 提高砼強度 適用范圍： 適用于最低氣溫0OC以上的混凝土施工，用于配制高強大流動度，泵送，耐久性高的砼。 主要品種：多環(huán)芳香族磺酸鹽類，如萘的磺化物與甲醛縮合的鹽類，胺基磺酸鹽等。 10建材用改性特種纖維 產(chǎn)品特性 目前傳統(tǒng)混凝土、水泥砂漿在使用過程中常因塑性及干縮等原因產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，從而影響使用年限。本公司開發(fā)的建材用改性特種纖維，具有彈性模數(shù)高，抗張強度大，抗老化性能好，握裹力佳，與水泥相容，抗酸抗堿性能好等特點。該纖維采用了化學改性和物理

34、改性，并采用了特殊的纖維表面處理技術，提高了與混凝土的嚙合度和物理接觸，這樣當添加于混凝土或砂漿中，因千千萬萬個纖維產(chǎn)生的加勁作用，能充分防止水泥漿、水泥砂漿或混凝土因干縮所產(chǎn)生的裂縫有別與傳統(tǒng)鋼筋承受結(jié)構應力的行為，此種強化混凝土或水泥砂漿的作用，稱之為二次加勁，能有效抵消水泥硬化過程中所生產(chǎn)的干縮內(nèi)應力。這種功效，使得混凝土等的耐久性、耐磨性、耐沖擊性、抗張性、韌性、防凍性等均大幅增加，而滲透性卻大大降低，經(jīng)過多年的實踐，每一立方混凝土添加0.9kg左右改性特種纖維，效果非常顯著。 材料性質(zhì) 材 料：改性特種纖維 吸 水 性：0% 比 重：0.9 纖維長度：5mm-20mm（可根據(jù)用途特制

35、） 纖維形狀：三葉異形單纖 纖維細度：14dtex0.3(可根據(jù)用戶要求特制) 熔 點：160-170oC 燃 點：590 oC 導 熱 性：低 導 電 性：低 抗老化性：好 抗酸、抗堿性：佳 添加量 混凝土：每立方混凝土添加0.9公斤。 水泥砂漿：每立方水泥砂漿添加1公斤。 有特殊要求時，宜先做系列配比試驗。 使用長度 混凝土骨材最大粒徑纖維長度12-20mm12mm20-25mm20mm（或3/4”） 水泥砂漿施工厚度纖維長度10mm5mm10-20mm12mm20mm20mm(或3/4”) 纖維水泥板 一般板材厚度多為6mm,9mm，故應采用5mm長之纖維。 拌合方式 拌合方式及下料順序

36、與傳統(tǒng)混凝土或水泥砂漿相同。 因添加纖維后，會使工作度略為降低，為維持良好的工作度，建議拌合時添加減水緩凝劑或強塑劑，雖然不致影響混凝土或砂漿之品質(zhì)，但仍以先作試拌為宜。 因纖維本身極細，長度短，且添加量少，極易均勻拌合，故添加纖維時，在預拌廠或拌合車添加均可。若于拌合車中拌合時，必須以急轉(zhuǎn)速拌合20-40轉(zhuǎn)或平常轉(zhuǎn)速1-2分鐘即可。在預拌廠拌合時，拌合時間宜增加15-30秒鐘使纖維分布更加均勻。 主要用途 預鑄混凝土，如管、板、梁、槽等。 剛性路面。 停車場、車道、人行步道、加油站、球場、游泳池等。 隧道及旁坡保護工程之噴漿或噴凝土。 建筑物之樓地板。 橋梁工程之剛性橋面板。 工業(yè)廠房地坪。

37、 港灣工程之碼頭面。 機場之停機坪。 防蝕工程。 墻壁之防水、防裂粉刷。 包裝及儲運 標準紙袋0.9kg/包，每10袋裝一紙箱。采用可溶性紙袋包裝，直接投入攪拌，使用簡便。 儲存時請勿曝曬陽光下。 可以根據(jù)用戶需求特殊包裝。 應用實例 國際體操中心 虹口足球場 浦東國際東方醫(yī)院 龍華旅游城 廣州棠下安居工程8000m2地下室 新中國大廈地下室工程（廣東） 南方實業(yè)大廈地下室工程（廣東） 中水廣場大廈4500 m2地下室工程 五、使用外加劑應注意的事項 1根據(jù)工程特點選用合適的外加劑 幾乎各種混凝土都可以摻用外加劑，但必須根據(jù)工程需要、施工條件和施工工藝等選擇合適的外加劑。如一般混凝土主要采用普

38、通減水劑，早強、高強混凝土采用高效減水劑，氣溫高時，摻用引氣性大的減水劑或緩凝減水劑，氣溫低時，一般不用單一引氣型減水劑，多用復合早強減水劑，為了提高混凝土的和易性，采用防水劑，高層建筑采用泵送混凝土時應使用泵送劑等，為了發(fā)揮各種外加劑的特點，不宜互為代用，如將高效減水劑作普通減水劑用，普通減水劑當早強減水劑用都是不合適的。外加劑對不同的水泥有一個適應性問題，如某些減水劑對摻硬石膏的水泥不發(fā)揮作用。 2注意外加劑的質(zhì)量 關注外加劑的質(zhì)量，除關注某些廠家不注意原材料質(zhì)量控制，粗制濫造，以假亂真，提供偽劣產(chǎn)品外，對質(zhì)量較好的產(chǎn)品也應注意某些問題，如應詳細了解產(chǎn)品實際性能，注意生產(chǎn)廠所提供的技術資料

39、和應用說明。又如目前我國減水劑牌號眾多，諸多廠家未明顯標示其產(chǎn)品品種，而且質(zhì)量不一，因此，在工程應用前，應按照質(zhì)量標準對選擇好的減水劑進行摻減水劑混凝土性能要求（與基準混凝土相比）的檢驗，為了確定摻量，對液態(tài)減水劑應測定溶液密度；對粉劑減水劑應測定固體物含量。在粉劑產(chǎn)品中，有些由于烘干不徹底或包裝不符合要求而受潮，致使產(chǎn)品中的固體含量大都在75%80%左右，因此在這種情況下切勿將固體物質(zhì)以100%用作計算摻量的依據(jù)。 3注意水泥品種的選擇 在原材料中，水泥對外加劑的影響最大，水泥品種不同，將影響減水劑的減水、增強效果，其中對減水效果影響更明顯。高效減水劑對水泥更有選擇性，不同水泥其減水率的相差

40、較大，水泥礦物組成、摻和料、調(diào)凝劑、堿含量、細度等都將影響減水劑的使用效果，如摻有硬石膏的水泥，對于某些摻減水劑的混凝土將產(chǎn)生速硬或使混凝土初凝時間大大縮短，其中萘系減水劑影響較小，糖蜜類會引起速硬，木鈣類會使初凝時間延長。因此，同一種減水劑在相同的摻量下，往往因水泥不同而使用效果明顯不同，或同一種減水劑，在不同水泥中為了達到相同的減水增強效果，減水劑的摻量明顯不同。在某些水泥中，有的減水劑會引起異常凝結(jié)現(xiàn)象。為此，當水泥可供選擇時，應選用對減水劑較為適應的水泥，提高減水劑的使用效果。當減水劑可供選擇時，應選擇施工用水泥較為適用的減水劑，為使減水劑發(fā)揮更好效果，在使用前，應結(jié)合工程進行水泥選擇

41、試驗。 4使用前進行試驗 為了確保工程質(zhì)量，根據(jù)現(xiàn)有的標準，如對減水劑在使用前首先要作勻質(zhì)性試驗，一般應測定表面張力和含固量兩項，當測定表面張力有困難時，可用起泡性代替，然后進行混凝土試配，如檢驗減水劑混凝土的性能，一般應測定坍落度損失、減水率、含氣量和抗壓強度4項。 5注意常握摻量 每種外加劑都有適宜的摻量，即使同一種外加劑，不同的用途有不同的適宜的摻量。摻量過大，不僅在經(jīng)濟上不合理，而且可能造成質(zhì)量事故。如對有引氣、緩凝作用的減水劑，尤其要注意不能超摻量。如木鈣摻量大于水泥重要的0.5%，會引入過量空氣而使初凝緩慢，降低混凝土強度。高效減水劑摻量過小，失去高效能作用，而摻量過大（1.5%）

42、，則會由于泌水而影響質(zhì)量。氯鹽的限制是眾所周知的，過量會引起鋼筋銹蝕。防凍劑的摻量與溫度有關，并且根據(jù)強度效果作了摻量規(guī)定，總之，影響外加劑摻量的因素較多，如對減水劑就有摻加方法、水泥品種、拌合物的初始流動性及養(yǎng)護制度等。 6采用適宜的摻加方法 在混凝土攪拌過程中，外加劑的摻加方法對外加劑的使用效果影響較大。如減水劑摻加方法大體分為先摻法（在拌合水之前摻入）、同摻法（與拌合水同時摻入）、滯水法（在攪拌過程中減水劑滯后于水23min加入）、后摻法（在拌合后經(jīng)過一定的時間才按1次或幾次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中，再經(jīng)2次或多次攪拌）。不同的摻加方法將會帶來不同的使用效果，不同品種的減水劑，

43、由于作用機理不同，其摻加方法也不一樣。如對于萘系高效減水劑，為了避開水泥種的C3A、C4AF礦物成分的選擇性吸附，以后摻法為好，又如木鈣類減水劑，由于其作用機理是大分子保護作用，故不同的摻加方法影響不顯著。影響減水劑摻加方法的因素主要有水泥品種、減水劑品種、減水劑摻量、摻加時間及復合的其它外加劑等。均宜通過試拌確定。 7注意調(diào)整混凝土的配合比 一般地說，外加劑對混凝土配合比沒有特殊要求，可按普通方法進行設計。但在減水或節(jié)約水泥的情況下，應對砂率、水泥用量、水灰比等作適當調(diào)整。 砂率 砂率對混凝土的和易性影響很大。由于摻入減水劑后和易性能獲得較大改善，因此砂率可適當降低，其降低幅度約為1%4%，

44、如木鈣可取下限1%2%，引氣性減水劑可取上限3%4%，若砂率偏高，則降低幅度可增大，過高的砂率不僅影響混凝土強度，也給成型操作來一定的困難。具體配比均應由試配結(jié)果來確定。 水泥用量 混凝土中摻用減水劑均有不同程度節(jié)約水泥的效果，使用普通減水劑可節(jié)約5%10%，高效減水即可節(jié)約10%15%。用高標號水泥配制混凝土，摻減水劑可節(jié)約更多的水泥。 水灰比 摻減水劑混凝土的水灰化應根據(jù)所摻品種的減水率確定。原來水灰比大者減水率也較水灰比小者高。在節(jié)約水泥后為保持坍落度相同，其水灰比應與未省水泥時相同或增加約0.010.03。 8注意施工特點 如攪拌過程中要嚴格控制減水劑和水的用量，選用合適的摻加方法和攪

45、拌時間，保證減水劑充分起作用。對于不同的摻加方法應有不同的注意事項，如干摻時注意所用的減水劑要有足夠的細度，粉粒太粗，溶解不勻，效果就不好；后摻或干摻的，必須延長攪拌時間1min以上。 摻減水劑的混凝土坍落度損失一般較快，應縮短運輸及停放時間，一般不超過30min，否則要用后摻法。在運輸過程中應注意保持混凝土的勻質(zhì)性，避免分層，摻緩凝型減水劑要注意初凝時間延緩，摻高效減水劑或復合劑有坍落度損失快等特點。又如，蒸養(yǎng)混凝土中外加劑若使用不當，混凝土表面會出現(xiàn)起鼓、脹裂酥松等質(zhì)量問題，強度也顯著下降，因此在蒸養(yǎng)混凝土中要注意如下問題：選擇合適的外加劑，如引氣類外加劑就不宜使用；要控制外加劑摻量；要有

46、一定的預養(yǎng)期和升溫期；要通過試驗確定恒溫溫度和時間。 9注意攪拌、運輸和成型操作 在攪拌時，對于不同的摻加方法需要不同的注意事項。如干摻時必須注意所用的減水劑要有足夠的細度，粉粒太粗，溶解不勻，效果就不好；后摻或干摻的，必須延長攪拌時間1min以上，在預制構件生產(chǎn)中尤其要注意這一點。在運輸過程中應注意保持混凝土的勻質(zhì)性，避免分層，摻緩凝型減水劑要注意初凝時間延緩，摻高效減水劑或復合劑要注意坍落度損失快等特點；摻引氣型減水劑成型時，要注意振搗除氣，否則會影響效果。 六、外加劑在典型工程中的應用 1.商品混凝土 商品混凝土中應用外加劑的目的，是克服混凝土運輸途中坍落度損失、節(jié)約水泥及滿足特種要求，

47、如可泵性、早強及降低水泥初期水化熱等。 商品混凝土中主要應用減水劑，冬期施工時用早強減水劑，少數(shù)單位應用高效減水劑。如寶鋼一期工程共用商品混凝土216萬m3，使用普通減水劑1400t，節(jié)約水泥4.8萬t，節(jié)約資金140萬元。上海市建工局商品混凝土供應站年綜合供應能力50萬m3，截至1986年底在130萬m3混凝土摻普通減水劑1145t、3F早強減水劑283t，節(jié)約水泥3萬余噸。常州商品混凝土站使用普通減水劑之前水泥用量超過定額5%，使用普通減水劑后比定額低5%。 2.泵送混凝土 采用泵送工藝一晝夜可澆筑幾千立方米混凝土。具有施工速度快、勞力省、工效高、費用低的特點。目前在一些中心城市發(fā)展較快，

48、泵送混凝土中應用外加劑的主要目的是提高混凝土的可泵性及確保混凝土的質(zhì)量。 泵送混凝土中應用的外加劑主要是泵送劑，當混凝土標號較高時應用AF、FFT、FDN等高效減水劑。如南京金陵飯店是我國高層建筑中第一個使用泵送混凝土的工程，泵送垂直高度112m3，水平泵送距離114m3，共澆筑混凝土1800m3。工程應用表明，以泵送劑配制的混凝土可泵送性良好，具有一定的緩凝性，夏季施工更為有利，成本比用高效減水劑低23倍。 寶鋼一期工程是我國大規(guī)模應用泵送混凝土的工程，如一號高爐基礎6200m3混凝土，轉(zhuǎn)爐基礎7000余m3混凝土，不到30h就澆筑完畢，平均勞動率為16.5m3/工日。施工中應用泵送劑，滿足

49、了可泵送性及降低水泥初期水化熱要求。 北京中日友誼醫(yī)院地下工程、深圳國際商業(yè)大廈泵送混凝土分別使用了AF、FFT減水劑。 3.防水混凝土 應用外加劑是提高混凝土抗?jié)B性的有效措施。所用的外加劑有引氣劑、引氣減水劑、膨脹劑、三乙醇胺及氯化鐵防水劑。例如： 馬鋼選礦廠2號泵房防水混凝土配合比為水泥:砂:石=1:19:3.5，摻入水泥質(zhì)量1/萬的引氣劑，使用多年泵房內(nèi)部干燥。 上海鐵合金廠機修工段地下防水混凝土采用引氣劑，廣州白鵝潭賓館地下室施工中應用防水劑，均取得了較好效果。 安徽省屋面防水中推廣應用明礬石膨脹劑。主要作法有：現(xiàn)澆混凝土防水屋面；預制混凝土屋面上鋪設一層厚4cm的明礬石膨脹混凝土，中

50、間雙向配制直徑4mm的冷拔絲，間距150200mm；構件自防水，即在預制屋面板中摻加明礬石膨脹劑，板縫處澆灌防水油膏。 4.大模板施工 大模板現(xiàn)澆混凝土墻體施工工藝，具有工程進度快、裝修濕作業(yè)少、勞動強度低、結(jié)構質(zhì)量和抗震性能好的優(yōu)點。大模板施工的特點是墻體薄、澆筑高度大、表面要求平整、拆模早。為此，應用外加劑的目的：提高混凝土的流動性，保水性和粘聚性，泵送時坍落度812cm，用料斗澆筑時46cm；要求混凝土810h達到拆模強度(大于1MPa)冬季大于4Mpa。2428h達到扣板強度（大于4MPa）。所以，夏季一般應用緩凝減水劑，冬季應用早強減水劑或高效減水劑。例如，上海睦家宅高層住宅大樓現(xiàn)澆

51、內(nèi)墻施工中，應用緩凝減水劑，氣溫10OC以下時復合使用早強減水劑。北京第三建筑工程公司在11號樓大模板冬期施工中，也采用早強減水劑。 5.滑模施工 滑模施工具有節(jié)省模板、加快施工速度等優(yōu)點。滑模施工中應用外加劑的目的是，滑升時阻力小，不拉裂或帶起混凝土；出模的混凝土易于抹坪，同時能支撐上部混凝土的自重?；Ｊ┕は募居镁從郎p水劑，冬期用AF等高效減水劑或復合早強減水劑。如江西某廠180m鋼筋混凝土煙囪夏期滑模施工中應用緩凝減水劑，上海金山糧倉冬期滑模施工時復合使用早強減水劑。 6.夏期施工 夏期施工時混凝土坍落度損失快，水分蒸發(fā)快，澆筑及抹平困難。施工中常用的是緩凝外加劑。如葛洲壩水利樞紐地處宜

52、昌，夏季月平均氣溫33OC，最高氣溫達41OC，采用緩凝劑摻量C0.35%，較好地解決了施工問題。 7.冬期施工 低溫給混凝土帶來的主要危害是，混凝土強度發(fā)展慢，施工周期長，混凝土受凍遭致破壞。正溫情況下主要采用早強減水劑或早強劑；-5OC5OC正負交變情況下采用草袋等復蓋時可使用早強減水劑或早強劑；-5OC以下時應用防凍劑。 目前我國三北地區(qū)混凝土冬期施工中所用的抗凍劑，無論種類或數(shù)量均越來越多。就品種而言主要有碳酸鹽型、氨水型、尿素型等。 非三北地區(qū)常用復合早強減水劑。例如，連云港市混凝土構件廠19861987年在“華聯(lián)商廈”預制樁工程施工中，氣溫05OC，最低溫度-12OC，應用早強高效減水劑，防止混凝土凍結(jié)，保證了混凝土強度和工程進度。鎮(zhèn)江市建筑工程公司構件廠、南京市金陵房屋配件廠等在冬期施工中應用早強劑，場地周轉(zhuǎn)由10d縮