混凝土外加劑是指在拌制混凝土過(guò)程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質(zhì)。一般情況摻量不超過(guò)水泥質(zhì)量的5%。

第八節(jié)混凝土外加劑和摻合料一、外加劑按化學(xué)成分可分成三類(lèi)：

（１）無(wú)機(jī)化合物，多為電解質(zhì)鹽類(lèi)。

（２）有機(jī)化合物，多為表面活性劑。

（３）有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合物。按功能分為四類(lèi)：

（ｌ）改善流變性能。（減水劑、泵送劑、保水劑等）

（２）調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，硬化性能。（緩凝劑、早強(qiáng)劑、速凝劑等）

（３）改善耐久性能。（引氣劑、防水劑和阻銹劑等）

（４）改善其他性能。（膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑、堿骨料反應(yīng)抑制劑、隔離劑、養(yǎng)護(hù)劑等。）

外加劑的分類(lèi)減水劑是指在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌合用水量的外加劑。1.減水劑的作用機(jī)理

（一）減水劑摻入減水劑前：水泥加水拌和后，產(chǎn)生許多絮狀物而形成絮凝結(jié)構(gòu)，使10％～30％的拌合水被包裹在其中，從而降低了混凝土拌合物的流動(dòng)性。摻入減水劑后：減水劑分子定向吸附于水泥顆粒表面，親水基端指向水溶液。由于親水基團(tuán)的電離作用，使水泥顆粒表面帶上電性相同的電荷，產(chǎn)生靜電斥力，致使水泥顆粒相互分散，導(dǎo)致絮凝結(jié)構(gòu)解體，釋放出游離水，從而有效地增大了混凝土拌合物的流動(dòng)性。２.減水劑的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果在保持和易性不變，也不減少水泥用量時(shí)，可減少拌和水量5%-25%或更多，降低水灰比，提高混凝土的強(qiáng)度。在保持原配合比不變的情況下，可使拌合物的坍落度大幅度提高(可增大100-200mm)。若保持強(qiáng)度及和易性不變，可節(jié)省水泥10%-20%。

（一）減水劑3.常用的減水劑按主要功能分為普通減水劑、高效減水劑、早強(qiáng)減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑等幾種。目前，減水劑主要有木質(zhì)素系、萘系、樹(shù)脂系、糖蜜系等幾類(lèi)。

（一）減水劑（1）木質(zhì)素系減水劑主要有木質(zhì)素磺酸鈣（木鈣）、木質(zhì)素磺酸鈉（木鈉）和木質(zhì)素磺酸鎂（木鎂）之分，其中以木鈣使用最多，并簡(jiǎn)稱(chēng)Ｍ劑，它屬于陰離子表面活性劑。Ｍ劑是以生產(chǎn)紙漿或纖維漿的亞硫酸木漿廢液為原料，采用石灰乳中和，經(jīng)生物發(fā)酵除糖、蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥而制成，為棕黃色粉狀物。Ｍ劑因原料豐富，價(jià)格低廉，并具有較好的塑化效果，故目前應(yīng)用十分普遍。Ｍ劑為普通減水劑，其適宜摻量為0.2％～0.3％，減水率10％左右。Ｍ劑對(duì)混凝土有緩凝作用，一般緩凝１～３ｈ。（2）萘系減水劑萘系減水劑為高效減水劑，它是以工業(yè)萘或由煤焦油中分熘出的含萘及萘的同系物熘分為原料，經(jīng)磺化、水解、縮合、中和、過(guò)濾、干燥而制成，為棕色粉末，其主要成分為β-萘磺酸鹽甲醛縮合物，屬陰離子表面活性劑。目前我國(guó)生產(chǎn)的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建Ｉ型、SN-２、AF等。萘系減水劑適宜摻量為0.5％～1％，其減水率較大，為10％～25％，增強(qiáng)效果顯著，緩凝性很小，大多為非引氣型。適用于日最低氣溫０℃以上的所有混凝土工程，尤其適用于配制高強(qiáng)、早強(qiáng)、流態(tài)等混凝土。（3）樹(shù)脂類(lèi)減水劑此類(lèi)減水劑為水溶性樹(shù)脂，主要為磺化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂減水劑，簡(jiǎn)稱(chēng)密胺樹(shù)脂減水劑。它是由三聚氰胺、甲醛、亞硫酸鈉按適當(dāng)比例、在一定條件下經(jīng)磺化、縮聚而成，為陰離子表面活性劑。我國(guó)產(chǎn)品有SM樹(shù)脂減水劑，為非引氣型早強(qiáng)高效減水劑，其各項(xiàng)功能與效果均比萘系減水劑還好。SM適宜摻量為0.5％～２％，減水率達(dá)20％～27％。對(duì)混凝土早強(qiáng)與增強(qiáng)效果顯著，能使混凝土1d強(qiáng)度提高一倍以上，７ｄ強(qiáng)度即可達(dá)空白混凝土２８d的強(qiáng)度，長(zhǎng)期強(qiáng)度亦明顯提高，并可提高混凝土的抗?jié)B、抗凍性能及彈性模量。（4）糖蜜類(lèi)減水劑糖蜜類(lèi)減水劑為普通減水劑，它是以制糖工業(yè)的糖渣、廢蜜為原料，采用石灰中和而成，為棕色粉狀物或糊狀物，其中含糖較多，屬非離子表面活性劑。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品粉狀有TF、ST、3FG等。糖蜜減水劑適宜摻量為0.2％～3％，減水率10％左右，緩凝3ｈ以上，故屬緩凝減水劑。4.減水劑使用要點(diǎn)適應(yīng)性：通過(guò)試驗(yàn)確定減水劑的品種、摻法和摻量；摻量：根據(jù)使用條件、施工條件、混凝土原材料等因素根據(jù)試驗(yàn)確定；摻法：先摻法、同摻法、后摻法

（一）減水劑

（一）減水劑先摻法：減水劑干粉先與水泥（和摻合料）混合，然后加入集料與水一起拌合均勻。

同摻法：將減水劑預(yù)先溶于水，配制成一定濃度的水溶液，攪拌混凝土?xí)r與拌合水同時(shí)加入。優(yōu)點(diǎn)：計(jì)量準(zhǔn)確，拌合質(zhì)量均勻，攪拌程序較簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：隨著時(shí)間的延續(xù)，拌合物坍落度損失較大。后摻法：預(yù)拌混凝土?xí)r，先不加入減水劑，而是在澆注混凝土拌合物前或在混凝土拌合物運(yùn)輸過(guò)程中加入，并進(jìn)行二次攪拌。優(yōu)點(diǎn)：拌合物坍落度損失較小，可避免在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生分層和離析；缺點(diǎn)：需二次攪拌。加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展，并對(duì)后期強(qiáng)度無(wú)顯著影響的外加劑稱(chēng)為早強(qiáng)劑。目前常用的早強(qiáng)劑有無(wú)機(jī)鹽類(lèi)、有機(jī)鹽類(lèi)和有機(jī)復(fù)合早強(qiáng)劑。

（二）早強(qiáng)劑（１）氯鹽類(lèi)早強(qiáng)劑氯鹽類(lèi)早強(qiáng)劑主要有氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋁及三氯化鐵等，其中以氯化鈣應(yīng)用最廣。氯化鈣早強(qiáng)作用主要因?yàn)樗芘cＣ3Ａ和Ｃa（ＯＨ）2反應(yīng)，生成不溶性復(fù)鹽——水化氯鋁酸鈣和氧氯酸鈣，增加水泥漿體中固相比例，提高早期強(qiáng)度；同時(shí)液相中Ｃａ（ＯＨ）2濃度降低，也使Ｃ3Ｓ、C2S加速水化，使早期強(qiáng)度提高。氯化鈣早強(qiáng)劑因其能產(chǎn)生氯離子，易促使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，故施工中必須嚴(yán)格控制摻量。我國(guó)規(guī)范中規(guī)定：在鋼筋混凝土中氯化鈣的摻量不得超過(guò)水泥質(zhì)量的１％；在無(wú)筋混凝土中摻量不得超過(guò)３％。（２）硫酸鹽類(lèi)（硫酸鈉、硫酸鈣、硫代硫酸鈉）硫酸鹽早強(qiáng)作用主要與水泥水化產(chǎn)物Ｃa（ＯＨ）2

反應(yīng)，生成高分散性的化學(xué)石膏，它與Ｃ３Ａ的化學(xué)反應(yīng)比外摻石膏的作用快得多，能迅速生成水化硫鋁酸鈣，增加固相體積，提高早期結(jié)構(gòu)的密實(shí)度，同時(shí)也會(huì)加快水泥的水化速度，因而提高混凝土的早期強(qiáng)度。硫酸鈉的適宜摻量為1％～3％，常以復(fù)合使用效果更佳。（３）有機(jī)胺類(lèi)（三乙醇胺，三乙丙醇胺）三乙醇胺是一種非離子型表面活性劑，它不改變水化生成物，但能在水泥的水化過(guò)程中起著“催化作用”，能夠加速C3A的水化和鈣礬石的形成，與其他早強(qiáng)劑復(fù)合效果更好。（４）復(fù)合早強(qiáng)劑有些減水劑具有早強(qiáng)效果。也有些早強(qiáng)減水劑是由早強(qiáng)劑和減水劑復(fù)合而成。如甲酸鹽等。在攪拌混凝土的過(guò)程中，能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑稱(chēng)為引氣劑。引氣劑可在混凝土拌合物中引入直徑為0.05-1.25mm的氣泡，能改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B性等耐久性，適用于抗凍、抗?jié)B、防水混凝土及高性能混凝土等工程。常用的加氣劑有松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽類(lèi)、脂肪醇磺酸鹽類(lèi)等。適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.005-0.02%左右。

（三）引氣劑能延長(zhǎng)混凝土凝結(jié)時(shí)間，對(duì)混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展無(wú)不利影響的外加劑稱(chēng)為緩凝劑。由于緩凝劑在水泥及其水化物表面上的吸附作用，或與水泥反應(yīng)生成不溶層而達(dá)到緩凝的效果。常用的緩凝劑有糖類(lèi)、羥基羧酸及其鹽類(lèi)，如檸檬酸，酒石酸鉀鈉等。緩凝劑適用于長(zhǎng)距離運(yùn)輸或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)輸?shù)幕炷?、夏季和高溫施工的混凝土、大體積混凝土等；不適用于5℃以下的混凝土及早強(qiáng)要求的混凝土及蒸養(yǎng)混凝土。

（四）緩凝劑防凍劑是指能降低混凝土拌和物液相冰點(diǎn)，使混凝土在相應(yīng)負(fù)溫下免受凍害，并在規(guī)定養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到預(yù)期性能的外加劑。常用的外加劑有：①氯鹽類(lèi)：如氯化鈣、氯化鈉，或以氯鹽為主的與其他早強(qiáng)劑、引氣劑、減水劑復(fù)合的外加劑；

②氯鹽阻銹類(lèi)：氯鹽與阻銹劑（亞硝酸鈉）為主復(fù)合的外加劑；

③無(wú)氯鹽類(lèi)：以亞硝酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、乙酸鈉或尿素為主復(fù)合的外加劑。防凍劑可用于負(fù)溫條件下施工的混凝土。

（五）防凍劑速凝劑是指能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。常用的速凝劑主要有紅星1型、711型、782型等品種。速凝劑主要用于礦山井巷、鐵路隧洞、引水涵洞、地下廠房等工程以及噴射混凝土工程。

（六）速凝劑常用速凝劑種類(lèi)紅星1型711型782型主要成分鋁酸鈉+碳酸鈉+生石灰鋁氧熟料+無(wú)水石膏礬泥+鋁氧熟料+生石灰適宜摻量（占水泥質(zhì)量）/%2.5～4.03.0～5.05.0～7.0初凝/min5終凝/min10強(qiáng)度1d產(chǎn)生強(qiáng)度，1d強(qiáng)度可提高2～3倍，28d強(qiáng)度為不摻的80%～90%能使混凝土在水化過(guò)程中產(chǎn)生一定的體積膨脹，并在約束條件下產(chǎn)生適宜自應(yīng)力的外加劑為膨脹劑。加在水泥中，當(dāng)水泥凝結(jié)硬化時(shí)，隨之體積膨脹，起補(bǔ)償收縮和充分填充水泥間隙的作用。目前主要使用可生成鈣礬石或氫氧化鈣、氫氧化鎂的膨脹劑。常用于工程中的后澆帶施工，或其他需要通過(guò)補(bǔ)償收縮、減少開(kāi)裂的工程部位。摻量一般為6%-8%，不影響早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度，真正做到等量替代水泥；不增加混凝土塌落度損失，具有良好的施工性能。

（七）膨脹劑能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑稱(chēng)為泵送劑。泵送性能——混凝土拌合物具有能順利通過(guò)輸送管道、不阻塞、不離析、粘塑性良好的性能。泵送劑采用由減水劑、緩凝劑、引氣劑、減阻劑等復(fù)合而成。具有高流化、粘聚、潤(rùn)滑、緩凝功效，適合制作高強(qiáng)或流態(tài)型的混凝土。

（八）泵送劑外加劑品種的選擇選擇外加劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程需要、現(xiàn)場(chǎng)條件及產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行全面考慮。外加劑摻量的選擇外加劑品種選定后，還要認(rèn)真確定外加劑的