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1、外加剂混凝土外加剂简介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
2、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
3、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
4、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。19741976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
5、。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，19731987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（GB807687）；同时颁布的还有混凝土外加剂的分类，命定和定义（GB
6、807587）；混凝土外加剂匀质性试验方法（GB807787）。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GB807687已被GB807697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（GBJ11988）；混凝土防冻剂标准（JC47292）；混凝土泵送剂标准（JC47392）；混凝土膨胀剂（JC47698）等系列外加剂标准。外加剂分类按（GB807587）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、
7、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（GB807587）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
8、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 外加剂
9、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
10、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。 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
11、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。混凝土外加剂与水泥的适应性 混凝土外加剂与水泥的适应性问题，涉及水泥化学、高分子材料学、表面物理化学和电化学等多方面的知识，是一个极复杂的问题，但也是一个必须了解与基本掌握的问题。水泥是混凝土最基本的胶凝材料，
12、全国水泥占世界水泥总量的1/3，2003年已达8.6亿多吨，连续13年居世界之首。水泥新标准在2001年4月1日正式施行后，各水泥厂已采取了一系列重大技术措施来提高水泥质量以适应新标准的要求，主要从提高水泥早期强度、细度（增大比表面积）、C3A的含量、混合料的质量等，使水泥达到新标准的要求，但与外加剂的适应性却增加了不少问题。混凝土外加剂厂也紧紧跟上，对各类外加剂进行了性能调整以达到与新水泥指标兼容性。从外加剂厂来说，尽管作出了很大的努力，但从工程实践的情况来看，问题仍然很多，如同品种同掺量的外加剂，对不同品种的水泥，效果差异极大，甚至同一种水泥，但不同时期效果也有差别，使用同一批外加剂的水泥
13、净浆流动度时大时小，其混凝土的坍落损失有时忽大忽小，甚至有时泌水、有时又不泌水、凝结时间的差异也很大，时而还会出现促凝现象等等，这些就是外加剂与水泥的适应性问题。2.1外加剂与水泥不相适应主要表现在减水效果低下或增加流动性的效果不好、凝结速度太快或缓凝、坍落度损失快，甚至降低混凝土强度等，这种种不适应的问题与外加剂的品种、作用机理、原材料的选用与制造工艺、胶凝材料的成份、细度、水泥磨细阶段工艺的差异有关，其他如环境温度、加料方式和外加剂用量也会产生影响。2.2外加剂品种与性能的影响 外加剂特别是化学合成的高效减水剂性能对水泥净浆流动的影响。如萘系高效减水剂的性能涉及磺化程度与磺化产物，缩合工艺
14、与程度，分子量大小，平衡离子，分子结构等各种因素。水泥等无机矿物颗粒由于范德华力、不同电荷的静电互相作用、水化颗粒的表面化学作用，导致粒子形成聚集结构，束缚一部分水，不能用于滑润水泥粒子，也不能立即用于水化。加入高效减水剂等外加剂后，由于吸附作用和电荷斥力，使水泥粒子分散，絮凝结构解体，释放束缚水并阻止粒子的表面相互作用，使水泥浆体的流动性增大，其增加的大小与其技术性能及掺量有关1。 聚羧酸盐（PC）及氨基磺酸盐（AS）、羰基磺酸盐类（SAF）、萘系(NS)的流动度大,木质素磺硫酸盐类(LS)流动度小,效果差。NS是使水泥料粒子形成双电层的静电斥力而分散，SA是使水泥颗粒表面的外加剂层互相作用
15、的空间斥力而分散，SAF与PC是静电斥力和空间斥力两种力的作用而分散，因而效果更好。2.3 水泥矿物组份与化学成份的影响 水泥胶结料的矿物质成份和化学成份对外加剂吸附量的多少，对于流动性及强度增长有很大的影响。外加剂吸附量越少的水泥浆体的流动度值越大。C3A、C4AF混水后，电位呈正值，较多地吸附外加剂。C3S、C2S混水后电位呈负值，吸附量较少。在水泥矿物中C3A需水量大，水化快，放热大，吸附外加剂量最大，依次为C4AF、C3S、C2S。水泥新标准实行后，水泥厂为提高强度而增加C3A与C4AF，其含量越高，适应效果越差。且C3A含量对相容性的影响远比C4AF大，这是由于高效减水剂优先吸附于C3A或其初期水化物的表面，C3A的水化速度比C3AF快2。水泥中C3A、C4AF含量低对外加剂适应好，混凝土体积稳定性好，开裂趋势减少。2.4水泥细度与颗粒形貌的影响 为满足水泥新标准的强度要求，提高水泥细度是最有效的办法，但水泥过细，表面积的增加，需水量大，更加降低了液相中残留外加剂浓度，增加了液体粘度，塑化效果变差，混凝土坍落度损失更快；水泥过细水化速度快，
