混凝土外加剂(concrete additive)

在拌制混凝土时加入掺量一般不大于5％，用于改善混凝土拌合物和硬化后混凝土性能的材料的统称。

简史 在20世纪30年代，美国、日本等国为了提高混凝土的耐久性，在公路、隧道工程中使用松香皂引气剂。1935年美国研制出用于改善混凝土和易性的木质磺酸盐减水剂。60年代日本和西德相继研制出以B萘磺酸甲醛缩合物为主要成分的“迈蒂”( マイテイ)和以磺化三聚氰胺甲醛树脂为主要成分的“美尔门特”(melment)高效减水剂，并大量应用于工程。从此，混凝土外加剂广泛用于世界各国。中国于50年代开始应用亚硫酸盐纸浆废液塑化剂、松香皂引气剂和氯盐类早强剂。70年代开始随着混凝土施工工艺的发展，各种混凝土外加剂相应获得广泛应用。

分类 按混凝土外加剂的作用功能分为五类：(1)改变混凝土拌合物流变性能的外加剂有减水剂、引气剂、流化剂、泵送剂和保水剂等；(2)调节混凝土凝结或硬化速度的外加剂有促凝剂、早强剂和缓凝剂等；(3)调节混凝土空气含量的外加剂有引气剂、加气剂、发泡剂和消泡剂等；(4)改善混凝土耐久性的外加剂有引气剂、防水剂和阻锈剂等；(5)为混凝土提供特殊性能的外加剂有加气剂、发泡剂、防冻剂、防水剂、膨胀剂、着色剂、粘结剂和碱一骨料反应抑制剂等。

常用品种 有引气剂、减水剂、早强剂、速凝剂、缓凝剂、防冻剂、膨胀剂和阻锈剂等。

引气剂 在搅拌混凝土过程中引入空气使之形成大量均匀分布的稳定而封闭的微小气泡，并在硬化后仍能保留其气孔的外加剂。绝大多数引气剂的主要成分为松香衍生物和各种磺酸盐类，如松香酸钠、松香热聚物、烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠等。脂肪醇类及非离子型表面活性剂等也能作引气剂使用。引气剂掺量一般为水泥重量的万分之0．5～5。掺用引气剂后能使混凝土拌合物的含气量达3％～6％，可显著改善混凝土的和易性及泌水性，施工时易于振捣密实，并能使硬化后的混凝土具有较好的抗冻性、抗渗性及耐久性。

减水剂 在不影响混凝土和易性的条件下可使单位用水量减少并提高混凝土强度，或在相同配合比条件下可改善混凝土拌合物和易性；或在保持相同的和易性及相同强度下可节约水泥用量的外加剂。常用的减水剂有普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂和引气减水剂等。

(1)普通减水剂，也称塑化剂。掺入混凝土后在保持相同坍落度的情况下，其减水率一般为10％左右，相应可提高强度10％～20％；或者达到相同强度可节约水泥用量5％～10％。常用品种有木质磺酸钙，简称木钙，掺量为水泥重量的0．1％～0．3％。

(2)高效减水剂，也称超塑化剂。拌入混凝土后，在不改变拌合物坍落度的情况下，其减水率可达10％～20％，相应增加强度15％～30％；在不改变配合比的情况下可增大坍落度10cm左右，具有较大的流动性，但其作用持续时间较短。高效减水剂的品种有萘磺酸盐甲醛缩合物、磺化三聚氰胺甲醛缩合物及改性木质磺酸盐等，其掺量约为水泥重量的0．5％～1％。

(3)早强减水剂。兼有减水及早强作用，通常用减水剂及早强剂(如硫酸钠)复合而成。这种减水剂能增加混凝土拌合物的坍落度，改善和易性，加速混凝土早期强度的发展。

(4)缓凝减水剂。兼有减水及缓凝作用，多用糖蜜制成，以蔗糖化钙为主要成分；也可用缓凝剂与减水剂复合而成。这种减水剂除能减水和增加强度外，还能延缓混凝土的凝结时间。

(5)引气减水剂。兼有减水及引气的作用，用引气剂与减水剂复合而成。它可使混凝土搅拌时引入微小气泡，混凝土拌合物的含气量达3％～6％，其减水效果显著且有较好的抗冻融性。但混凝土强度有时稍有降低。

早强剂 能提高混凝土早期强度，而对后期强度影响不大的外加剂。主要品种有：氯盐、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、甲酸盐等，其掺量为水泥用量的1％～2％，若三乙醇胺与氯盐复合使用，则早强效果更好。但氯盐类、硝酸盐类等早强剂对钢筋均有锈蚀作用，用于钢筋混凝土结构中应按规定限量使用，或与阻锈剂复合使用。

速凝剂 能使水泥加快水化速度，使砂浆或混凝土迅速凝结、硬化的外加剂。其主要成分为铝酸钠、碳酸钠、硅酸二钙和氧化钙等，其掺量为水泥用量的2％～5％。加入速凝剂后，能使水泥的初凝时间不超过5min，终凝时间不超过10min。

缓凝剂 能延缓混凝土的凝结时间及降低水泥的初期水化热的外加剂。其主要品种有多羟基碳水化合物(如糖蜜、含氧有机酸和多元醇)，羟基羧酸及其盐类(如酒石酸、酒石酸钾钠、柠檬酸和水杨酸)；无机化合物(如氧化锌、磷酸盐和钡酸盐)。其掺量为水泥重量的0．1％～0．6％。缓凝剂能使新拌混凝土在较长时间内保持其塑性，以利于浇灌成型，提高施工质量，或降低水化热，并对后期强度无不良影响。

膨胀剂 能使混凝土产生一定量体积膨胀的外加剂。其主要品种有：硫铝酸钙类(CSA)、氧化钙类、氧化钙一硫铝酸钙类、氧化镁类和铁屑类等。常用掺量为水泥重量的10％～20％，可用内掺法，以代替部分水泥用量(铁屑类除外)，提高混凝土的抗裂性及抗渗性。

防冻剂 能使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足以防止冻害强度的外加剂。其主要品种有氯盐类(如CaCl₂和NaCl)、氯盐阻锈类(如氯盐加亚硝酸盐)及无氯盐类(如尿素和碳酸盐)。中国标准中确定的防冻剂适应温度有一5℃、一10℃、一15℃，可用于相应气温下冬期施工的混凝士工程。

阻锈剂 能防止或减缓混凝土中钢筋锈蚀的外加剂。将其掺入混凝土，对混凝土的各项性能无不良影响或稍有改善，旨在提高钢筋混凝土结构在腐蚀环境中的耐久性。阻锈剂有阳极型、阴极型及复合型等，目前用于工程的以复合型为主。主要成分为亚硝酸钠、苯甲酸钠和氟硅酸钠等。

性能 几种常用外加剂的物理一力学性能见表1。

应用     几种常用外加剂的适用范围及施工注意事项见表2。