外加劑是一類化學(xué)品，當(dāng)它們?cè)诨炷僚R拌前或攪拌時(shí)加入，能顯著改變其硬化前后的性能。外加劑摻量不大，通常為水泥用量的5%以內(nèi)。近些年來(lái)，外加劑的用量顯著增大，如我國(guó)目前大約有30%的混凝土摻用外加劑，在北美、歐洲、日本和澳大利亞等工業(yè)國(guó)家里，這個(gè)比例還要高得多。因此，外加劑已成為混凝土中的一個(gè)必要組分。

一、減水劑

減水劑也稱塑化劑，它可以增大新拌水泥漿或混凝土拌合物的流動(dòng)性，或者配制出用水量減小（水灰比降低）而流動(dòng)性不變的混凝土，因此獲得提高強(qiáng)度或節(jié)約水泥的效果。

當(dāng)水泥與水拌合后，水泥顆粒并沒有均勻地懸浮在水中，崦是聚集成一個(gè)個(gè)膠束沉積下來(lái)，稱為絮凝。膠膠束內(nèi)包裹著不少的水分，影響了漿體的流動(dòng)性。為了使混凝土拌合物能夠正常地澆筑和成型密實(shí)，在攪拌時(shí)不得不多增加用水量，而這并非為水泥水化所必需，多余的水分顯然給硬化后的混凝土帶來(lái)各種不利的影響。當(dāng)減水劑加入時(shí)，由于它的分子能夠吸附在水泥顆粒或早期水化產(chǎn)物的表面，使它們帶上了相同的電荷，產(chǎn)生一均勻的負(fù)電位（大小為幾毫伏），水泥顆粒因此彼此相互排斥離開，絮凝的膠束被打散，釋放出原來(lái)包裹的水分，。游離的水分潤(rùn)滑作用良好，使水泥漿或混凝土拌合物的流動(dòng)性增大。

另一個(gè)重要影響是被吸附的減水劑分子層對(duì)水泥和水之間所起的屏蔽作用，延長(zhǎng)了它水化過(guò)程的潛伏期，從而延緩了C3S初期的水化速率。因此，減水劑也可以作為一種延緩凝結(jié)與初期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑，這種作用帶來(lái)的好處下面還要討論。減水劑分為兩類：

（一）普通減水劑

減水率小于10%，主要成分為木質(zhì)磺酸鹽及其衍生物、羥基羧酸及其衍生物或多元醇等。

（二）高效減水劑

也稱越塑化劑，減水率大于12%，有的高達(dá)30%以上，主要品種為β-萘磺酸甲醛高縮合物、磺化三聚氰胺甲醛縮合物和聚羧鹽等。

高效減水劑與普通減水劑的作用機(jī)理近似，但減水作用要顯著得多，這是由于其長(zhǎng)鏈大分子對(duì)水泥的分散作用更為強(qiáng)烈。高效減水劑的應(yīng)用，成為混凝土技術(shù)發(fā)展過(guò)程一個(gè)重要的里程碑，應(yīng)用它可以配制出流動(dòng)性滿足施工需要、強(qiáng)度很高的高強(qiáng)混凝土，可以自行流動(dòng)成型密實(shí)的自密實(shí)混凝土土，以及配制充分滿足不同工程特定性能需要和勻質(zhì)性良好的高性能混凝土等。

二、早強(qiáng)劑

早強(qiáng)劑可以促進(jìn)水泥的水化與硬化、加速混凝土早期的強(qiáng)度發(fā)展，因而適用于低氣溫條件下混凝土澆筑后及早拆模和縮短養(yǎng)護(hù)期的需要。

常用的早強(qiáng)劑有氯化鈣或氯化鈉、硫酸鈉、三乙醇胺等。由于 氯鹽來(lái)源廣泛且非常有效，一直很流行。它加速初凝，也加速終凝。試驗(yàn)表明：摻有沙發(fā)用量2%氯化鈣，早期強(qiáng)度可以大幅度地提高，但提高的程序隨時(shí)間減少，其長(zhǎng)期強(qiáng)度與不摻者接近。氯化鈣早強(qiáng)作用的機(jī)理還不十分清楚，似乎氯化鈣也參與C3A和石膏的水化反應(yīng)，并作為C3S和C2S水化的催化劉。已經(jīng)證實(shí)：C-S-H產(chǎn)物由于氯化鈣的存在形成的凝膠比表面積進(jìn)一步加大，這會(huì)增大收縮與徐變。由于氯離子的存在，一個(gè)重要問(wèn)題是它使混凝土中的鋼材易于銹蝕，因此已限制用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土，以后開發(fā)的一系列無(wú)氯早強(qiáng)劑，例如甲酸鈣、亞硝酸鈣等，其作用與氯化鈣相近。

硫酸鈉也是國(guó)內(nèi)常用早強(qiáng)劑品種之一，實(shí)踐證明：它對(duì)于改善摻礦物摻合料的混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展有明顯效果，但是對(duì)純硅酸鹽水泥混凝土幾乎沒有早強(qiáng)作用，而對(duì)其后期強(qiáng)度則有副作用。它的另一個(gè)缺點(diǎn)是溶解度在低溫時(shí)迅速下降，且易于結(jié)晶而影響使用。三乙醇胺是一種有機(jī)早強(qiáng)劑，添加少量的三乙醇胺可以有效地促進(jìn)C3A的水化和鈣礬石生成。不過(guò)，它同時(shí)會(huì)延續(xù)C3S的水化，所以通常與其他早強(qiáng)劑復(fù)合使用。

早強(qiáng)劑和減水劑復(fù)合使用的效果，要明顯優(yōu)于其單一使用的效果，這是現(xiàn)在市場(chǎng)上常見有早強(qiáng)減水劑的原因。

三、緩凝劑

緩凝劑能延緩水泥水化，因此，延長(zhǎng)了拌合物的凝結(jié)時(shí)間和早期強(qiáng)度發(fā)展，其作用在于：

1）抵消熱天熱天由于高溫的促凝作用，以便混凝土拌合物保持較長(zhǎng)的可澆筑時(shí)間，尤其是需要長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)那闆r下更有必要。

2）大塊混凝土的澆筑可能要延續(xù)若干小時(shí)，需要讓先澆筑的混凝土不會(huì)過(guò)快凝固，造成冷縫與斷層，使混凝土構(gòu)件的整體性良好、強(qiáng)度發(fā)展均勻。

葡萄糖和檸檬酸都是很有效的緩凝劑，但延緩程度不好控制；木質(zhì)磺酸鹽通常含有一定量的糧，效果較好。普通塑化劑，例如木質(zhì)磺酸鹽與羥基羧酸的緩凝作用，大多數(shù)商品緩凝劑都以這些化合物為基本組分，因此也都有一定的塑化效果，因此也稱為緩凝減水劑。溫度、配合比、水泥細(xì)度與組成，以及外加劑的添加時(shí)間，對(duì)緩凝結(jié)效果都有一定影響，因此很難得出一些有規(guī)律性的結(jié)論。

四、引氣劑

引氣劑是一些有機(jī)的表面活性劑，例如松香皂化物等，能減小拌合水的表面張力。因?yàn)槠溟L(zhǎng)鏈分子的一端是親水性基團(tuán)，另一端則是憎水性基團(tuán)。這些分子徑向排列在氣泡表面，其親水基團(tuán)朝向水，而憎水基團(tuán)朝向空氣，從而使氣泡得到穩(wěn)定。將引氣劑加在拌合用水里，能使混凝土攪拌時(shí)引進(jìn)一定量空氣（通常控制在占混凝土體積的4%-8%)，形成大量微小的球形氣泡，泡徑一般小于0.1mm，在混凝土澆筑、搗實(shí)、凝結(jié)與硬化過(guò)程能保持穩(wěn)定。人為的引氣作用與混凝土攪拌時(shí)夾帶進(jìn)的空氣，因搗實(shí)時(shí)沒有排出，硬化后形成一些無(wú)規(guī)則開關(guān)大小氣孔（通常占混凝土體積的0.5~2.0%）的現(xiàn)象是大不相同的。

引氣作用，能夠改善混凝土抵抗凍融循環(huán)作用的能力。除含氣量外，另一重要參數(shù)是間距系數(shù)。該系數(shù)為從漿體內(nèi)任一點(diǎn)到扎孔邊緣的平均最大距離，應(yīng)不超過(guò)0.2mm。引氣還會(huì)產(chǎn)生以下兩方面重要影響：

1）由于氣泡類似滾珠的潤(rùn)滑作用，有利于拌合物的流動(dòng)性和粘聚性。因此在混凝土泵送時(shí)，常采用引氣劑與其他外加劑復(fù)合以改善泵送性能，減小泵的工作壓力。

2）孔隙率增大會(huì)引起混凝土抗壓強(qiáng)度下降，大約含氣量每增加1%孔隙率要損失3%~5%，但是由于工作度得到改善，可以通過(guò)降低水灰比并維持原工作度，使強(qiáng)度不降低或部分補(bǔ)償。

引氣劑對(duì)水泥水化沒有什么影響，所以除了物理上引進(jìn)氣泡的作用外，混凝土其他性能沒有變化。許多減水劑，包括高效減水劑，都不同程度地引氣，因此也稱為引氣減水劑或引氣型高效減水劑。但是其提高混凝土抗凍融循環(huán)能力的效果，需要通過(guò)試驗(yàn)確定。 

外加劑分為哪幾種類型？

答：根據(jù)《混凝土外加劑的分類、命名與定義》（GB8075-2005）的規(guī)定，混凝土外加劑按其主要功能分為四類。

1）改善混凝土拌合物流變性能的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。

2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑。

3）改變混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和陰銹劑等。

4）改善混凝土其他性能的外加劑。包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。

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