混凝土添加剂的介绍

混凝土添加剂是能明显改善混凝土的物理化学性能，提高混凝土的强度、耐久性、节约水泥用量，缩小构筑物尺寸，从而达到节约能耗、改善环境社会效益的一类物质。外加剂指在混凝土/砂浆拌合物中掺入的不超过水泥用量5%，且能使混凝土/砂浆按要求改变性能的化学物质。

混凝土添加剂可分外加剂和矿物掺合料。 1、外加剂

外加剂是指在混凝土/砂浆拌合物中掺入的不超过水泥用量5%，且能使混凝土/砂浆按要求改变性能的化学物质。采用外加剂是提高混凝土强度、改善性能、节约水泥和能源的最有效的方法之一。近几十年来混凝土外加剂的发展很快，国外许多国家外加剂的使用率达到60-80%，有的甚至高达100%，当前外加剂已成为混凝土的第五大组份。

外加剂分为以下4类；

第一类 改善流变性能----减水剂、引气剂、泵送剂

减水剂

定义：在保持混凝土和易性不变、维持混凝土坍落度不变的条件下，可显著减少拌合用水量的外加剂。或在用水量不变的情况下，可显著增加拌合物流动性的外加剂。

分类：按效能可分为：

（1）普通减水剂和高效减水剂 （2）普通减水剂减水率＜10%

（3）高效减水剂＞10%,又称为超塑化剂或流化剂 使用特点

（1）提高抗压强度,增强效果显著，砼3d抗压强度提高50～110%，28d抗压强度提高40～80%，90d抗压强度提高30～ 60%；

（2）能降低水泥早期水化热，有利于大体积混凝土和夏季施工；

（3）低收缩，可明显降低混凝土收缩，抗冻融能力和抗碳化能力明显优于普通混凝土； （4）显著提高混凝土体积稳定性和长期耐久性。 适用范围

（1）适用于强度等级为C15~C60及以上的泵送或常态混凝土工程。

（2）特别适用于配制高耐久、高流态、高保坍、高强以及对外观质量要求高的混凝土工程。

（3）对于配制高流动性混凝土、自密实混凝土、清水饰面混凝土极为有利。 （4）普通减水剂宜用于日最低气温5℃以上施工的混凝土。

（5）高效减水剂宜用于日最低气温0℃以上施工的混凝土，并适用于制备大流动性混凝土、高强混凝土以及蒸养混凝土。

引气剂

定义：为改善混凝土坍落度、流动性和可塑性，在混凝土拌合物在拌和过程中引入空气而形成大量微小、封闭而稳定气泡的外加剂。

使用特点

（1）能改善混凝土坍落度、流动性和可塑性。

（2）减少混凝土泌水和离析，提高混凝土的均质性。

（3）提高混凝土的抗折强度，当含气量为3%－5%时，抗折强度提高10%－20%。 （4）弹性模量较低，刚性较小，柔韧性好。

（5）混凝土的热扩散及传导系数降低，提高了混凝土的体积稳定性，增强了野外结构的耐久性，延长了道路混凝土的使用寿命。

（6）大大提高混凝土抗冻性、抗盐渍性、抗渗性、耐硫酸盐侵蚀及抗碱集料反应性能。 适用范围

（1）主要用于抗冻性要求高的混凝土结构，如混凝土大坝、路面、桥面、飞机场道面等大面积易受冻的部位。

（2）用于高耐久性的混凝土结构，如水坝、高等级公路、热电站冷却塔、水池水工、港口等。

（3）泵送混凝土。

泵送剂

定义：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂称为泵送剂。所谓泵送性能，就是混凝土拌合物具有能顺利通过输送管道、不阻塞、不离析、粘塑性良好的性能。

泵送剂采用由减水剂、缓凝剂、引气剂、润滑剂等复合而成。 分类：泵送剂分为液体泵送剂和固体泵送剂两种。 使用特点：

（1）具有高流化、粘聚、润滑、缓凝的功效，适合制作高强型或者流态型的混凝土； （2）能提高混凝土拌合物的和易性，塑化作用强，在保持水灰比和水泥用量不变情况下，坍落度可由5-7cm提高到15-22cm；

（3）降低泌水性能及离析，增大稠度，节约水泥；

（3）提高抗压、抗折、抗拉强度，3、7、28天龄期度提高30-50%；

（4）提高抗渗性及耐久性，延缓水化发热速率，避免开裂，使混凝土更密实； 适用范围

（1）适用于配制泵送混凝土、商品混凝土、大体积混凝土、大流动混凝土； （2）适用于夏季施工、滑模施工、大模板施工等场合。

第二类 调节凝结时间、硬化性能----缓凝剂、早强剂、速凝剂

缓凝剂 定义：Set Retarder，是一种降低水泥或石膏水化速度和水化热、延长凝结时间的添加剂。 使用特点

（1）延长水泥的水化硬化时间，使新拌混凝土能在较长时间内保持塑性，从而调节新拌混凝土的凝结时间；

（2）延缓混凝土初凝和终凝时间而不影响混凝土后期强度；

（3）可单独使用，也可和减水剂等一起复配使用，具有一定的减水作用；

（4）延缓水化放热速率，减少因集中放热产生的温度应力造成混凝土的结构裂缝； （5）在流化混凝土中，缓凝剂可用来克服高效减水剂的坍落度损失，保证混凝土的施工质量。

早强剂

定义：混凝土早强剂是指能提高混凝土早期强度的外加剂。

使用特点：加速混凝土早期强度发展 ，对混凝土后期强度并无显著影响。

适用范围：多在冬季或者紧急抢修时采用。

速凝剂

定义：掺入混凝土中能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。 使用特点

（1）粉状固体，其掺用量仅占混凝土中水泥用量2%～3%，却能使混凝土在5min内初凝，10min内终凝，以达到抢修或井巷中混凝土快速凝结的目的；

（2）它们的作用是加速水泥的水化硬化，在很短的时间内形成足够的强度，以保证特殊施工的要求；

（3）凝结时间：初凝1～5min,终凝5～10min,适宜掺量为胶凝材料用量的3—5%； （4）喷射砼早期强度高，其28天龄期抗压强度保存率达80—100%；

（5）喷料粘聚性好，对钢筋无锈蚀作用，提高抗渗标号，凝结快，一次喷层厚，喷拱可达130mm，喷壁可达200mm以上。

使用方法

（1）先按喷射混凝土配比把所喷物料搅拌均匀，在喷射时随机添加速凝剂； （2）在使用前选择适宜掺量及凝结时间的测定试验；

（3）请不要在物料搅拌时添加该品，因石子、砂子含有大量的水份，速凝剂短期时间内吸水，在未喷射时分解其速凝成份，影响凝结时间，降低混凝土强度，将导致喷射砼的不良效果；

（4）使用前应针对工程所用水泥品种进行试配试验，选好掺量，方可大量使用； （5）存放过期水泥不能用，不符合国家标准的水泥不能用；

（6）对速凝剂要求妥善保管，防止受潮结块失效。加强早期喷水养护，确保后期强度。严格掌握好水灰比，渗水漏水的工程必须加大掺量。

适用范围

（1）是喷射混凝土施工法中不可缺少的添加剂。

（2）主要用于矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞、地下工程。

第三类 改造耐久性----引气剂、防水剂、阻锈剂

防水剂

定义：能降低混凝土在静水压力下的透水性的外加剂。 使用特点

（1）显著具有提高混凝土抗渗防水功能，抗渗等级可达P25以上； （2）同时具有缓凝、早强，减水、抗裂等功效； （3）可改善新拌砂浆的和易性：可替代石灰膏。

（4）高效抗渗功能：掺用混凝土防水剂，能有效改善混凝土毛细孔结构，同时析出凝胶，堵塞混凝土内部毛细孔通道，与未加防水剂相比，抗渗性能可提高5—8倍，具有永久性防水效果。

（5）改善砂浆的工作性能：能改善新拌砂浆的和易性，沁水率小，显著改善砂浆的工作性。

（6）效益分析：具有替代石灰膏，克服空鼓、起壳、减少落地灰、节省劳力和提高功效的作用。

（7）缓凝效果：可延缓水泥水化放热速率，能有效防止混凝土开裂。

（8）节省水泥：在保持与基准混凝土等强度、等坍落度的前提下，可节省水泥10%。

适用范围

特别适用于平房房顶用混凝土、大体积防水混凝土、水工混凝土、防水砂浆等。可彻底根治房顶漏水、墙体返潮、地面渗水

使用方法

（1）掺量范围4—6%，具体使用量应少量实验后确定；

（2）现场搅拌使用，先与石子、沙、水泥及其它掺和料一次混合均匀，然后加水搅； （3）在水泥变更或新进水泥时，应做混凝土兼容性实验；

（4）与其它外加剂混用时，应先检验其兼容性。混凝土防水剂 应存放于干燥处，注意防潮，保质期2年，在保质期内，如遇受潮结块，经磨碎过筛后仍可使用。

阻锈剂

定义：能抑制或减轻混凝土中钢筋或其他预埋金属锈蚀的外加剂 适用范围

混凝土防腐阻锈剂可以广泛适用于含有硫酸盐和镁、氯离子的煤系地层、硫化矿地层、石膏地层、淤泥碳层、盐渍土地地区、盐湖、滨海盐田、沿海港口、海水渗入区等不良地质区域和海洋水域的钢筋混凝土结构。

第四类 改善其它性能----加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂

加气剂

定义：混凝土制备过程中因发生化学反应，放出气体，而使混凝土中形成大量气孔。 使用特点

（1）可提高混凝土浇筑时的流动性、硬化后的抗水性、抗冻性和耐久性。

（2）在砂浆中掺入铝粉、双氧水作加气剂，可制得容重小、隔热性能好的混凝土。 适用范围

（1）主要用于修筑路面、海港工程等。

（2）主要用作房屋的围护结构以及热力设备和蒸汽设备的保温隔热材料。

膨胀剂

定义：一种新型混凝土外加剂。通过与混凝土中的水泥、水水化反应来产生体积变大的结晶，从而引起混凝土体积膨胀，产生一定预应力，有助于控制混凝土收缩开裂。

分类：固态粉末类（最为常见）,液态溶剂类（今后发展方向，价格与粉剂相当） 使用方法

（1）科学合理选定膨胀剂掺量，选用膨胀剂必须在对应混凝土搅拌站进行适配。 适配的目的主要在于：根据设计膨胀率指标确定合理的用量与掺入方法。 掺入方法通常有外掺、内掺取代部分矿物掺合料这两种方式。

（2）控制混凝土浇筑入模的温度，一般在30±5℃范围较为合理。 （3）加强混凝土的振捣，比普通混凝土振捣更密实。

（4）科学合理的养护方式，浇筑后前7天加强养护，每天上午10点到下午4点之间应不少于5次洒水，第8-14天每天上午下午各养护一次。

夜间不宜进行洒水养护，冬季不宜进行过多养护。

严格结合温度监测进行养护十分重要，牢记“升温阶段降温，降温阶段保温”的温控原则。

（5）不宜选用含泥量过高的砂石生产混凝土，不宜过早对混凝土荷载。

检测方法

（1）啤酒瓶法：使用膨胀剂与水泥，水参照一定比例混合，拌合均匀后倒入啤酒瓶中，观察啤酒瓶是否裂开。

（2）烧杯法：取一部分掺入膨胀剂的混凝土置入玻璃烧饼，振捣密实，混凝土终凝后向杯内加水，观察烧杯是否裂开。

（3）酚酞实验法：膨胀剂呈弱碱性，能使酚酞变红。 适用范围

膨胀剂主要功能是补偿商品混凝土硬化过程中的干缩和冷缩。为减免收缩开裂，它可以应用于各种抗裂防渗商品混凝土，尤其适用于与防水有关的地下、水工、海工、地铁、隧道和水电等钢筋商品混凝土结构工程。

着色剂

定义：混凝土着色剂是由润湿剂、金属离子和其它成分组成的酸性渗透型着色液体。着色剂与混凝土中矿物质颗粒发生化学反应，形成具有天然石材的颜色效果。

适用范围

产品用于室内或室外混凝土地面、墙面、人造大理石、现代雕塑等混凝土制品。

防冻剂

定义：混凝土防冻剂是结合冬施气温条件，可以加速混凝土负温条件下的凝结和硬化，强度增长明显并且不影响后期强度的发展，无氯盐避免了钢筋锈蚀，提高了混凝土的耐久性。

分类

现在常用的防冻剂是：与水有很低的共融温度，具有能降低水的冰点而使混凝土在负温下仍能进行水化的作用。亚钠、钠、氯化钠。

但是由于国内现在考虑碱骨料反应，已基本停止使用氯化钠。而且国内现在防冻剂生产需要3C认证。

使用特点 （1）加速混凝土负温条件下的凝结和硬化，强度增长明显并且不影响后期强度的发展； （2）无氯盐避免了钢筋锈蚀，提高了混凝土的耐久性。 适用范围

高性能砼复合防冻剂，可应用于工业、民用建筑、构件、公路、桥梁砼中。

矿物掺合料

是指在配制混凝土时加入的能改变新拌混凝土和硬化混凝土性能的无机矿物细粉。 根据来源分：

1、 天然类：如火山灰、凝灰岩、沸石粉、硅质页岩等 2、 人工类：如水萃高炉矿渣、煅烧页岩、偏高岭土等 3、 工业废料类：如粉煤灰、硅灰等 根据化学活性分：

1、有胶凝性（或称潜在水硬活性）的，如矿渣、高钙灰、固硫渣等 2、有火山灰活性的，如粉煤灰、硅灰、硅藻土等 3、惰性掺合料，如石灰石粉、石英粉等 矿物掺合料的功能效应：

1、 形态效应：利用矿物掺合料的颗粒形态在混凝土中起减水作用，“矿物减水剂” 2、 微细集料效应：利用矿物掺合料中的微细颗粒填充到水泥颗粒填充不到的空隙中

3、 化学活性效应：利用矿物掺合料的胶凝性或火山灰性，将Ca(OH)2晶体转化成CSH

凝胶

矿物掺合料实际使用中存在的问题：

1、 高活性的硅灰加剧混凝土的收缩,并对混凝土的工作性有不利影响 2、 粉煤灰和矿渣使混凝土早期力学性能下降较明显 3、 矿物掺合料与外加剂相容性差

4、 关于微集料效应, 目前研究大部分都停留在对现象的解释上。

常用水泥的适用范围 水泥品种 适用范围 适用于 不适用于 1、 大体积混凝土 2、 地下工程 1、 配制高强度混凝土 硅酸盐水泥 2、 先张预应力制品、石棉制品 3、 道路、低温下施工的工程 普通硅酸盐水泥 适应性较强，无特殊要求的工程都可以使用 矿渣硅酸盐 1、地面、地下、水中各种混凝土工程 水泥 2、高温车间建筑 火山灰硅酸1、 地下水工程、大体积混凝土工程 需要早强和受冻融循环干湿交替盐水泥 2、 一般工业和民用工程 的工程 粉煤灰硅酸 盐水泥 1、 大体积混凝土工程和地下工程 复合硅酸盐2、 一般工业和民用工程 水泥