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混凝土组成材料之五：外加剂 混凝土外加剂定义（GB/T8075-2005） 外加剂是在一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料。 它能赋予新拌混凝土和硬化混凝土优良的性能，如提高抗冻性、调节凝结时间和硬化时间、改善工作性、提高强度等等，是生产各种高性能混凝土和特种混凝土必不可少的组分。 外加剂的分类 混凝土外加剂按其主要功能分为四类： (1) 改善混凝土拌和物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、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、早强剂和速凝剂等。 (3) 改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂和等。 (4) 改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂等。 1、减水剂 普通减水剂：在混凝土坍落度相同条件下,能减少拌和水量的外加剂。 高效减水剂：在混凝土坍落度相同条件下,能大幅度减少拌和水量的外加剂。 减水剂的作用机理 减水剂是一种表面活性剂。表面活性剂分子由亲水基团和憎水基团二部分组成，加入水中后亲水基团指向溶液，憎水基团指向空气、固体或非极性液体并作定向排列，形成定向吸附膜而降低水的表面张力和二相间的界面张力。 减水剂的作用机理 当水泥浆体中加入减水剂后，减水剂分子中的憎水基团定向吸附于水泥质点表面，降低表面能。亲水基团指向水溶液，在水泥颗粒表面形成单分子或多分子吸附膜，使水泥颗粒表面带上相同的电荷，表现出斥力，将水泥加水后形成的絮凝结构打开并释放出被絮凝结构包裹的水，水泥颗粒的吸附层外形成水膜起到润滑作用。这是减水剂分子吸附产生的分散作用。 减水剂的作用机理 主要减水剂介绍 1、普通减水剂 木质素磺酸盐系减水剂 减水率10%，一般掺量0.25% 2、高效减水剂 ⑴多环芳香族磺酸盐系减水剂：通常由工业萘经磺化、水解、缩合、中合、过滤、干燥而制成。由于其主要成分为萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩合物，故又称萘系减水剂，掺量0.5-1.0%,减水率10-20% 。 ⑵水溶性树脂系减水剂。水溶性树脂减水剂是以一些水溶性树脂为主要原料的减水剂，如三聚氰胺树脂等。此类减水剂的掺量为水泥质量的0.5%～2.0%，其减水率为15%～30%，混凝土的强度提高20%～30%，混凝土的其他力学性能和抗渗性、抗冻性也得到提高，对混凝土的蒸养适应性也优于其它外加剂。 坍落度损失的解决 坍落度的快速损失是超塑化流态混凝土的一个主要问题，但添加减水剂时这一问题可能更严重。解决方法是①在工地再次加入外加剂②到浇注之前再次加入外加剂。只要在搅拌车上均匀拌和，不会影响混凝土性质。 3、高性能减水剂 高性能减水剂是指近年来开发并投入使用的聚羧酸系减水剂，聚羧酸系高性能减水剂是由含有羧基的不饱和单体和其他单体共聚而成，使混凝土在减水、保坍、增强、收缩及环保方面具有优良性能的减水剂。 聚羧酸系高性能减水剂性能特点主要为： （1）掺量低、减水率高。一般掺量为胶凝材料的0.15-0.25%，减水率一般在25-30%，在接近极限掺量0.25%时，减水率一般可以达到40%以上。 （2）混凝土拌和物的流动性好，坍落度损失低，2小时坍落度基本不损失，其高工作性可保持6-8小时。 （3）对混凝土增强效果潜力大。早期抗压强度比提高更为显著。以3天、7天抗压强度为例，奈系高效减水剂的3天、7天抗压强度比一般在130%左右，而聚羧酸系高性能减水剂的同龄期抗压强度比一般在180%以上。 （4）混凝土收缩低。基本克服了第二代减水剂增大混凝土收缩的缺点。 （5）总碱含量极低，其带入混凝土中的总的碱含量仅为数十克，降低了发生碱骨料反应的可能性，提高混凝土的耐久性。 （6）环境友好，聚羧酸系高性能减水剂合成生产过程中不使用甲醛和其他任何有害的原材料，在生产和使用过程中对人体健康无危害。 （7）一定的引气量，与第二代（高效）减水剂相比，其引气量有较大提高，平均在3-4%。 该类产品目前没有发现明显的缺陷和不足。尤其是其低坍落度损失和混凝土收缩小的优点为高性能混凝土的开发和推广提供了新的有力武器。 2、引气剂 在混凝土搅拌过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡且能保留在硬化混凝土中的外加剂。 有松香类引气剂、木质素磺酸盐类引气剂等。松香类引气剂包括松香热聚物、松香酸钠及松香皂等。其适宜掺量为水泥质量的0.005～0.02%，混凝土含气量约为3～5%， 引气剂的作用机理 引气剂属于表面活性剂，其界面活性作用基本上与减水剂相似，区别在于减水剂的界面活性作用主要在液－固界面上，而引气剂的界面活性主要发生在气－液界面上，降低界面能，使新拌混凝土中微小气泡稳定存在