普通混凝土外加剂的选用-建筑材料

任务目标

能够依据普通混凝土常用外加剂的特性进行外加剂的合理选用。

基本知识

混凝土外加剂简称外加剂，是指在拌制混凝土拌和前或拌和过程中掺入用以改善混凝土性能的物质。混凝土外加剂的掺量一般不大于水泥质量的5%。

外加剂的掺量虽小，但其技术经济效果十分显著。总体来说，外加剂在改善混凝土的性能方面具有以下作用：

（1）可以减少混凝土的用水量，或者不增加用水量就能增加混凝土的流动度。

（2）可以调整混凝土的凝结时间。

（3）减少泌水和离析，改善和易性和抗水淘洗性。

（4）可以减少坍落度损失，增加泵送混凝土的可泵性。

（5）可以减少收缩，加入膨胀剂还可以补偿收缩。

（6）延缓混凝土初期水化热，降低大体积混凝土的温升速度，减少裂缝的发生。

（7）提高混凝土早期强度，防止负温下冻结。

（8）提高强度，增加抗冻性、抗渗性、抗磨性、耐腐蚀性。

（9）控制碱-骨料反应，阻止钢筋锈蚀，减少氯离子扩散。

（10）制成其他特殊性能的混凝土。

（11）降低混凝土黏度系数等。

混凝土外加剂的种类繁多，功能多样，通常可分为改变混凝土拌合物流动性的外加剂、调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂、改善混凝土耐久性的外加剂及改善混凝土其他性能的外加剂。目前，建筑工程中应用较多和较成熟的外加剂有减水剂、早强剂、引气剂和调凝剂等。

1.减水剂

减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。

在原配合比不变的条件下，即用水量和水胶比不变时，减水剂可以增大混凝土拌合物的坍落度（100～200 mm），且不影响混凝土的强度。在保持流动性和水泥用量不变时，减水剂可显著减少拌合用水量（10%～20%），从而降低水胶比，使混凝土的强度得到提高（提高15%～20%），早期强度提高3%～50%。保持混凝土强度和流动性不变，减水剂可节约水泥用量10%～15%、提高混凝土的耐久性。掺入减水剂，能够改善混凝土的孔结构，使混凝土的密实度提高，透水性可降低40%～80%，从而提高了混凝土的抗渗、抗冻、抗化学腐蚀等能力。掺入减水剂，还可以改善混凝土拌合物的泌水、离析现象，减慢水泥水化放热速度，延缓混凝土拌合物的凝结时间。

2.引气剂

引气剂又称加气剂，是一种憎水性表面活性剂，溶于水后加入混凝土拌合物，在搅拌过程中能产生大量微小气泡，如同滚珠一样，减少了颗粒间的摩擦阻力，减少泌水和离析，改善了混凝土拌合物的保水性、黏聚性，提高混凝土流动性。而大量均匀分布的封闭气泡切断了混凝土中的毛细管渗水通道，改变了混凝土的孔结构，使混凝土抗渗性显著提高。由于大量气泡的存在，减少了混凝土的有效受力面积，使混凝土强度有所降低。一般混凝土的含气量每增加1%，其抗压强度将降低4%～5%，抗折强度降低2%～3%。

引气剂主要用于抗冻性要求高的结构，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。但引气剂不宜用于蒸养混凝土及预应力钢筋混凝土。近年来，引气剂逐渐被引气型减水剂所代替，因为它不但能减水且有引气作用，提高混凝土强度，节约水泥。

3.缓凝剂

缓凝剂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。在混凝土中掺入缓凝剂的目的是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，对钢筋也无锈蚀作用。其主要适用大体积混凝土、炎热气候下施工的混凝土、需长时间停放或长距离运输的混凝土。缓凝剂不宜用于在日最低气温5℃以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。常用的缓凝剂掺量一般为水泥质量的0.01%～0.20%，掺量过大会使混凝土长期不硬化，强度严重下降。

4.早强剂(www.xing528.com)

混凝土早强剂是指能提高混凝土早期强度，并且对后期强度无显著影响的外加剂。早强剂的主要作用在于加速水泥水化速度，促进混凝土早期强度的发展；既具有早强功能，又具有一定的减水增强功能。早强剂能加速水泥的水化和硬化，缩短养护周期，使混凝土在短期内能达到拆模强度，从而提高模板和场地的周转率，加快施工进度，常用于混凝土的快速低温施工，特别适用冬期施工或紧急抢修工程。由于我国国土面积大，东北、华北、西北地区冬期较长，需要掺加早强剂和早强减水剂来提高混凝土早期强度发展。华东、华南地区冬季气温降至10℃以下的施工中也常掺用早强剂和早强减水剂。混凝土构件生产中为尽早张拉钢筋、加快模板周转和台座利用率，早强型的外加剂更是普遍应用。

5.防冻剂

防冻剂是指能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能与足够防冻强度的外加剂。其是一种能在低温下防止物料中水分结冰的物质。

防冻剂使混凝土在0℃～-15℃的负温环境中正常水化；降低冰点，提高混凝土早期强度，并在规定养护条件下达到预期性能及在低温下防止物料中水分结冰。保证负温下混凝土的正常施工，降低混凝土拌合物中的冰点。可以与减水剂、引气剂等复合防冻，效果更好，用于各种混凝土工程，在寒冷季节施工时使用。

6.速凝剂

速凝剂是指掺入混凝土能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂，主要种类有无机盐类和有机物盐类。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5 min内初凝，速凝剂在12 min内凝结。以达到抢修或井巷中混凝土快速凝结的目的。速凝剂是喷射混凝土施工法中不可缺少的添加剂。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。

7.泵送剂

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、黏塑性良好的性能。泵送剂可分为非引气剂型（主要组分为木质素磺酸钙、高效减水剂等）和引气剂型（主要组分为减水剂、引气剂等）两类。具有高流化、黏聚、润滑、缓凝的功效，适用配制泵送混凝土、商品混凝土、大体积混凝土、大流动混凝土及夏期施工、滑模施工、大模板施工等场合。

在混凝土中掺入外加剂，可明显改善混凝土的技术性能，取得显著的技术经济效果。但若选择和使用不当，会造成事故。在选择外加剂品种时，应根据工程需要、现场的材料条件，并参考有关资料，通过试验确定。混凝土外加剂均有适宜掺量，掺量过小，往往达不到预期效果；掺量过大，则会影响混凝土质量，甚至造成质量事故。因此，应通过试验试配确定最佳掺量。外加剂必须保证其均匀分散，一般不能直接加入混凝土搅拌机。对于可溶于水的外加剂，应先配制成一定浓度的溶液，随水加入搅拌机。对不溶于水的外加剂，应与适量水泥或砂混合均匀后再加入搅拌机内。另外，外加剂的掺入时间对其效果的发挥也有很大影响，为保证减水剂的减水效果，施工中可视工程的具体要求，选择同掺、后掺、分次掺入等掺加方法。

任务准备

计算机、演示文稿等。

任务组织

（1）五人一组，其中一名学员担任组长，负责组织其余学员在日常生活、学习中，通过网络收集混凝土常用外加剂，包括减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、速凝剂、泵送剂的图片。

（2）每组按照各自收集到的不同混凝土常用外加剂的图片，正确描述其特性，并在此基础上针对不同工程需要，对混凝土常用外加剂进行合理选用。

（3）每组完成后，其他组同学对其进行点评和补充。

注意事项

（1）主讲人注意着装、语言组织与表达、体态表达。

（2）注意组员之间的团队协作与沟通。

（3）鼓励团队构思创意、自主创新，在遇到问题时可以打破常规，寻求解决问题的新路径。

（4）注意在能力训练过程中追求精益求精，培养工匠精神。

任务训练流程

实训项目：普通混凝土用外加剂的选用

问题情景

在大体积混凝土施工时常常在混凝土中加入的外加剂是什么？为什么要加入这种外加剂？

缓凝剂，降低水泥水化热。