混凝土外加劑分類、性能與應用
混凝土外加劑按其主要功能分為四類：改善混凝土拌合物流變性能的外加劑；調節(jié)混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑；改善混凝土耐久性的外加劑；改善混凝土其他性能的外加劑。
混凝土外加劑按使用效果分為減水劑（普通減水劑、高效減水劑、聚羧酸系高性能減水劑、引氣減水劑）；調凝劑（緩凝劑、早強劑、速凝劑）；引氣劑、加氣劑；防水劑；阻銹劑；防凍劑；泵送劑；膨脹劑等。
1.1 減水劑
減水劑是混凝土外加劑中應用.為廣泛的一類，在混凝土中主要起吸附分散、潤滑和濕潤作用。普通減水劑宜用于日.低氣溫 5℃ 以上強度等級為 C40 以下的混凝土，不宜單獨用于蒸養(yǎng)混凝土。當摻用含有木質素磺酸鹽類物質的普通減水劑時應先做水泥適應性試驗，合格后方可使用。高效減水劑可用于素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土，并可用于制備高強混凝土，且標準型高效減水劑宜用于日.低氣溫 0℃ 以上施工的混凝土，也可用于蒸養(yǎng)混凝土。聚羧酸系高性能減水劑宜用于高強混凝土、自密實混凝土、泵送混凝土、清水混凝土、預制構件混凝土和鋼管混凝土、具有高體積穩(wěn)定性及高耐久性或高工作性要求的混凝土。引氣減水劑宜用于有抗凍融要求的混凝土、泵送混凝土和易產生泌水的混凝土；可用于抗?jié)B混凝土、抗硫酸鹽混凝土、貧混凝土、輕骨料混凝土、人工砂混凝土和有飾面要求的混凝土，不宜用于蒸養(yǎng)混凝土及預應力混凝土。
1.2 調凝劑
概括地講，調凝劑主要是通過改變水泥水化的進程，來達到混凝土需要的效果。
緩凝劑宜用于延緩凝結時間的混凝土、對坍落度保持能力有要求及靜停時間較長或長距離運輸?shù)幕炷痢⒆悦軐嵒炷?，可用于大體積混凝土，混凝土施工日.低氣溫 5℃ 以上；不宜用于有早強要求的混凝土；且檸檬酸（鈉）及酒石酸（鉀鈉）等緩凝劑不宜單獨用于貧混凝土，含有糖類組分的緩凝劑與減水劑復合使用時，需進行相容性試驗，合格后方可使用。
早強劑宜用于蒸養(yǎng)（有機胺類早強劑除外）、常溫、低溫和.低溫度不低于 -5℃ 環(huán)境中施工的有早強要求的混凝土工程；不宜用于大體積混凝土、炎熱條件和環(huán)境溫度低于 -5℃ 時施工的混凝土。另外，處于水位變化的結構，露天結構及經(jīng)常受水淋、受水流沖刷的結構，相對濕度大于 80% 環(huán)境中使用的結構，直接接觸酸、堿或其他侵蝕性介質的結構，有裝飾要求的混凝土不宜使用無機鹽類早強劑。
速凝劑可用于噴射法施工的砂漿或混凝土，或有速凝要求的其他混凝土。粉狀速凝劑宜用于干法施工，液體速凝劑宜用于濕法施工。當施工對堿含量有特殊要求的噴射混凝土工程，宜選用堿含量小于 1% 的低堿速凝劑。
1.3 引氣劑和加氣劑
引氣劑是使混凝土拌合物在拌合過程中引入空氣而形成大量微小、封閉而穩(wěn)定氣泡的外加劑。絕大部分引氣劑的成分為松香衍生物以及各種磺酸鹽，如烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉，在混凝土中主要起界面活化和起泡作用。主要宜用于有抗凍融要求的混凝土、泵送混凝土和易產生泌水的混凝土；可用于抗?jié)B混凝土、抗硫酸鹽混凝土、貧混凝土、輕骨料混凝土、人工砂混凝土和有飾面要求的混凝土；不宜用于蒸養(yǎng)混凝土以及預應力混凝土。
加氣劑是指加在普通混凝土或砂漿中，以產生大量微小氣泡而使成為加氣混凝土的物質。用松脂酸鈉、環(huán)烷酸皂等作加氣劑時，可提高混凝土澆筑時的流動性，硬化后的抗水性、抗凍性和耐久性。主要用于修筑路面、海港工程等。
1.4 防水劑
防水劑包括無機質防水劑、有機質防水劑和復合防水劑。無機質防水劑有鐵鹽、水玻璃、硅灰粉末等。鐵鹽、水玻璃與水泥水化產物氫氧化鈣反應，分別形成氫氧化鐵膠體和不溶性硅酸鈣，填充砂漿或混凝土中的孔隙，使抗?jié)B性提高。硅灰粉末主要通過與水泥水化生成物反應，反應產物堵塞孔隙，使混凝土抗?jié)B性提高。有機質防水劑，主要是具有憎水作用的表面活性劑或化合物，通過憎水作用使混凝土防水。防水劑可用于有防水抗?jié)B要求的混凝土工程，對有抗凍要求的混凝土工程宜選用復合引氣組分的防水劑。
1.5 阻銹劑
阻銹劑按其主要成分可分為有機和無機兩大類。對混凝土拌合物，大多數(shù)無機阻銹劑對其和易性有所改善，對水泥水化過程的影響與早強劑相似；有機防銹劑對混凝土拌合物有延緩放熱的作用。對硬化混凝土，若摻入 Ca(NO2)2 阻銹劑，混凝土的早期和后期強度均有顯著提高；若摻入 NaNO2 阻銹劑，各齡期抗壓強度均有所降低。宜用于容易引起鋼筋銹蝕的侵蝕環(huán)境中鋼筋混凝土、預應力混凝土和鋼纖維混凝土、預應力孔道灌漿，以及新建混凝土工程和修復工程。
1.6 泵送劑
泵送劑能夠使混凝土黏聚性增大、泌水性降低，并減小混凝土坍落度經(jīng)時損失，從而改善混凝土可泵性。分為一般泵送劑和防凍泵送劑。宜用于泵送施工的混凝土，日平均氣溫 5℃ 以上的施工環(huán)境；可用于工業(yè)與民用建筑結構工程混凝土、橋梁混凝土、水下灌注樁混凝土、大壩混凝土、清水混凝土、防輻射混凝土和纖維增強混凝土等；不宜用于蒸養(yǎng)混凝土及蒸養(yǎng)預制混凝土。當使用含糖類或木質素磺酸鹽的泵送劑時，需要進行外加劑相容性試驗。
1.7 膨脹劑
水泥凝結硬化過程中，能使混凝土產生可控膨脹、減少收縮的一種功能性外加劑稱為膨脹劑。主要種類包括硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣—氧化鈣類、氧化鈣類混凝土膨脹劑。其主要功能是補償混凝土硬化過程中的干縮和冷縮。目前膨脹劑主要是摻入硅酸鹽類水泥中使用，用于配制補償收縮混凝土或自應力混凝土；使用膨脹劑配制的補償收縮混凝土宜用于混凝土結構自防水、工程接縫、填充灌漿，采用連續(xù)施工的超長混凝土結構，大體積混凝土工程等；用膨脹劑配制的自應力混凝土宜用于自應力混凝土輸水管、灌注樁等。含硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣—氧化鈣類膨脹劑配制的混凝土不得用于長期環(huán)境溫度為 80℃ 以上的工程。
1.8 防凍劑
防凍劑是能使混凝土拌合物在負溫下保持足夠的液相，以利于水泥水化反應的繼續(xù)進行，待轉入正溫后，混凝土強度能得到進一步增長的外加劑；其防凍組分分為有機化合物類（某些醇類、尿素）和無機鹽類（亞硝酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、氯鹽）。目前，大部分防凍劑是復合型的，如采用防凍組分與早強、引氣和減水組分復合而成的防凍劑。主要用于冬期施工的混凝土。
2 混凝土外加劑的選擇、摻量與摻加技術
2.1 混凝土外加劑的選擇
混凝土外加劑種類很多、功能各異，使用效果易受多種因素影響，因此，使用時，外加劑種類應根據(jù)工程設計和施工條件、施工工藝選擇，通過采用工程實際使用的原材料，經(jīng)過試驗驗證，達到滿足混凝土工作性、力學性能、長期性能、耐久性能、安全性及節(jié)能環(huán)保等設計和施工要求。另外，還可以根據(jù)供應商生產技術水平與便捷性、經(jīng)濟性試用外加劑品牌。初步選好要使用的外加劑后，還要進行水泥與外加劑適應性試驗，甚至還應進行不同供方、不同品種的外加劑共同使用時的相容性或發(fā)生化學反應的驗證， 滿足混凝土設計和施工要求方可使用。因為，許多實際施工狀況，即使是完全符合質量標準的水泥和外加劑，在作為原材料進行配制也會出現(xiàn)不相容，主要表現(xiàn)為混凝土坍落度有大有小、坍落度損失或快或慢、凝結時間時長時短，有時還出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。
具體到工程實踐，對混凝土外加劑的選擇可以歸納為幾個方面：改善混凝土工作性、提高強度等宜選用普通減水劑、高效減水劑、聚羧酸系高性能減水劑；改善混凝土工作性、提高抗凍融性，宜選用引氣劑及引氣減水劑；提高混凝土早期強度宜選用早強劑；延長混凝土凝結時間，宜選用緩凝劑；改善混凝土泵送性、提高工作性，宜選用泵送劑；提高混凝抗凍性和抗凍融性，宜選用防凍劑；對于噴射混凝土或有速凝要求的混凝土，宜選用速凝劑；配制補償收縮混凝土與自應力混凝土，宜選用膨脹劑；提高混凝土抗?jié)B性，宜選用防水劑；防止混凝土中鋼筋銹蝕，宜選用阻銹劑。
2.2 混凝土外加劑摻量的確定
混凝土外加劑的摻量是以外加劑質量占混凝土中膠凝材料總質量的百分數(shù)表示。有些特殊外加劑如膨脹劑屬于內摻，與外摻的外加劑摻量表示方法不同。
混凝土外加劑功能主要由其品質和摻量所決定。當品質一定時，主要由摻量決定，但混凝土外加劑對混凝土的改性功能，并不是隨著摻量的增大而增大，而是混凝土外加劑摻量應適當。若摻量過小，使用效果就不顯著；若摻量過大，不但使造價提高，而且還可能造成混凝土質量事故，尤其在使用具有引氣、緩凝作用的外加劑時，應切忌超量。因此，混凝土外加劑的使用存在一個臨界摻量，即在一定原材料、配合比和環(huán)境條件下，摻加某種外加劑的數(shù)量，使混凝土或其拌合物的一種或多種性能達到.大效果，再摻加則效果不增加，甚至使某些性能變壞。
通常，工程實際使用的外加劑摻量宜按供方的推薦摻量確定，但是還需從決定外加劑摻量的因素去考慮。其中影響外加劑摻量的因素有水泥品種、礦物摻合料品種、混凝土原材料質量狀況、混凝土配合比、混凝土強度等級、施工環(huán)境溫度、商品混凝土運輸距離以及外加劑摻加方式。因此，外加劑的.佳摻量的確定應在供方推薦摻量范圍內，并且不能超過外加劑的臨界摻量，然后根據(jù)其影響因素，經(jīng)過試驗來確定或用 法、數(shù)值分析法進行優(yōu)化。
