韓國鵬  王文祥

　　編者按：本文中對三種常用混凝土外加劑的作用機理進行了介紹，提出了外加劑在應用中需注意的問題，探討了其合理使用的方式、方法，對解決外加劑在混凝土使用中的一些問題有啟發(fā)。可供參考。 

　　混凝土外加劑是混凝土改性的一種重要方法和技術，在實際應用中出現(xiàn)了種種問題，本文結合作者在實際工作中遇到的問題，對常見的幾種混凝土外加劑的作用機理和施工中的常見問題作一些簡單的探討。

　　混凝土外加劑(Concrete Additives) 是混凝土不可缺少的成分之一，使用它是使混凝土改性的一種重要方法和技術。摻適量外加劑可以改善新拌混凝土的工作性能，提高硬化混凝土的物理力學性能和耐久性。但由于各種原因，外加劑與膠結材料也極易產生不相適應的問題。主要表現(xiàn)在外加劑對混凝土性能改善不明顯，混凝土坍落度損失過大或混凝土過于快凝，外加劑造成混凝土結構構件更易出現(xiàn)裂縫。這些問題會嚴重影響混凝土的質量， 給工程質量帶來隱患，甚至出現(xiàn)工程事故，造成重大經濟損失。本文重點介紹三種常用外加劑的作用機理，探討外加劑合理的使用方法，以求在實際施工過程中解決混凝土外加劑帶來的種種問題。

　　使用外加劑應注意的事項

　　外加劑對混凝土有雙重作用，使用得當能發(fā)揮良好的作用，使用不當則會起反作用。我們認為存在水泥對外加劑的適應性和摻量問題。

　　1.水泥的適應性。不同減水劑品種對水泥的分散、減水、增強效應不同，對于同一種減水劑，不同水泥品種其減水增強效果也很不相同。C3A含量高的水泥以及熟料中含堿量高的水泥，加入減水劑后減水效果很差。水泥中的石膏或工業(yè)廢石膏作調凝劑時會出現(xiàn)異常現(xiàn)象，C3A含量越大，凝結越快，當C3A含量大于8% 時，混凝土就會發(fā)生速凝現(xiàn)象，這就是水泥對外加劑的適應性。為了更好地使用外加劑，應該將選用的外加劑對所使用的水泥做流動度試驗，根據(jù)試驗結果決定能否使用，切勿憑主觀推斷，否則會導致嚴重的后果。

　　2.摻量問題。各種外加劑都有一個最適宜的摻量，它是根據(jù)外加劑的質量以及所使用的水泥、骨料情況而定的。摻量過小，外加劑起不到應有的作用，達不到預期效果；摻量過高，會起相反作用。所以使用前，應通過試驗確定最合適的摻量。

　　3.注意事項。使用好各種外加劑，至少要做到下面幾點，才能保證工程質量。

　　（1）摻量準確，在施工時要準確按設計摻量摻加外加劑。如果是液體，液體濃度要準確測定；如果是粉劑,則應均勻、準確加入，使其誤差控制在±2%之內。

　　（2）摻加均勻，一定要設法使外加劑在整個拌和物中均勻分布，使其充分發(fā)揮作用，避免局部過濃產生不良后果。粉劑如與水泥一起加入，應散布開，并適當延長攪拌時間；液劑也要散布均勻，防止集中在一起。

　　（3）摻加工序不能亂，對于摻加幾種外加劑的混凝土，要注意其摻加的先后順序，有的允許運到現(xiàn)場后再補加。

　　（4）隨著季節(jié)的不同應及時更換外加劑，不同的外加劑有不同的特性，秋季轉為冬季施工時，應提前更換混凝土外加劑的品種，冬季時應使用防凍早強型外加劑，為冬季施工做好準備。

　　（5）設專人負責。為保證摻加質量，在使用外加劑時，每次都派專人負責，在操作之前，首先對這些工人們進行專門訓練，認真交底摻加方法，以確保摻量準確。

         混凝土外加劑的作用機理

　　減水劑是在混凝土坍落度基本相同的條件下能減少拌合用水量的外加劑。減水劑是陰離子表面活性劑，它們在混凝土中起表面活性作用。其作用機理為：水泥粒子對高效減水劑的吸附以及高效減水劑對水泥的分散作用，水泥加水轉變成水泥漿后形成一種絮凝狀結構。當減水劑分子被漿體中的水泥粒子吸附，即在其表面形成擴散雙電層，成為一個個極性分子或分子團，憎水端吸附于水泥顆粒表面而親水端朝向水溶液，形成單分子層或多分子層的吸附膜。這就降低了水的表面張力，釋放出絮凝體中被包裹的水分子。同時，出于表面活性劑的定向吸附，使水泥顆粒朝外一側帶有同種電荷，產生了相斥作用。其結果使水泥漿體形成一種不很穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)；水泥顆粒表面的潤滑作用，減水劑的極性親水端朝向水溶液，多以氫鍵形式與水分子締合，再加上水分子之間的氫鍵締合，構成了水泥微粒表面的一層水膜，阻止水泥顆粒間的直接接觸，起到潤滑作用。

　　引氣劑在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。引氣減水劑(Air entraining and water reducing mixture)兼有引氣和減水功能的外加劑。其作用機理是：由于它的表面活性，能定向吸附在水-氣界面上，而且顯著降低水的表面張力，使水溶液易形成眾多的新表面（即水在攪拌下易產生氣泡）；同時，引氣劑分子定向排列在氣泡上，形成單分子吸附膜，使液膜堅固而不易破裂。在溶液中產生氣泡后，由于大大擴展了兩相的界面，使表面能隨之增加，而對任何一個體系來說都有一個自由能自動趨于最小才能保持體系穩(wěn)定的趨勢。那么要產生穩(wěn)定的氣泡必須使氣液界面的表面能盡可能低。

　　緩凝劑是延長混凝土凝結時間的外加劑。緩凝減水劑(Setretarding and water-reducing admixture)是兼有緩凝和減水功能的外加劑。緩凝劑作用機理：硅酸鹽水泥的早期水化歷程分為四個階段，即: 初始反應期，水泥與水混合后立即發(fā)生水化反應，C3S 生成水化硅酸鈣并釋放出Ca(OH)2；C3A 礦物溶解于水，并迅速與己溶解的石膏反應析出鈣礬石，附著在水泥粒子表面形成薄膜包裹層；休止期，由于初始反應期形成的薄膜包裹層阻礙了水泥與水的進一步水化，水泥漿的可塑性基本上保持不變；凝結期，約在水泥加水混合后6小時～ 8小時，水泥出現(xiàn)凝結現(xiàn)象。當水泥粒子表面的薄膜包裹層破裂時，則繼續(xù)水化，從而出現(xiàn)了凝結期；硬化期，凝結期以后，進入硬化期，這時水泥的水化速度緩慢，但仍不斷進行，水化物不斷填充毛細孔，強度不斷提高。