外加剂对混凝土的不利影响分析及控制对策研究

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摘 要：结合混凝土外加剂发展历程，以实际工程中常见的混凝土外加剂为例，深入阐述了外加剂对混凝土结构性能的不利影响，在充分分析其产生原因的基础上，提出了合理使用外加剂的切实可行的对策。目前，混凝土外加剂是工程建设中必不可少的成分，随着工程建设的发展，需要结合施工实际继续开展外加剂应用技术的研究，并重视对实际应用中存在问题的解决方案进行研究。

关键词：混凝土；外加剂；发展；问题；对策

1978年l0月，国内召开第一个高效减水剂产品鉴定会，会后参会专家参观了位于广西红水河上一座铁路桥（该产品在工程中的应用范例）。这是国际上公认的混凝土技术发展历程中一个重要的里程碑。30年来，以高效减水剂为代表的混凝土外加剂获得广泛应用。在混凝土工程中合理使用外加剂，对改善新拌混凝土的工作性能和硬化后混凝土的物理力学性能有着重要影响。但是，如果选择和使用不当，不仅从经济上直接造成巨大浪费，而且间接地影响到混凝土结构物的使用性能，特别是对结构的全寿命产生重大隐患。

本文以常见的外加剂为例深入阐述了外加剂对混凝土结构性能的不利影响，在充分分析其产生原因的基础上，提出了合理使用外加剂的初步控制对策，以期为今后混凝土外加剂的发展和使用提供参考。

1 外加剂对混凝土性能的不利影响分析

1.1 外加剂对混凝土力学性能的不利影响

我国北方地区在春初秋末施工的混凝土工程中，为保证低温或负温施工混凝土工程质量，加快工程进程而大量使用早强剂和防冻剂。这些早强剂和防冻剂的主要成分是氯盐、硫酸盐、亚硝酸盐等无机盐，氯盐的使用会引起钢筋的锈蚀，钾钠盐会引起碱集料反应从而使混凝土碳化，这些都会引起混凝土结构耐久性的降低。同时早强剂和防冻剂的添加，会显著增大混凝土的塑性收缩、早期自收缩、早期开裂和干缩等。

纤维素醚保水剂具有优良的保水性能，但会在砂浆中产生引气效果，极大地降低砂浆的强度。

工程中引气剂的掺入，会引入大量的气泡，混凝土在蒸汽养护的硬化初期不能承受气体受热膨胀产生的应力，造成损伤，从而导致混凝土蒸养强度的显著降低。同时引气剂较大程度增加混凝土闭口孔隙率，对混凝土抗冻性很有利，但毕竟增加了一些开口孔，抗氯离子渗透性、抗腐蚀性有所降低。

缓凝剂的掺量对混凝土的施工和易性有一定影响，超掺将导致混凝土施工和易性不良。且常见的复合减水缓凝剂的掺量对混凝土拌合物的凝结时间非常敏感，超掺将导致混凝土不能在规定时间内终凝并发展其强度，并导致施工工期的延长。随着复合减水缓凝剂掺量的增加，相同龄期的混凝土立方体抗压强度标准值逐渐降低。当复合减水缓凝剂超过一定掺量时，混凝土结构最终强度将低于混凝土设计强度值。

1.2 外加剂对混凝土工作性能的不利影响

为增加混凝土的流动性，以便于泵送施工，常在混凝土中添加高效减水剂，高效减水剂对水泥有强烈的分散作用，同时还有削弱水泥吸附水的作用，因而具有较高的减水率，而这也加剧了拌合物在凝固之前泌水、离析和分层。即使混凝土的水灰比相当低，显现粘稠的拌合物，也会出现粘在底面上的现象。

保水型矿物外加剂石灰石粉虽能大幅提高砂浆的保水性，但对混凝土的工作性能造成了不利影响。

当外加剂与水泥产生不相适应的问题时，外加剂对混凝土工作性能的改善不明显，造成混凝土坍落度损失过大或混凝土过于快凝，极易造成混凝土结构构件出现裂缝进而出现工程事故。

2 外加剂不利影响的控制对策研究

混凝土外加剂在我国的应用十分广泛，极大地促进了混凝土新技术的发展，已成为制备优质混凝土必不可少的材料。与此同时，实际使用中也暴露出很多与当今大规模基础设施建设不适应的问题，充分认识外加剂使用中不利影响，并进行控制对策研究迫在眉睫。

2.1 选择合适的混凝土外加剂

混凝土外加剂种类繁多，对混凝土性能的影响各异。实际施工中，应根据新拌混凝土的工作性能、硬化后混凝土的物理力学性能以及混凝土耐久性等需求，在充分认识不同类型外加剂功能的基础上，有针对性地选择，不能盲目使用。另外，我国目前市场上销售的外加剂质量层次不齐，使用劣质外加剂不但无法带来预期结果，还会降低混凝土的性能，增加使用成本。

2.2 做好外加剂与混凝土基材的适应性鉴定工作

混凝土的性能不仅取决于其组成材料的性能，还受到材料之间适应性的影响。外加剂的品种不同，结构官能团、聚合度、复配组分等参数可能不同。不同的混凝土基材，其矿物组成、碱含量、水泥细度、骨料颗粒级配也可能不同。当外加剂和混凝土基材共同组成混凝土结构时，其性能会有很大的离散性。因此，在实际工程中，当更换水泥品种、混凝土基材，或使用不同生产厂家的水泥、不同批次的混凝土基材时，首先做水泥与混凝土基材的适应性试验，以避免事故发生。

2.3 确定混凝土外加剂的最佳掺量

外加剂作为混凝土的组成成分，虽然比重不大，但对混凝土的性能影响却十分显著。混凝土的强度、抗冻、抗渗等性能对外加剂的掺量较为敏感，合理确定外加剂的最佳掺量，可以避免外加剂的浪费，又能提高混凝土的性能，使外加剂的效能发挥到最佳状态。实际施工中，应合理设计优化掺量试验，科学选择外加剂掺量评价指标并结合施工水平来确定混凝土外加剂的最佳掺量。

2.4 确保混凝土外加剂的掺量准确

当前我国的混凝土生产设备落后，个别企业甚至手工配置，生产工人多无科研能力和技术服务能力，生产技术水平低，导致实际混凝土外加剂掺量的随意性。为使外加剂掺量准确，在施工中应采取一些简单可行的措施，例如掺外加剂前称量准确置于标准化容器中，从而保证每盘混凝土中外加剂掺量的标准化，避免量不准确而产生副作用。

2.5 保证混凝土外加剂配置均匀

混凝土生产时，外加剂拌合不均会造成混凝土性能的离散性，无法保证混凝土的质量要求。实际施工中，应采取措施，保证外加剂搅拌充分、均匀。例如当采用干粉法时，首先尽可能地撒在拌和料上，而不要将其集中在某一个部位。其次，适当延长搅拌时间。而对于易溶入水的外加剂，将其配制成一定浓度的溶液，然后通过搅拌机自动计量与水一起加入搅拌机，这样无需延长搅拌时间。外加剂就能很均匀地分散到拌合物中。

3 结语

混凝土外加剂在工程中的应用，尤其是改革开放30年以来的应用历程，使我们充分认识到：外加剂是混凝土的组分之一，而且是不可或缺的；与应用技术和措施配套，才能保障混凝土的整体性能符合工程实际的需要。因此，混凝土工作者以及与基础设施建设相关的业界人士都需要正确看待外加剂的作用。

参考文献

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