外加剂的选择和使用

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摘要：混凝土外加剂极大地改善了混凝土的质量和适用范围，促进了混凝土的质量的提高。本文介绍了混凝土外加剂品种的选择，掺入量的选择,分析了推广应用混凝土外加剂的意义,并总结了外加剂在典型工程中的应用。

关键词：品种的选择、性能

中图分类号：TV331文献标识码： A

1 外加剂品种的选择

几乎各种混凝土都可以掺用外加剂，要根据工程特点选用合适的外加剂。外加剂掺加效果的有效发挥主要取决于水泥种类、掺和料的种类与其性能，粗细集料的性能及其所含的杂质、混凝土的配合比和混凝土拌合物的搅拌形式、搅拌时间、混凝土温度以及环境条件等多种因素。

1.1 基本性能要求

所选用的外加剂要能改善混凝土的一种或几种性能，而不产生副作用，或者副作用很小；要具有良好的匀质性和稳定性；对混凝土中钢筋或预埋金属件没有侵蚀作用；使用安全，没有环境污染。

1.2 选择的依据和原则

外加剂的品种很多，功效各异，应该合理选择。外加剂的选择是根据设计、施工等环节对混凝土性能的要求而定。应根据混凝土的强度等级、耐久性指标、新拌混凝土工作性能要求以及施工工艺、施工季节、浇筑的部位和体积等，在全面了解混凝土外加剂作用原理的基础上，综合考虑原材料状况，如水泥品种、砂石情况等其它因素，然后采用实际使用的原材料进行试验，并宜采用不同厂家的同一类型（或品种）的外加剂进行对比试验，根据试验结果有针对性地选用技术、经济效果最合适的外加剂。

选择外加剂的原则一是性能满足使用要求，二是经济合理。

选用外加剂时，必须根据工程需要、施工条件和施工工艺等因素进行选择。如一般混凝土主要采用普通减水剂；早强、高强混凝土采用高效减水剂；气温高时，掺用引气性大的减水剂或缓凝减水剂；气温低时，一般不用单一引气型减水剂，多用复合早强减水剂；为了提高混凝土的和易性，采用引气减水剂。为了发挥各种外加剂的特点，不宜互为代用，如将高效减水剂作普通减水剂用，普通减水剂当早强减水剂用都是不合适的。要注意外加剂和不同品种水泥之间的适应性问题。

2外加剂掺量的确定

每种外加剂都有适宜的掺量，即使使用同一种外加剂，不同的用途也会有不同适宜的掺量。外加剂的最佳掺量是获得最好技术效果和经济效果的重要因素。外加剂生产厂家产品说明书中提供的只是使用时的掺量范围，使用单位在使用前必须通过混凝土试配的结果来确定最佳掺量。根本的原则是在满足混凝土性能要求的前提下，采用最低掺量。

只要掌握了外加剂和混凝土的性能，以及它们变化的规律，并通过试验确定外加剂的合理掺量，就可以以最小的掺量获得最好的技术经济效果。

3外加剂掺入方法的确定

在混凝土的搅拌过程中，外加剂的掺入方法对其使用效果影响较大。不同的混凝土外加剂应采用不同的掺入方法，不同的掺加方法将会带来不同的使用效果。使用前应进行试拌，以确定最佳掺入方法。混凝土外加剂的掺入方法有以下几种：

（1）先掺法

粉剂外加剂与水泥混合，再加集料与水搅拌称作先掺法。该法有利于外加剂的分散，减少集料对外加剂的吸附量，但实际工程使用不方便，一般是试验室用做试配。

（2）后掺法

也叫滞水法，是在混凝土加水搅拌一段时间后（水泥水化反应进行一段时间后），再加入外加剂进一步搅拌，它保持了混凝土液相中的外加剂浓度不会很快降低。

（3）同掺法

水剂粉剂外加剂与混凝土原材料一起倒入搅拌机中搅拌，或者是液体外加剂与水混合，然后与其它材料一起拌合。此方法混凝土在一开始水化时就有外加剂介入，立即被水泥颗粒表面吸附，从而迅速降低了液相中的浓度。

（4）分次加入法

混凝土搅拌过程中或运输过程中分次将外加剂加入混凝土中，使混凝土液相中外加剂的浓度保持在一定水平。

不同的混凝土外加剂由于作用机理不同，其掺入方法也不一样。一般高效减水剂和低掺量外加剂宜选用后掺法。木钙减水剂、膨胀剂宜选用先掺法。缓凝剂、引气剂宜选用同掺法。

4外加剂在典型工程中的应用

商品混凝土使用外加剂的目的，是克服混凝土运输过程中的坍落度损失，节约水泥及满足特殊要求，如可泵性、早强及降低水泥初期水化热等。

4.1 混凝土外加剂选择

工程底板混凝土的供货商――浙江山鹰商品混凝土有限公司，前期对该工程的施工要求、现场条件、施工工艺等情况进行了全面了解，决定选用聚羧酸TJ－G100减水剂作为该工程底板混凝土的外加剂。聚羧酸减水剂被誉为第三代高性能外加剂，与第二代萘系减水剂相比，它具有减水率高、掺量低、混凝土拌合物流动度明显增大、坍落度损失小，拌合物施工性能优越、强度增加明显、收缩率减小、总碱含量较低、对环境无污染等显著特点。经过前期混凝土试配，决定采用后掺法掺入，掺量为水泥用量的1.0%。

4.2 工程实际应用

该工程底板于2011年10月27日进行首次浇筑，至12月2日，浇筑七次，共计浇筑C40P8混凝土约16000m3，施工情况正常，板面没有发现可见裂纹。试块留置累计155组，其中60组用于7天破型，80组用于28天破型，另外15组用于60天破型，经试压，7天强度平均值达35.5MPa，28天强度平均值达47.8MPa，60天强度平均值达53.7MPa，符合设计强度要求。拆模后混凝土表面光滑，无气泡、蜂窝、麻面，通过现场回弹检测混凝土强度全部达到45MPa以上，符合工程要求。

4.3 工程应用小结

通过对整个底板的施工，体会如下：

（1）使用聚羧酸减水剂对胶凝材料的适应性广

浙江山鹰商品混凝土有限公司前期用聚羧酸TJ―G100减水剂分别与三狮、山鹰等水泥；Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级粉煤灰；和广德中砂、长兴李家巷5～25碎石交叉搭配组合进行净浆试验和混凝土试配，在低掺量的情况下都能取得理想的流动度和坍落度，与萘系减水剂相比，具有明显优势。

（2）使用聚羧酸减水外加剂生产的混凝土和易性、流动性好，利于施工

此次施工中混凝土出厂坍落度控制在190左右，30分钟后到达现场，混凝土入泵时坍落度无明显损失，通过泵管输送到施工部位的混凝土还具有十分良好的流动性，在侧墙等钢筋分布密集、不易振捣的部位，只需要轻微振捣混凝土即可靠自身良好的流动性自流到构件的每个空间直至填实整个构件，这很好地解决了混凝土施工中常出现的蜂窝、孔洞等质量弊端，有效保证工程质量，同时也减少了工人的劳动强度，提高施工速度。

（3）使用聚羧酸减水剂生产混凝土坍落度损失小、保塑性能优越

这次施工中，混凝土从生产到入泵中间出现了约120分钟的等待，混凝土拌合物的坍落度由初始的190损失到170，仍能满足施工要求，入泵后的混凝土拌合物仍具有良好的流动性。因此这就解决了混凝土施工过程中因时间等待过长造成混凝土坍落度损失过大的难题。

（4）使用聚羧酸减水剂生产的混凝土收缩小，能有效减少混凝土有害裂缝的产生

（5）使用聚羧酸减水剂具有提高混凝土早期强度的特点

在该工程中，使用聚羧酸减水剂7天混凝土的强度值达到了设计强度的85%以上，这一方面说明混凝土的配合比是合理的，达到了工程要求，另一方面也说明了使用聚羧酸减水剂对混凝土的早期强度有着较好的保证，确保了后续工程的顺利进行。

（6）使用聚羧酸减水剂对计量设备有着较高的要求

由于聚羧酸减水剂具有高减水率低掺量的特点，少量的外加剂都能显著地影响混凝土的坍落度与和易性，容易造成混凝土离析，所以在使用聚羧酸减水剂时，要求计量设备的计量精度必须准确和灵敏。

（7）使用聚羧酸减水剂能带来可观的经济效益和环保效益

聚羧酸减水剂的减水率高达30%～40%，掺量从0.6%～1.5%不等，使用聚羧酸减水剂能有效降低混凝土的单方用水量，减少水泥用量和胶凝材料的总和，同时还能增大外掺料的掺量，从而提高混凝土的耐久性。

参考文献：

[1] 张完善，刘六，等.第五届科学管理国际会议论文集.北京：管理工程出版社，2001.18-19.

[2] 张完善，刘六.校园环境与学风建设.城市日报，2002年3月5日，第2版.