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1、混凝土外加剂的研究进展混凝土外加剂的研究进展 一、外加剂应用研究热点和存在的问题一、外加剂应用研究热点和存在的问题二、混凝土外加剂的研究现状和展望混凝土外加剂的研究现状和展望三、使用外加剂应注意的事项三、使用外加剂应注意的事项 关键词：外加剂关键词：外加剂 现状现状 展望展望 应用应用 一、外加剂应用研究热点和存在的问题一、外加剂应用研究热点和存在的问题 1、外加剂新品种新型超塑化剂的研究在我国还很、外加剂新品种新型超塑化剂的研究在我国还很有限，且与国际先进水平也存在一定差距，改变混有限，且与国际先进水平也存在一定差距，改变混凝土体积变形凝土体积变形(早期塑性变形早期塑性变形)的外加剂如减缩剂
2、还的外加剂如减缩剂还需开发新品种和推广应用。另外综合改性的外加剂需开发新品种和推广应用。另外综合改性的外加剂研究应从两方面进行研究，即通过表面活性剂活性研究应从两方面进行研究，即通过表面活性剂活性基团的接枝合成和结构设计使外加剂综合改性，另基团的接枝合成和结构设计使外加剂综合改性，另一途径是在目前外加剂产品越来越纯越专用化条件一途径是在目前外加剂产品越来越纯越专用化条件下，通过复合使之具有相容性和综合改性效果。下，通过复合使之具有相容性和综合改性效果。2、外加剂对水泥改性作用的基础研究需要加强和深、外加剂对水泥改性作用的基础研究需要加强和深入，在超高强混凝土研究中可以看到同样配合比和入，在超高
3、强混凝土研究中可以看到同样配合比和试验条件下，不同超塑化剂配制的混凝土强度和强试验条件下，不同超塑化剂配制的混凝土强度和强度发展存在明显差异，这一差异应该可以从不同的度发展存在明显差异，这一差异应该可以从不同的表面活性剂对水泥水化和水泥石结构影响作用找出表面活性剂对水泥水化和水泥石结构影响作用找出原因。掺塑化剂的低水灰比高流态混凝土在拌合后原因。掺塑化剂的低水灰比高流态混凝土在拌合后十几分钟就出现十几分钟就出现“结板结板”现象，即混凝土坍落后，现象，即混凝土坍落后，不被搅拌则很快就呈假凝现象，且下部混凝土相对不被搅拌则很快就呈假凝现象，且下部混凝土相对较硬。而不掺塑化剂的普通混凝土拌合物这种现
4、象较硬。而不掺塑化剂的普通混凝土拌合物这种现象却不明显，如何避免和解释这一问题，也是值得探却不明显，如何避免和解释这一问题，也是值得探索的。索的。3、外加剂对水泥适应性研究试验室和工程实际、外加剂对水泥适应性研究试验室和工程实际中常出现同样的配合比、同样外加剂及掺量中常出现同样的配合比、同样外加剂及掺量和试验、施工条件下，由于水泥和掺合料的和试验、施工条件下，由于水泥和掺合料的变更变更(包括品种、批次的不同包括品种、批次的不同)混凝土的流动混凝土的流动性和坍落度损失会存在差异。水泥矿物成份、性和坍落度损失会存在差异。水泥矿物成份、调凝石膏、以至水泥细度都是影响因素，如调凝石膏、以至水泥细度都是
5、影响因素，如掺木钙掺木钙(缓凝型减水剂缓凝型减水剂)的混凝土拌和时就可的混凝土拌和时就可能出现速凝现象。与水泥适应性问题研究有能出现速凝现象。与水泥适应性问题研究有利于指导外加剂的使用。利于指导外加剂的使用。4、外加剂成份对混凝土耐久性影响研究。硫酸、外加剂成份对混凝土耐久性影响研究。硫酸钠作为早强剂和萘系等减水剂中的成份掺入钠作为早强剂和萘系等减水剂中的成份掺入混凝土中，对其流动性、强度发展不无益处，混凝土中，对其流动性、强度发展不无益处，随着碱一骨料问题出现，掺入的随着碱一骨料问题出现，掺入的Na+会引起会引起什么样的结果，有待研究结果来证明，并提什么样的结果，有待研究结果来证明，并提出综
6、合考虑多方面因素的合理含量。外加剂出综合考虑多方面因素的合理含量。外加剂对在单掺、多掺情况下对混凝土体积变形影对在单掺、多掺情况下对混凝土体积变形影响研究对混凝土耐久性研究具有重要意义。响研究对混凝土耐久性研究具有重要意义。二、混凝土外加剂的研究现状和展望混凝土外加剂的研究现状和展望1、开发研究非氯非碱的各种类型外加剂。由于以前、开发研究非氯非碱的各种类型外加剂。由于以前对混凝土的耐久性缺乏足够的认识，我国已建的许对混凝土的耐久性缺乏足够的认识，我国已建的许多重点工程混凝土已出现破坏，为了防止碱多重点工程混凝土已出现破坏，为了防止碱集集料反应，对于有一定碱活性集料的混凝土，就必须料反应，对于有
7、一定碱活性集料的混凝土，就必须限制混凝土中总的碱含量，而我国过去开发研究的限制混凝土中总的碱含量，而我国过去开发研究的一些外加剂，特别是早强剂和防冻剂，都是以硫酸一些外加剂，特别是早强剂和防冻剂，都是以硫酸钠为主要成分，而且有的防冻剂掺量还特别大，这钠为主要成分，而且有的防冻剂掺量还特别大，这就给混凝土性能带来了巨大损害，因此开发研究非就给混凝土性能带来了巨大损害，因此开发研究非氯非碱的外加剂对保证混凝土施工质量，保证混凝氯非碱的外加剂对保证混凝土施工质量，保证混凝土工程的高耐久性有重要的意义。土工程的高耐久性有重要的意义。2、多功能化。不同条件下使用的混凝土对外加剂、多功能化。不同条件下使用
8、的混凝土对外加剂的要求也不同，有时甚至要求外加剂具有多种功能。的要求也不同，有时甚至要求外加剂具有多种功能。因此，可以把混凝土外加剂多功能化理解为按使用因此，可以把混凝土外加剂多功能化理解为按使用要求设计外加剂。设计外加剂时，主要考虑化学基要求设计外加剂。设计外加剂时，主要考虑化学基团的作用性能影响较大，实现上述基团问的互补是团的作用性能影响较大，实现上述基团问的互补是按使用要求设计外加剂的关键。化学合成与物理复按使用要求设计外加剂的关键。化学合成与物理复配是按使用要求设计混凝土外加剂的两条技术途径。配是按使用要求设计混凝土外加剂的两条技术途径。复合外加剂的品种众多，但我国目前复合技术方面复合
9、外加剂的品种众多，但我国目前复合技术方面研究不够，一些复合外加剂的掺量大，有些也未能研究不够，一些复合外加剂的掺量大，有些也未能实现某些外加剂的叠加效果。国外的复合外加剂产实现某些外加剂的叠加效果。国外的复合外加剂产品很多，但掺量普遍比我们低，这方面还要加强研品很多，但掺量普遍比我们低，这方面还要加强研究。究。3、“绿色绿色”化。绿色高性能混凝土是混凝土未来化。绿色高性能混凝土是混凝土未来发展的方向。发展绿色高性能混凝土可大量节约熟发展的方向。发展绿色高性能混凝土可大量节约熟料，降低料耗能耗和料，降低料耗能耗和CO排放，充分发挥绿色高性能排放，充分发挥绿色高性能混凝土的性能优势可减少混凝土结构
10、断面，减少水混凝土的性能优势可减少混凝土结构断面，减少水泥和集料的消耗，从根本上降低能耗、料耗、降低泥和集料的消耗，从根本上降低能耗、料耗、降低环境污染代价。为了满足绿色高性能混凝土优良的环境污染代价。为了满足绿色高性能混凝土优良的耐久性、工作性和各种力学性能、经济性，除从原耐久性、工作性和各种力学性能、经济性，除从原料配比方面改变熟料比例以外，还要掺人外加剂，料配比方面改变熟料比例以外，还要掺人外加剂，如高效减水剂、促凝剂、阻锈剂或它们的复合使用，如高效减水剂、促凝剂、阻锈剂或它们的复合使用，以提高复合基混凝土材料的各种性能，而这些外加以提高复合基混凝土材料的各种性能，而这些外加剂与绿色高性
11、能混凝土砂浆的微观相容性、宏观匹剂与绿色高性能混凝土砂浆的微观相容性、宏观匹配性以及与混凝土应用过程中耐久性都需要研究。配性以及与混凝土应用过程中耐久性都需要研究。为适应绿色高性能混凝土发展的需要，混凝土外加为适应绿色高性能混凝土发展的需要，混凝土外加剂也应向绿色化方向努力。剂也应向绿色化方向努力。在生产混凝土外加剂所用的有机化工原在生产混凝土外加剂所用的有机化工原料中，很多成分具有毒性，如工业萘、葸、料中，很多成分具有毒性，如工业萘、葸、马来酸酐、苯酚、水杨酸、甲醛等。由于工马来酸酐、苯酚、水杨酸、甲醛等。由于工艺条件的限制，外加剂产品中必然含有某些艺条件的限制，外加剂产品中必然含有某些上述
12、游离材料，挥发到空气中将对人体产生上述游离材料，挥发到空气中将对人体产生危害。无机矿物原料也可能因重金属元素含危害。无机矿物原料也可能因重金属元素含量超标，在用于饮水工程时危及人体。今后量超标，在用于饮水工程时危及人体。今后应研究降低外加剂产品中游离有机物质的合应研究降低外加剂产品中游离有机物质的合成技术，尤其要控制游离甲醛、游离苯酚含成技术，尤其要控制游离甲醛、游离苯酚含量和氨释放量在安全界限内：研究如何利用量和氨释放量在安全界限内：研究如何利用工、农业副产品生产混凝土外加剂；研究矿工、农业副产品生产混凝土外加剂；研究矿物外加剂的应用技术。物外加剂的应用技术。4、降低外加剂的生产成本。为了得
13、到明显的经、降低外加剂的生产成本。为了得到明显的经济效益，人们总是希望外加剂的价格低廉。济效益，人们总是希望外加剂的价格低廉。为此，应降低外加剂的原材料费用，如利用为此，应降低外加剂的原材料费用，如利用工业废料生产外加剂、改善外加剂的生产工工业废料生产外加剂、改善外加剂的生产工艺都是降低费用的措施。降低外加剂的生产艺都是降低费用的措施。降低外加剂的生产成本对广泛应用外加剂极为有利。成本对广泛应用外加剂极为有利。5、加强对外加剂作用机理的深入研究和探讨。、加强对外加剂作用机理的深入研究和探讨。对外加剂作用机理的研究已有十几年了，取对外加剂作用机理的研究已有十几年了，取得了一些成效，但还远不够。在
14、加强各种单得了一些成效，但还远不够。在加强各种单一功能型外加剂的基础性研究及开发之外，一功能型外加剂的基础性研究及开发之外，应注重混凝土外加剂复合技术和复合理论的应注重混凝土外加剂复合技术和复合理论的研究。研究各功能性外加剂的协同作用机理、研究。研究各功能性外加剂的协同作用机理、结构与性能关系和相互优化配置等：研究如结构与性能关系和相互优化配置等：研究如何将外加剂复合并用之于混凝土材料，提高何将外加剂复合并用之于混凝土材料，提高混凝土材料的强度、工作性能和耐久性，其混凝土材料的强度、工作性能和耐久性，其意义重大。意义重大。三、使用外加剂应注意的事项三、使用外加剂应注意的事项 1、根据工程特点选
15、用合适的外加剂几乎各种混凝、根据工程特点选用合适的外加剂几乎各种混凝土都可以掺加外加剂，但必须根据工程混凝土不同土都可以掺加外加剂，但必须根据工程混凝土不同的标准要求、施工条件和施工工艺等选择合适的外的标准要求、施工条件和施工工艺等选择合适的外加剂种类。如一般混凝土主要掺加普通减水剂；高加剂种类。如一般混凝土主要掺加普通减水剂；高强混凝土掺加高效减水剂；气温高时，掺加缓凝型强混凝土掺加高效减水剂；气温高时，掺加缓凝型减水剂；气温低时，掺加复合早强减水剂；冬季施减水剂；气温低时，掺加复合早强减水剂；冬季施工气温达到较低负温时，还可以掺加抗冻剂；抗渗工气温达到较低负温时，还可以掺加抗冻剂；抗渗性能
16、要求高的，掺加防水剂；泵送施工的混凝土，性能要求高的，掺加防水剂；泵送施工的混凝土，属高强度混凝土即掺加高效减水剂，低等级混凝土属高强度混凝土即掺加高效减水剂，低等级混凝土可掺加泵送剂或普通减水剂。为了发挥各种外加剂可掺加泵送剂或普通减水剂。为了发挥各种外加剂的特点，不宜互为代用。外加剂对不同的水泥有一的特点，不宜互为代用。外加剂对不同的水泥有一个适应性问题，应注意作匹配试验，如某些减水剂个适应性问题，应注意作匹配试验，如某些减水剂对掺硬石膏作为调凝荆的水泥不发挥作用。对掺硬石膏作为调凝荆的水泥不发挥作用。2、注意水泥品种的选择在外加剂材料中，、注意水泥品种的选择在外加剂材料中，水泥对减水剂的
17、影响最大。水泥品种不同，水泥对减水剂的影响最大。水泥品种不同，将影响减水剂的减水、增强效果，其中对减将影响减水剂的减水、增强效果，其中对减水效果影响更明显。高效减水剂对水泥更有水效果影响更明显。高效减水剂对水泥更有选择性，不同水泥其减水率的相差较大，水选择性，不同水泥其减水率的相差较大，水泥矿物组成、掺和料、调凝剂、碱含量、细泥矿物组成、掺和料、调凝剂、碱含量、细度等都将影响减水剂的使用效果，如用硬石度等都将影响减水剂的使用效果，如用硬石膏作调凝剂的水泥，膏作调凝剂的水泥，C3A含量大的水泥，早含量大的水泥，早强水泥等对某些减水剂使用效果就不好。因强水泥等对某些减水剂使用效果就不好。因此，同一
18、种减水剂在相同的掺量下，往往因此，同一种减水剂在相同的掺量下，往往因水泥不同而使用效果明显不同，或同一种减水泥不同而使用效果明显不同，或同一种减水剂，在不同水泥中为了达到相同的减水增水剂，在不同水泥中为了达到相同的减水增强效果，减水剂的掺量也明显不同。强效果，减水剂的掺量也明显不同。在某些水泥中，有的减水剂会引起异常在某些水泥中，有的减水剂会引起异常凝结现象。为此，当水泥可供选择时，应选凝结现象。为此，当水泥可供选择时，应选用对减水剂较为适应的水泥，提高减水剂的用对减水剂较为适应的水泥，提高减水剂的使用效果。当减水剂可供选择时，应选择与使用效果。当减水剂可供选择时，应选择与施工用水泥较为适应的
19、减水剂，使减水剂发施工用水泥较为适应的减水剂，使减水剂发挥更好效果，在使用前，应进行水泥与外加挥更好效果，在使用前，应进行水泥与外加剂适应性试验。水泥与外加剂适应性试验包剂适应性试验。水泥与外加剂适应性试验包括检验掺减水剂混凝土的性能，如坍落度损括检验掺减水剂混凝土的性能，如坍落度损失失(经时坍落度保持值经时坍落度保持值)、减水率、含气量、减水率、含气量、和易性和易性(有无泌水有无泌水)和强度等；对于早强型减和强度等；对于早强型减水剂和防冻型减水剂还应了解其是否含有氯水剂和防冻型减水剂还应了解其是否含有氯盐，并进行对钢筋锈蚀试验。盐，并进行对钢筋锈蚀试验。3、注意掌握掺量每种外加剂都有适宜的掺
20、、注意掌握掺量每种外加剂都有适宜的掺量，即使同一种外加剂，不同的用途有不同量，即使同一种外加剂，不同的用途有不同的适宜的掺量。掺量过大，不仅在经济上不的适宜的掺量。掺量过大，不仅在经济上不合理，而且可能造成质量事故。如对有引气、合理，而且可能造成质量事故。如对有引气、缓凝作用的减水剂，超掺量会引入过量空气缓凝作用的减水剂，超掺量会引入过量空气降低混凝土强度和凝结时间过余延长。高效降低混凝土强度和凝结时间过余延长。高效减水剂掺量过小，失去高效能作用，而掺量减水剂掺量过小，失去高效能作用，而掺量过大，则会由于泌水而影响质量。过大，则会由于泌水而影响质量。氯盐的限制是众所周知的，过量会引起氯盐的限制
21、是众所周知的，过量会引起钢筋锈蚀。防冻剂的掺量与温度有关，并且钢筋锈蚀。防冻剂的掺量与温度有关，并且根据强度效果作了掺量规定，总之，影响外根据强度效果作了掺量规定，总之，影响外加剂掺量的因素很多，如对减水剂就有掺加加剂掺量的因素很多，如对减水剂就有掺加方法、混凝土搅拌时间、使用水泥品种、混方法、混凝土搅拌时间、使用水泥品种、混凝土拌合物的初始流动性及养护制度等。凝土拌合物的初始流动性及养护制度等。4、采用适宜的掺加方法在混凝土搅拌过程、采用适宜的掺加方法在混凝土搅拌过程中，外加剂的掺加方法对外加剂的使用效果中，外加剂的掺加方法对外加剂的使用效果影响较大。如减水剂掺加方法大体分为先掺影响较大。如
22、减水剂掺加方法大体分为先掺法法(在拌合水之前掺入在拌合水之前掺入)、同掺法、同掺法(与拌合水同与拌合水同时掺入时掺入)、滞水法、滞水法(在搅拌过程中减水剂滞后在搅拌过程中减水剂滞后于水于水2min3min加入加入)、后掺法、后掺法(在拌合后经在拌合后经过一定的时间才按过一定的时间才按1次或几次加入到具有一定次或几次加入到具有一定含量的混凝土拌合物中，再经含量的混凝土拌合物中，再经2次或多次搅拌次或多次搅拌)。不同的掺加方法将会带来不同的使用效不同的掺加方法将会带来不同的使用效果，不同品种的减水剂，由于作用机理不同，果，不同品种的减水剂，由于作用机理不同，其掺加方法也不一样。如对于萘系高效减水其
23、掺加方法也不一样。如对于萘系高效减水剂，为了避开水泥中的矿物成分的影响，以剂，为了避开水泥中的矿物成分的影响，以后掺法为好。又如木质素类减水剂，由于其后掺法为好。又如木质素类减水剂，由于其作用机理是大分子保护作用，故不同的掺加作用机理是大分子保护作用，故不同的掺加方法影响不显著。影响减水剂掺加方法的因方法影响不显著。影响减水剂掺加方法的因素主要有水泥品种、减水剂品种、减水剂掺素主要有水泥品种、减水剂品种、减水剂掺量、掺加时间及复合的其它外加剂种类等，量、掺加时间及复合的其它外加剂种类等，均应通过试验确定。均应通过试验确定。参考文献：v1袁驷，张跃，如继平二十一世纪土木工程学科的发展趋势M北京：科学出版杜，1997v2张炳华土建结构优化设计(第二版)M上海：同济大学出版社，2002.v3黄翠华千混砂浆外加剂M化学建材2006年第22卷第5期v4王伟涛混凝土外加剂技术及其应用M四川建材2010年第三期谢 谢望大家给予批评指正