為了滿足我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對混凝土的需求，混凝土外加劑誕生了。本文分析混凝土外加劑的性能、外加劑在混凝土施工中應(yīng)用、外加劑的選擇來展開建筑施工中混凝土外加劑對混凝土性能影響的研究。
我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，帶來基礎(chǔ)工業(yè)建設(shè)與建筑業(yè)對混凝土、水泥和制品的需求量增加，從而推動了水泥、制品工業(yè)、混凝土行業(yè)的發(fā)展。但伴隨建筑行業(yè)技術(shù)不斷的進(jìn)步，人們對水泥混凝土要求也就越來越高。體現(xiàn)在不僅要求混凝土要早強(qiáng)、可調(diào)凝、大流動度、高耐久性、輕質(zhì)等，而且還要求成型容易和制備的成本低、養(yǎng)護(hù)簡便等等。為滿足人們的需要，混凝土外加劑就應(yīng)需誕生了。
混凝土外加劑一般分為早強(qiáng)劑，減水劑，引氣劑，緩凝劑。外加劑特點是摻量少、品種多，能起到提高或者改善硬化混凝土的作用。對混凝土外加劑對混凝土性能的影響、混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性影響進(jìn)行研究，對更好運(yùn)用混凝土外加劑，充分發(fā)揮混凝土在建筑工程上作用是十分重要的。
1.外加劑與水泥的相容性對混凝土的影響
(1)每一種混凝土外加劑都有它特有的功能，摻加這種外加劑，能夠?qū)炷聊骋环矫婊蚰硯追矫娴男阅苓M(jìn)行改善。如摻加減水劑可以在保持相同用水量情況下增大混凝土的流動性，或在保持相同流動性情況下降低單位用水量，從而提高混凝土的強(qiáng)度，改善混凝土的耐久性等。由此，可以這樣理解混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性與不適應(yīng)性的概念：按照混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范，將經(jīng)檢驗符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的某種外加劑摻加到用按規(guī)定可以使用該品種外加劑的水泥所配制的混凝土中，若能夠產(chǎn)生應(yīng)有的效果，該水泥與這種外加劑是適應(yīng)的;相反，如果不能產(chǎn)生應(yīng)有的效果，則該水泥與這種外加劑之間存在不適應(yīng)性。如：用幾種普通硅酸鹽水泥并摻加某種高效減水劑(經(jīng)檢驗符合高效減水劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))配制混凝土，在配制條件都相同的情況下，有種水泥所配制的混凝土在減水率方面出現(xiàn)了嚴(yán)重不足，則說明這種水泥與該高效減水劑不適應(yīng)，而其他幾種水泥與該高效減水劑相適應(yīng)。再如，當(dāng)某種水泥所配制的混凝土中摻加經(jīng)檢驗符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的速凝劑卻得不到速凝效果，或摻加緩凝劑卻得到了假凝效果，都可以認(rèn)為是由于外加劑與水泥之間不相適應(yīng)所致。幾乎所有品種的外加劑與水泥之間都存在適應(yīng)性問題，只是目前來說減水劑使用最普遍，而且當(dāng)其與水泥產(chǎn)生不適應(yīng)性的時候能夠比較直觀快速地反應(yīng)出來(如流動性差、減水率低、或拌合物板結(jié)發(fā)熱、流動度損失過快等現(xiàn)象)。
(2)某工程采用了某水泥廠的立窯水泥和某外加劑廠的高效復(fù)合減水劑，開始效果不錯，后來有一批水泥拌制的摻同樣外加劑的混凝土發(fā)生急凝現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)疏松，最后不得不將已澆筑完成的800m3混凝土全部砸掉。查其原因，水泥按水泥標(biāo)準(zhǔn)檢驗合格，減水劑按其標(biāo)準(zhǔn)檢驗亦合格，但兩者配合制得的混凝土卻有嚴(yán)重的質(zhì)量問題。為了查清原因，科研人員用出事的水泥與減水劑做了試驗，確實有急凝現(xiàn)象，但在水泥中摻入0.5%～1.0%(二水石膏后，則得到了有良好工作性能和強(qiáng)度的混凝土。證明該水泥由于石膏摻入量不足(但達(dá)到水泥標(biāo)準(zhǔn)性能)而與減水劑不相容。
(3)總之，外加劑與水泥之間的適應(yīng)性問題，是一個錯綜復(fù)雜的、而工程中又難以避免的實際問題，它影響著其應(yīng)用效果，有時會導(dǎo)致嚴(yán)重的工程事故和無可估量的經(jīng)濟(jì)損失。
水泥與外加劑的相容性是一個很有意義的科學(xué)問題，更是一個工程實際問題，這個問題出自于工程事故。因此必須引起生產(chǎn)單位和工程應(yīng)用部門的高度重視。
2.混凝土外加劑的作用
因混凝土添加劑的種類不同作用也跟著不同。一般作用是在單位立方混凝土用水量或者在水泥用量不發(fā)生變化的情況之下，可以提高相應(yīng)混凝土的流動性;在水泥用量不變或者混凝土坍落度不變的情況下，可以實現(xiàn)用水量的減少，進(jìn)而混凝土強(qiáng)度也提高，混凝土的耐久性得到改善;在設(shè)計強(qiáng)度不變和混凝土坍落度不變的情況下，可節(jié)省水泥用量和降低成本等等。早強(qiáng)劑是提高混凝土早期強(qiáng)度，多用于搶修工程和冬季施工的混凝土;減水劑是在保持混凝土稠度不變的情況下，具有減水增強(qiáng)作用;引氣劑主要是減少混凝土攪拌過程中產(chǎn)生的氣泡導(dǎo)致的泌水離析、改善混凝土的和易性;緩凝劑能延緩混凝土凝結(jié)時間，兼有緩凝和減水作用，主要用于大體積混凝土、炎熱天氣條件下施工的混凝土或長距離運(yùn)輸?shù)幕炷痢?/span>
3.外加劑減水劑對混凝土性能的影響之分析
混凝土外加劑減水劑的主要是由表面活性劑所構(gòu)成。這表面活性劑屬于陰離子型表面活性劑。實質(zhì)上混凝土堿水劑不與水泥起著化學(xué)作用，它對混凝土作用主要體現(xiàn)對新拌混凝土的塑化，塑化是潤濕作用、吸附分散作用和潤滑作用。
外加劑減水劑的吸附分散、潤滑和潤濕作用，所以只需使用較少量的水就很容易將混凝土均勻拌和，讓新拌的混凝土和易性得到改善，這就是外加劑減水劑對新拌混凝土的塑化作用。
4.外加劑引氣劑對混凝土性能的影響分析
外加劑引氣劑能在混凝土中引入大量微小而且獨(dú)立的小氣泡，這種氣泡能讓混凝土的和易性獲得較大的改善。引氣劑在對硬化混凝土性能的影響上，從減水效能分析，混凝土強(qiáng)度也會相應(yīng)提高;但從引氣的角度分析，混凝土強(qiáng)度一般呈現(xiàn)下降的。所以，摻合了引氣劑或者引氣減水劑的混凝土，其彈性模的量比不摻引氣劑的低，降低的幅度上也大于強(qiáng)度的變化幅度。原因就在于水泥漿體中大量存在的微小氣泡，讓漿體的彈性模量也隨之降低。
混凝土是現(xiàn)代社會必需的建筑材料。它的品種之多、生產(chǎn)數(shù)量大、應(yīng)用范圍廣都是當(dāng)今世界之最。但混凝土施工技術(shù)發(fā)展必須要外加劑?？梢哉f，外加劑的產(chǎn)生和發(fā)展推動混凝土施工技術(shù)的發(fā)展，讓混凝土技術(shù)由塑性混凝土向流態(tài)化混凝土、干硬性混凝土、高性能混凝土的方向發(fā)展。如現(xiàn)在研發(fā)的新型高效減水劑將混凝土的高施工性能、高強(qiáng)、高耐久性結(jié)合起來，提高了低水灰比之下的減水率，滿足了某些混凝土的工程。不僅提出高性能，而且要求能滿足高功能化的要求。并且還能制造出流動性能高、用水量少、不分離穿透鋼筋網(wǎng)片性能良好的高性能不振搗混凝土。這一些都是混凝土外加劑對混凝土施工的積極作用。
根據(jù)張家堡高層住宅，長纓東路危房改造等工程中遇到的關(guān)于混凝土外加劑的使用問題，混凝土摻用外加劑，在使用前，應(yīng)該了解不同外加劑的性能，相應(yīng)的使用條件，查閱出廠產(chǎn)品說明書，外加劑的品種、摻量必須根據(jù)混凝土性能要求、施工和氣候條件，嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行，外加劑的質(zhì)量符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。選擇能與水泥相適應(yīng)，能滿足設(shè)計與施工要求的相應(yīng)外加劑不同種類、不同生產(chǎn)工藝或摻量與配方的外加劑對混凝土和水泥的適應(yīng)性也有差別的。所以應(yīng)該通過一個試驗確定，選用適應(yīng)性好并且質(zhì)量穩(wěn)定的外加劑;同時根據(jù)設(shè)計的不同和施工上的要求，選擇相應(yīng)的外加劑。結(jié)合在現(xiàn)場上實際多使用材料來進(jìn)行試配，確定外加劑適宜摻量和施工合理配合。
伴隨泵送工藝和高強(qiáng)混凝土廣泛的應(yīng)用，由于澆筑工作度增大、澆筑時工作度要求增大這些都不能夠滿足長距離運(yùn)輸對施工上的要求，因此對高效外加減水劑的摻量要求逐漸增大。經(jīng)研究也表明，大摻量的高效減水劑使混凝土即使在水膠比很低情況下，也能有較大的流動性，可以形成生產(chǎn)強(qiáng)度與耐久性良好，密實的高性能高強(qiáng)的混凝土。同時在大摻量高效水劑運(yùn)用的條件下，新拌混凝土的損失率也減小。道理就是在新拌混凝土中，水泥的形態(tài)與硫酸鈣含量，影響液相中所具有SO4的濃度。由于低水膠溶解里硫酸鹽所產(chǎn)生出SO4離子水分比較少，所需要進(jìn)行控制的C3A量也多，就會有大量C3A需要水化。在高效外加減水劑分子上存在磺酸根基因和C3A相結(jié)合，液相中的高效減水劑量也隨之下降，慢慢失去了對水泥分散的作用，增加了損失。為此應(yīng)該增大高效外加減水劑上的摻量，讓液相中SO4離子量也隨之增加，在工作中所造成的損失率也會減小。
總之，對混凝土外加劑的使用，要根據(jù)不同的施工用途以及環(huán)境的特點，在考慮經(jīng)濟(jì)效益下選擇合適的外加劑，并且使用中注意比例搭配，從而有利于外加劑提高混凝土性能的充分發(fā)揮。