混凝土外加剂技术与其应用

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1、混凝土外加剂技术及其应用中铁十八局集团公司专家组廖金福前言：土木工程建设，混凝土是重要的工程材料之一，建造的建筑物是否长久耐用与有好的饰面美感等都由混凝土显露。在强烈要求建造的建筑物获得百年使用寿命，保证较长的使用期间绝对安全的今天，工程施工使用高性能混凝土已是势在必行。高性能混凝土能够解决在使用过程中的诸如问题，如：高强耐久、高水密与高气密、适于泵送施工、防水抗渗、耐各类腐蚀条件等。总之，针对混凝土所处环境、耐久要求、施工工艺等按需配制。实践证明，普通混凝土（即不掺外加剂，混凝土只由水泥、砂、石、水等4种材料配制）的使用寿命不过50年，我国在50年代兴建

2、的铁路、公路桥梁混凝土，已经全部通过大修或重建。当时兴建的水库大坝有许多已经成为陷入危境的“病坝”。据水利界专家介绍：截至1997年底，驰名中外的佛子岭、梅山、响洪甸三座老坝，不维修不行，维修耗资巨大，可能比新建坝耗资还要多。据《钢筋混凝土结构设计规范》管理组1997年的调查资料，一般环境中的建筑物混凝土有40%已经碳化到钢筋表面，较潮湿环境中则有90%的构件钢筋已经锈蚀，其中有的重要建筑物使用时间只有10年左右就得推倒重建。因此，混凝土耐久性问题越来越受到人们的重视，长期以来按保证强度单一指标不注重耐用的做法已经不适合现代工程施工了。配制高性能混凝土，除

3、了水泥、砂、石、水等材料外，必须要有第5种与第6种材料，外加剂、外掺料就是配制高性能混凝土时不可缺少的第5种与第6种材料。为了方便我局集团公司从事混凝土工程施工的领导、工程技术人员了解外加剂的情况，廖金福高工根据有关资料与多年来的研究与使用经验，整理出这份资料，望大家喜欢。一、混凝土外加剂的发展简史外加剂的使用已有100年的历史。最早使用的有CaCl2、CaSO4·2H2O、CaO等，都是作为水泥的调凝剂而使用的。再追溯到古代，动物血、糯米汤、豆腐汁也作为石灰、粘土、草木灰等效结材料中的添加剂来改善其粘结性。近代外加剂的使用是30年代在美国首先开始的。随着

4、公路交通的发展，混凝土路面发生裂纹、酥松等过早破坏的现象相应增多，尤其是在严寒气候地区问题更为严重，在研究对策中，最初发现掺有树脂与油类的水泥配制的混凝土性质有了变化。开始注意到引气的作用减水效果，即可以提高拌合物的与易性与混凝土的抗冻性，于是在道路工程中首先使用了引气剂。接着又研究制造成功的以纸浆废液中木质磺酸盐为主要成分的“普浊里”减水剂。于1937年美国颁布了历史上第一个减水剂的专利。1954年制定了第一批混凝土外加剂检验标准。随着混凝土技术的发展，外加剂与外掺料成为配制百年耐用混凝土不可缺少的添加材料，如各类减水剂、缓凝剂、引气剂、阻锈剂、防水剂、

5、泵送剂及其各类复合的外加剂等相继诞生9，目前总的外加剂品种有500种左右。正是由于外加剂的作用，引起了各国普遍的重视，尤其是发达国家，要求制造的混凝土工程要美观而经久耐用，更把外加剂作为保证混凝土技术、经济效益的手段。   目前，混凝土外加剂使用最普遍的国家有日本、澳大利亚、挪威、美国。这些国家80%以上的混凝土中应用外加剂，且日本、澳大利亚已达100%。其次是德国、丹麦、瑞典等国使用外加剂的混凝土也达50%以上。　 我国正式使用混凝土外加剂是20世纪50年代，当时由前苏联专家将松香皂化物引气剂引入国内。在天津塘沽新洪、武汉长江大桥及佛子岭水库应用，取得了

6、一定的效果。以后又使用过以亚硫酸盐法造纸的纸浆废液、制糖工业废蜜为原料的混凝土塑化剂，同时氯化钙、氯化钠、三乙酸胺等也作为早强剂使用。随后由于有些工程使用不当曾出现过工程质量问题，再加上众所周知的原因，直到70年代初中国混凝土外加剂还未得到推广应用。我国形成使用外加剂的规模，是到20世纪70年代中期后，由于国内生产建设恢复的需要，加之国际上也正是进入混凝土技术因使用减水剂而进入第三次飞跃时期（第一次飞跃是创造了钢筋混凝土技术，第二次飞跃是发明了预应力混凝土技术，第三次飞跃就是高效能外加剂与高性能混凝土的问世）。我国出现了一个大量研究生产外加剂的高潮。各种减

7、水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂、防水剂、阻锈剂、泵送剂、抗冻剂及其各类复合剂等一拥而出300多种，几乎国外常用的类型我国也都相继研制成功，虽然质量上还有一定差距。目前我国研制的各类外加剂性能不断提高，生产应用水平已向国际先进水平靠拢，制定的生产应用标准也逐渐与世界先进水平接轨。二、各类外加剂的作用与应用范围1．混凝土外加剂的分类混凝土外加剂按其材料组成、化学作用与使用目的、效果可分为以下五大类：1）改善新拌混凝土流变性能——减水剂、引气剂、保水剂等；   2）调节混凝土凝结、硬化性能——缓凝剂、早强剂、速凝剂等；   3）调节混凝土气体含量——引气剂、发气剂

8、、泡沫剂、消泡剂等；   4）改善混凝土耐久性——引气剂、阻锈剂、