混凝土外加剂应用技术基本常识

1、混凝土外加剂应用基本常识 根椐国际标准化组织 ISOTC/SC3 对混凝土外加剂的定义如下：在混凝土、 砂浆、 净浆搅拌和学， 拌合时或在额外增加的拌合操作中掺加等于或少于水泥重量 5% ，使混凝土的正常性能得以按要求改性的一种产品。根椐国际标准化组织 ISOTC/SC3 对混凝土外加剂的定义如下：在混凝土、 砂浆、 净浆搅拌和学， 拌合时或在额外增加的拌合操作中掺加等于或少于水泥重量 5% ，使混凝土的正常性能得以按要求改性的一种产品。定义强调了两点：第一、 是掺量少于或等于水泥重量的5% ，这就是说混凝土外加剂的掺量不得大于水泥重量的5% 。根椐这一定义，其它掺量大于水泥重量5% 的矿物掺

2、合料不可以和外加剂混凝土为一谈。另外两点还须说明，一是膨胀剂和防冻剂的掺量虽然大于水泥重量的5% ，但作为特殊情况已被列入 GB8076 87 外加剂分类范畴。二是根椐我国现行普通混凝土配合比设计规程 JGJ55 2000 规定， 用矿物掺合料代替部分水泥用量计算，外加剂的掺量应按胶结材料的总体用量计算。第二、 使混凝土的正常性能得以按要求改性的一种产品这句话的真正含义是什么？正常的混凝 土性能为什么要改性？结论只有一个，常态的混凝土性能，不一定能满足设计或施工技术要求， 这就需要或依靠外加剂对混凝土的改性。比如一条马路需要在浇筑后 24 小时通车，普通混凝土 性能是无法满足的， 但通过缓凝剂

3、的掺入却掺入却完全可以使其实现。 再比如， 原来使用的一个 C30 的配合比每 m3 混凝土水泥用量为 400kg 、用水量为 200kg 、水灰比为 0.5 、塌落度 100mm ， 现在加入高效减水剂 0.6% ，在保持水灰比 0.5 和塌落度 100mm 的同等技术条件下，用水量降 为 160kg ，水泥用量降为 320kg ，每 m3 混凝土可节约水泥 80kg ，且大大降低了混凝土的水化 热指数。通过对定义的学习和理解，我们应该掌握一个要点，混 凝 混凝土外加剂的主要功能， 就是通过它的掺入可以按要求改变混凝土正常性能， 这种改性包括了技术性能和经济性能两个方 面。混凝土外加剂的生产

4、， 是因为混凝土必性的需要， 混凝土外加剂的发展史； 是和混凝土的发展史 息息相关的。 在某种程度上讲， 混凝土外加剂在追求自身发展的过程中， 同时也推动了混凝土技 术的发展。 一般国际上公认的混凝土第三次技术革命 高强混凝土的诞生， 其技术依托重心乃是 高效减水剂的重大突破。世界上最早出现的混凝土外加剂应推 1898 年的疏水剂和塑化剂，但到 1910 年才成为工业产品。而较大规模的发展始于十九世纪三十年代，当时美国以松香树脂为原 料，首先研制出一种 AE 引气剂，由于解决了公路路面的抗冻问题曾风行一时。到了十九世纪三 十年代国外又研制出了以纸浆废液为主要材料的 M 系减水剂，这咱外加剂在很

5、大程度上改善了 混凝土的可塑性， 被誉主现代混凝土减水剂的开始。 十九世纪六十年代， 日本和联邦德国先后推 出了萘磺酸盐和三聚氯胺高效减水剂， 从此外加剂对混凝土的改性技术进入了划时期。 迄今为此， 为满足高强度、 大流态、 保塑好的新型混凝土配制需要， 多种被称为高性能减水剂的产品已逐渐 露出头角。如羟基羧酸盐复合性高性能减水剂、高效保塌减水剂、 高分子保塌减水剂， 这些新型 减水剂一般减水率都大于 20% ，且具有良好的保塑作用。但究其本质，主体材料仍为萘磺酸盐 或三聚氯胺树脂。我国的混凝土处加剂起步较晚， 1950 年华北窑业公司研究所制出我国第一个外加剂产品，即长 城牌引气剂。该产品首

6、次应用于天津飞机场跑道，使混凝土抗冻性、耐蚀性均有所提高，并在武 汉长江大桥和其它水利工程中得以应用。在以后的二十多年中，我国的外加剂发展仍十分缓慢， 除了别单位采用纸浆废液生产低品位的塑化剂， 绝大部分工程都不使用减水剂， 即是冬季施工防 冻剂也都是以氯盐为主体材料的。直到 1973 年，受国际建筑技术和混凝土新型工艺的影响，在 我国才推动了高效减水剂的研制和生产。 由于染料工业中的扩散剂被成功的移植到混凝土减水剂 行列， 从此牵动了以煤焦尚未中各馏分， 尤其是以萘及其同系物为主要原料所生产的减水剂获得 迅速发展。 1974 1976 年国家建材院研制了以甲基萘、萘残油为主要原料的MF 和建

7、 1 两种高效减水剂。清华大学研制了以萘为原料的 NF 高效减水剂、天津建材所研制了UNF 、武汉冶金建研制了 FDN，鉴于萘原料的缺乏，建材院研制了以蒽油为原料的AF减水剂。交航二局研制了以古马隆树脂为原料的 CRS，于此同时，普通减水剂也获得了长足的发展。1975年吉林开山屯化纤厂研制了木质素磺酸钙， 广东造约厂也制成了同类产品。 普通减水剂和高效减水剂的广泛生产， 使复合外加剂相运而生。 针对改变混凝土性能而言， 复合外加剂具有更广阔的市场背景。 各类工 程所不同的技术要求，使复合生产厂家大有文章可作。具不完全统计，19731987 年这十四年间，我国的外加剂厂已从廖廖无几发展到 150

8、 多家，其中 80% 以上属复合厂家。而外加剂品种 也从廖廖无几发展到 16 咱 300 多品牌，这标志着我国外加剂行业已初具规措并趋于成熟。为了 更加强化技术管理和规范市场， 1987 年我国首次颁布了自己的混凝土外加剂标准(GB8076 87)；同时颁布的还有 混凝土外加剂的分类，命定和定义(GB8075 87)；混凝土外加剂匀质性试验方法( GB8077 87) 。这三个标准分别对混凝土外加剂从种类区分， 技术指标和检验方法上作出了具体规定： 现在 GB8076 87 已被 GB8076 97 代替。 在以后的若 干年里，我国又陆续颁布了混凝土外加剂应用技术规范(GBJ119 88 );

9、混凝土防冻剂标准(JC472 92)；混凝土泵送剂标准(JC473 92)；混凝土膨胀剂(JC476 98)等系列外加剂标准，这些标准都是我们在应用外加剂时所必须熟悉的。按( GB8075 87)分类，混凝土外加剂按其主要功能可分为四类：1 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂 ：包括各种减水刘、引气剂和泵送剂等。2 调节混凝土凝结时间，硬化性能的外加剂：包括缓凝剂、早强剂、速凝剂等。3 改善混凝土耐久性的外加剂：包括引气剂、防水剂、和阻锈剂等。4 改善混凝土其它性能外加剂：包括引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。按(GB8075 87 )外加剂的命名和定义，外加剂可分为 16 个名

10、称，其各自定义如下：1 普通减水剂：在混凝土塌落度基本相同条件下，能减少拌合用水量的外加剂；2 早强剂：加速混凝土早期强度发展的外加剂；3 缓凝剂：延长混凝土凝结时间的外加剂；4 引气剂：在搅拌混凝土过程能引入大量均匀分布，稳定而封闭的的微小气泡的外加剂；5 高效减水剂：在混凝土塌落基本相同条件下，能大幅度减少拌合物用水量的外加剂；6 早强减水剂：兼有早强和减水功能的减水剂；7 缓凝减水剂：兼有缓凝和减水功能的减水剂；8 引气减水剂：兼有引气和减水功能的外加剂；9 防水剂：能降低混凝土在静水压力下的透水性的外加剂；10 阻锈剂：能抑制或减轻混凝土中钢筋或其它预埋金属锈蚀的外加剂；11 加气剂：

11、 混凝土制备过程中因发生化学反应放出气体，能使混凝土形成大量气孔的外加剂；12 膨胀剂：能使混凝土体积产生一定膨胀的外加剂；13 防冻剂：能使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂；14 着色剂：能制备具有稳定色彩混凝土的外加剂；15 速凝剂：能使混凝土迅速硬化的外加剂；16 泵送剂：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。在我们了解了各种外加剂性能的基础上，进一步合理选择和正确使用各类外加剂也是至关重要 的。因此，我们还必须了解和掌握混凝土外加剂应用技术规范(GBJ119 88)，该规范规定了各类外加剂的适用范围， 并对各类外加剂的应用技术制定了基本规定和具体规定。 基本规定

12、：1 选择外加剂品种，应根椐使用外加剂的主要目的，通过技术经济比较确定。2 外加剂的掺量，应按其品种并根椐使用要求，施工条件，混凝土原材料等因素通过试验确 定。3 外加剂的掺量(按固体计算)，应以水泥重量的百分率表示，称量误差不应超过规定计量 的 2% 。4 掺外加剂的混凝土所用的水泥，可采用硅酸、普通硅酸盐水泥、矿渣、火山灰、粉煤灰水 泥。5 掺外加剂的混凝土所用的粗细骨料，应符合国家现行标准的规定。6 掺外加剂的配合比设计，可按JGJ55 2000 规定执行。具体规定： 在混凝土工程中，可采用木质素磺酸盐类减水剂，多环芳香族磺酸盐类减水剂，水溶性树脂 磺盐类减水剂，其它如腐蚀酸类减水剂。

13、减水剂可用于现浇预制的混凝土，钢筋混凝土及预应力混凝土。 普通减水剂宜用于日最低气温5C以上施工的混凝土，不宜单独用于蒸养混凝土。 高效减水剂可用于日最低气温0C以上施工的混凝土，并适用制备大流动性混凝土，高强混凝土以及蒸养混凝土。 在用硬石膏或工业废料石膏作调凝剂的水泥中，掺用木质素磺酸盐减水剂时应先作水泥适应 性试验，合格后方可使用。 普通减水剂的适宜掺量为 0.20.3% ，随着气温的高低， 掺量可适当增减， 但不得大于 0.5% ， 高效减水剂适宜掺量为 0.5% 0.7%, 根椐工程需要可适当增减。 减水剂宜以溶液掺加，溶液中的水量应从拌合水量中扣除。 减水剂宜与拌合同时加入搅拌机内

14、，用搅拌车输运混凝土时，可在卸料前加入搅拌车内，经 搅拌均匀后出料。 掺减水剂的混凝土拌合物，自搅拌机卸出到浇注完毕这段时间内，浇注和振动方法与不掺减 水剂的混凝土相同。 根椐工程需要，减水剂可与其它外加剂复合使用，其掺量必须根椐试验确定。配制溶液时， 如生产絮凝或沉淀等现象，应分别配制溶液并分别加入搅拌机内。(11)掺减水剂的混凝土采用自然养护时，应加强初期养护。掺高效减水剂的混凝土采用蒸气养护 时，混凝土应具有必要的结构强度才能升温。蒸养制度通过试验确定。2、引气剂及引气减水剂一般规定 在混凝土工程中，可采用下列引气剂或引气剂减水剂；松香树脂类、烷基笨磺酸盐类、脂肪 醇磺酸盐类、 改性木质

15、素磺酸盐类、 烷基芳香基磺酸盐类， 以及各类引气剂及减水剂组成的复合 剂。 引气剂及引气减水剂，可用于抗冻混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐混凝土、泌水严重的混凝 土，贫灰混凝土、轻骨料混凝土专座及对蚀面有要求的混凝土。 引气剂不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土。 抗冻融性要求高的混凝土，必须掺用引气剂或引气减水剂，其掺量应根椐混凝土的含气量要 求通过试验确定。掺引气或引气减水剂的混凝土含气量不宜超过下列规定：掺引气剂及引气减水剂混凝土的含气量粗骨料最大粒径 cm3 10 15 20 25 40 50 80 150 混凝土含气量 (%) 7.0 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0

16、引气剂及引气减水剂，应以溶液掺加，使用时加入拌合水中，溶液中的水量应从拌合水中扣 除。 引气剂及引气减水剂配制溶液时，必须充分溶解，如产生絮凝或沉淀现象，应加热使其溶解 后方可使用。 引气剂及其它外加剂复合使用时，配制溶液如产生絮凝或沉淀现象，应分别配制溶液并分别 加入搅拌机内。 施工时，应严格控制混凝土的含气量，当材料或施工条件变化时，应相应增减引气剂或引气 减水剂的掺量。 检验引气剂或引气减水剂的含气量，应在搅拌机出料口进行取样，并应考虑混凝土在运输和捱 动过程中含气量的损失。 引气剂及引气减水剂混凝土，必须采用机械搅拌。搅拌时间不宜大于5min 和小于 3min ，出料到浇注的停放时间不

17、宜过长，采用插入式振捣器时，振动时间不宜超过 20s 。3 缓凝剂及缓凝减水剂一般规定： 混凝土工程中，可采用下列缓凝剂或缓凝减水剂，糖类、木质素磺酸盐类、羟基羧酸及其盐 类、无机盐类和其它胺盐类。 缓凝剂及缓凝减水剂，可用于大体积混凝土，炎热气候条件下施工的混凝土以及需长时间停 放或远距离运输的混凝土。 缓凝剂及缓凝减水剂不宜用于日最低气温5C以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。 柠檬酸，洒石酸甲钠等缓凝剂，不宜单独使用于水泥用量较低，水灰比较大的贫灰混凝土。 在用硬石膏或工业废石膏作调凝剂的水泥中掺用糖类缓凝剂时，应先作水泥适应性试验，合 格后方能使用。 缓凝剂

18、及缓凝减水剂的品种及掺量，应根椐混凝土的凝结时间、运输距离、停放时间、强度 等要求来确定。一般缓凝剂的掺量应在 0.1-0.3% 之内，羟基羧酸盐类掺量在 0.03-0.1% 之间。 缓凝剂及缓凝减水剂，应以溶液掺加，溶液中的水量应从拌合水中扣除。难溶或不溶物较多 时，使用时必须充分搅拌均匀。 缓凝剂或缓凝减水剂，可与其它外加剂复合使用，但须通过试验确定。配制溶液时，如产生 絮凝或沉淀等现象，应分别配制溶液并分别加入搅拌机内。 掺缓凝剂及缓凝减水剂混凝土的浇注，振捣及养护，可与不掺外加剂的混凝土相同。但应在 终凝后才能浇水养护，并避免早期局部集中荷载。4 早强剂及早强减水剂一般规定 在混凝土工

19、程中，可采用下列早强剂；氯盐类、硫酸盐类、有机胺类、甲酸盐类。 早强及早强减水剂，可用于蒸养混凝土及常温、低温和负温（最低气温不得低于5C）条件下施工的有早强或防浆要求的混凝土工程。 在下列结构中不得在钢筋混凝土中用氯盐，含氯盐的复合早强剂及早强减水剂。相对湿度大于 80% 环境中使用的结构，处于水位升降部位的结构，露天结构或经常受水淋的结 构，经常处于环境湿度 60 C以上的结构。与镀锌钢材或铝铁相接部位的结构，以及有外露预埋 铁件而无防护措施的结构。 与含酸、 碱或硫酸等浸蚀性介质相接触的结构。 使用冷轧钢筋或冷拔 低碳钢丝配筋的结构。 电解车间和距高压直流电源 100m 心内的结构。 接

20、近高压电源， 如管电站， 变电所的结构，预应力混弹簧土结构，含有活性碱骨料的结构。 含有强电解质无机盐类的早强剂，如硫酸盐等早强减水剂，不得用于下列结构：与镀锌钢材或铝铁相接触部位的结构， 以及有外露预埋铁件而无防护措施的结构。 有直流电源的 工厂及使用电气化运输设施的钢筋沸凝土结构。含有活性碱骨料的结构。 对混凝土的耐久性或其它性能有特殊要求的混凝土工程，选择早强剂或早强减水剂品种及掺 量，应通过试验确定。 常用早强剂的掺量，应不大于下列规定：预应力混凝土、硫酸钠1、三乙醇胺 0.05% ，钢筋混凝土，在干燥环境中，氯盐 1% 、硫酸钠 2% ，硫酸钠与缓凝减水剂复合使用 3% ，三乙醇胺

21、0.05% ，在潮湿环境中，硫酸钠 1.5% ，三乙醇胺 0.05% 。有蚀面对面的要求的混凝土，硫酸钠 1% 。无筋混凝土氯盐 3% 。 在预应力混凝土中，由其它材料带的氯盐总量，不应大于水泥重量的0.1% 。在潮湿环境下的钢筋混凝土中，不应大于水泥重量 0.25% 。氯盐含量以无水氯化钙计。 氯盐，结晶硫酸钠以及有机胺类早强剂可配成溶液使用。需要时可用40-70 C热水加速溶解，溶液应保持均匀。 硫酸钠溶液宜随配随用，溶液浓度不得大于 20% ，使用前如有结晶沉淀现象，应如热搅拌使 之完全溶解。 以粉剂掺加的复合早强剂，如有受潮结块，应通过 0.63mm 的筛后方可使用。粉剂早强剂加 入搅

22、拌机时，应先与水泥骨料干拌后再加水，搅拌时间不小于 3min 。(11) 采用自然养护时，应用塑料薄腊覆盖，低温时应用保湿材料覆盖。采用蒸气养护时，蒸养制 度应通过试验确定。5、防冻剂一般规定 混凝土工程可采用氯盐类，氯盐阻锈类，无机氯盐类防冻剂。 氯盐防冻剂可用于混凝土工程，氯盐阻锈防冻剂可用于钢筋混凝土工程。不允许应用工程范 围与早强剂相同。 无氯盐防冻剂，可用于钢筋混凝土工程和预应力混凝土工程。但硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐 类外加剂不得用于预应力工程，以及与镀锌钢材或与铝铁相接触的钢筋混凝土工程。 含有六价络盐、亚硝酸盐等有毒防冻剂、严禁用于防水工程及与食品接触的部位。 对水工，桥梁及抗冻

23、性有特殊要求的混凝土工程，选择防冻剂品种和掺量应通过试验确定。 防冻剂的选项用应按日最低气湿，分别选用防冻性能具备-5 C、-10 C、-15 C的防冻剂。 掺防冻剂的混凝土宜选用硅酸盐或普通硅酸盐水泥，水泥标号不应低于32.5Mpa ，严禁使用高铝水泥。过期水泥复检合格后方能使用。 粗细骨料必须清洁，无冰雪冻结物及易冻裂的矿物质。钾钠离子含量高的防冻剂，不得采用 活性骨料。 掺防冻剂的配合比， C20 混凝土的水灰比宜采用 0.5-0.6 ， C40 宜采用 0.35-0.45 ， C20 水泥 用量不宜小于 300kg.m3 ， C40 不宜低于 450kg/m3 ，薄壁结构的混凝土可增加

24、 10% ，采用引气 组分的防冻剂，砂率可降低 1-3% 。 配制防冻剂应按固体含量计算。 配制液体防冻剂若有结晶沉淀现象， 应分别配制， 分别加入。氯化钙与引气剂复合使用时， 应先加入引气剂或引气减水剂， 经搅拌后再加入氯化钙溶液。 钙盐 与引气剂复合使用时， 应先加入引气剂或引气减水剂， 经搅拌后再加入氯化钙溶液。 钙盐与硫酸 复合使用时，先加入钙盐溶液搅拌后再加入硫酸盐溶液。粉状防冻剂有结块应过0.63mm 筛后方可使用。1气温低于-5 C时，水温不高于 65 C,蒸气加热带入的水分，应从拌合水中扣除。(12) 防冻剂的配制和掺和，应有专人控制，严格掌握配制工艺和掺加量。搅拌前，应用热水

25、清洗 搅拌机，搅拌时间比常温延长 50% 。的 新拌混凝土岀机温度不得低于10 C，入摸不得低于 5 C。混凝土运至浇注处，应在15mi n内浇注完毕，外露表面应用塑料薄腊及保温材料覆盖 圍 在负温条件下养护下不得浇水，养护初期温度不得低于防冻剂规定温度，否则应采取保温措 施。当混凝土温度降到规定温度以下时，混凝土强度必须达到 3.5Mpa ，拆摸后混凝土表面温度 与环境温度之差大于 15 C时，应用保温材料覆盖养护。6、膨胀剂一般规定 在混凝土工程中，可采用硫铝酸钙类、氧化钙类、氧化镁类、金属膨胀剂。 膨胀剂可用于补偿收缩混凝土（砂浆），填充用膨胀剂混凝土（砂浆），自应力混凝土（砂 浆）。

26、掺硫铝酸钙类膨胀剂配制的混凝土（砂浆），不得用于长期处于环境温度 80 C以上的工程中。 掺铁屑膨胀剂的填充用膨胀砂浆，不得用于有杂散电流的工程和与铝镁材料接触的部位。 补偿收缩的混凝土（砂浆）应满足 JC476-98 有关规定。自应力膨胀混凝土的性能，应符合（ JG218-79 和 JG219-79 ）的规定。 对硫铝酸钙膨胀剂（明矾石除外）、氧化钙膨胀剂宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，如 采用其它水泥应通过试验确定。 明矾石膨胀剂宜采用普通硅酸盐水泥、 矿渣硅酸盐水泥， 如采用 其它水泥应通过试验确定。 膨胀剂混凝土的配合比设备和普通混凝土相同，膨胀剂掺量应按内掺法计算。水泥标号不应 小

27、于 32.5Mpa ，最小水泥用量不得小于 300kg/m3 。自应力混凝土不得小于 500kg/m3 。 膨胀剂的品种和掺量，应根椐工程性质和施工条件选择，并通过配制试验确定配合比，掺膨 胀剂混凝土的允许运输和浇注时间，应根椐试验确定。 掺硫铝酸钙类或氧化钙类的混凝土，不宜使用氯盐类外加剂。 膨胀混凝土应采用机械搅拌， 必须搅拌均匀， 搅拌时间不少于 3min ，并应比不掺外加剂的混 凝土延长 30S 。（11）补偿收缩混凝土（砂浆）宜采用机械振捣，并必须密实。塌落度在150mm以上的填充用膨胀混凝土，或跳桌流动度在 250mm 以上的填充膨胀砂浆，不得使用机械振捣。在浇注机械设备 底座等，不宜排除空气的部位，可用竹条等柔性材料插捣，每个浇注部位必须从一个方向浇注。（12）膨胀混凝土（砂浆）必须在潮湿状态下养护14天以下或用喷涂养护剂养护。在日最低气温低于5C时，应采取保湿措施。膨胀混凝土（砂浆）可采用低于80 C的蒸气养护，养护制度应