商品混凝土中混凝土外加剂的运用研究

祁玉

摘 要：随着技术的不断提升，混凝土外加剂已经成为混凝土四种基础成分之外的第五种重要组成部分。本文对减水剂、膨胀剂、引气剂等常见混凝土外加剂的主要功能及应用于商品混凝土后的效果进行了介绍，希望从业者提升对各种外加剂的认知水平，在作业过程中善加运用，从而使混凝土工程质量得到保证。

关键词：商品混凝土;混凝土外加剂;减水剂、膨胀剂

能够改善混凝土性能的化学试剂统称为混凝土外加剂，主要的使用方式为在混凝土搅拌过程中掺入，剂量不可超出合理范围。如在大体积混凝土建筑工程中常见的裂缝问题，可以通过加入膨胀剂的方式，对受到高热影响而产生的形变拉应力予以“补偿”，从而避免裂缝的出现。

1 商品混凝土掺加混凝土外加剂的重要性

随着工程领域的发展，用于浇灌的混凝土往往无需施工人员即用即配，而是转化为一种商品。生产厂家将成品或半成品的商品混凝土提前制作完毕，运抵施工现场后，可以即时运用。此种模式虽然有效提升了建筑、水利等工程的作业效率，但基于商品的普适性，对一些环境特殊、或是对混凝土性能有针对性要求的工程来说，必须在商品混凝土中添加特定的外加剂，从而保证混凝土在浇筑过程中，不会在外部环境作用下，发生偏离预期设定的变化。

2 混凝土常见外加剂的种类及功能性

2.1 减水剂

其主要作用为在保持混凝土坍落度不变的情况下，降低混凝土拌合用水量。常见的减水剂属于阴离子表面活性剂，如木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。将其加入混凝土拌合物后，能够针对水泥颗粒发生分散作用，通过降低单位用水量的方式，改善混凝土的工作性能。作为当前性能最佳的减水剂，萘磺酸盐甲醛聚合物经由化工合成，是一种非引气型的高效减水剂，对于配置大流态型的混凝土，具有高强度要求的现浇混凝土和预制构件，均能起到十分良好的效果，故而广泛应用于公路铺设、大坝修筑、大型水利工程、电力工程之中。通常情况下，粉剂状的萘磺酸盐甲醛聚合物呈现棕黄色粉末状，固体成分含量超过总量的94%;液体形态呈现棕褐色粘稠状;固体成分含量超过总量的40%。此外，净浆流动度大于230mm、氯离子含量小于0.5%。

根据资料显示，第一，在商品混凝土中添加萘磺酸盐甲醛聚合物减水剂后，如果混凝土强度与坍落度保持一致，则水泥用量至少能够节省10%，最大节省率可以达25%。第二，如果水灰比不发生任何变化，当混凝土的初始塌落度提升量超过10cm，可节省的水分最低值为15%，最大值为25%。第三，萘磺酸盐甲醛聚合物能够显著提升混凝土的早强、增强效果，根据外加剂剂量和商品混凝土的原始特性，强度增幅值处于20%～60%之间。第四，在钢筋混凝土结构的工程中，添加减水剂能够极大地改善混凝土的和易性，使其物理学性能满足目标要求。第五，此种减水剂适配于绝大多数的水泥，且遇到其他种类的混凝土外加剂时，能够起到良好的“配合作用”[1]。

2.2 膨胀剂

混凝土膨胀剂能够起到补偿收缩和自应力的作用，经常应用于大体积混凝土工程中。比如在水利、土木工程浇灌作业时，由于连续浇灌的混凝土数量较大，在短时间内往往产生高强度的热量，此时混凝土内外受热不均，导致局部出现收缩现象。而内部环境尚未被破坏，故而在“角力”的过程中，容易使混凝土浇筑体生成应力性裂缝，从而影响工程的整体质量。而在混凝土中加入适当的膨胀剂，能够针对干缩现象予以补偿，并使混凝土更加密实，有助于提升其抗渗性。比如在配置高要求的防水混凝土，或是适当延长建筑防水防渗工程必备的伸缩缝、后浇带间距时，均需要添加混凝土膨胀剂。

目前，市场上常见的膨胀剂首推硫酸钙型混凝土膨胀剂，其中不掺杂任何与钠元素有关的物质，从而避免出现混凝土的碱骨料反应。在商品混凝土中添加此种膨胀剂之后，能够永久性的提升混凝土的强度，不会出现膨胀后的体积逐渐缩小的情况。在防水防渗工程中拌和防水混凝土时，需要在水泥中加入8%～12%的膨胀剂，形成具备补偿收缩功能的混凝土，增强结构强度的同时，还会整体提升抗裂防水能力。在商品混凝土中加入膨胀剂，虽然具有良好的防水防渗功能，但造价成本相对较高，故而没有得到广泛应用。

2.3 引气剂

在商品混凝土中掺加引气剂后，能够产生很多稳定、细致、微小的气泡，目的在于全方位提升混凝土的各项性能，包括和易性、流动性、粘聚性、可泵性等。如果说减水剂、膨胀剂是在外力的作用下，针对混凝土的特定功能进行提升，那么引气剂通过调动混凝土自身“潜能”的方式，永久性地增强混凝土的抗冻、抗渗等功能。对于一些具备特殊要求的工程来说，传统的商品混凝土往往存在性能不足的问题，故而加入引气剂后，处于分散装的水泥颗粒不会出现二次吸附反应，从而使混凝土的保坍性能得到提升。基于此，很多商品混凝土生产厂家调整了经营思路，在成品中添加了引气剂，如透水混凝土等。

在传统的认知中，混凝土中掺入引气剂后，其强度必然降低，然而此种看法没有综合考虑外加剂引发的连锁反应。一般来说，混凝土的含气量每增加1%，混凝土的整体强度确实会降低5%左右，但与此同时，混凝土的减水率将会得到大幅度增强。比如某批混凝土初始减水率为16.5%，加入一定量的引气剂之后，减水率提升至22%，即减水率增加5.5%。在外部条件未发生重大变化的前提下，减水率每提升1%，混凝土的整体强度将会增加3%左右。由此可见，如果严格控制引气剂的增加量，使通过提高减水率而造成的混凝土性能提升率，超过由于含气量增加而导致的混凝土性能降低率，实际呈现出的结果即为“通过添加引气剂，能够提升混凝土的整体性能”。在实际运用过程中，低强度混凝土的含气量如果维持在5%以下、中等强度混凝土含气量控制在4%以下、高强度混凝土含气量控制在3%以下时，混凝土的強度不会呈现显著下滑的趋势[2]。基于此，有关人员可以放心使用。

2.4 缓凝剂

在一些特殊的作业环境中，如果混凝土凝结速度过快，很可能出现受热不均等现象，进而出现裂缝。而通过添加缓凝剂的方式，能够降低水泥的水化速度、延长凝结时间。除了延长商品混凝土的“可塑期”之外，市场上常见的缓凝剂还具备更强的减水作用。如上文提到的萘磺酸盐甲醛聚合物，主要成分为葡萄糖酸钠的缓凝剂的减水效果能够超出其2～3倍。但由于缓凝剂的掺入量不宜过多，故而在常规作业环境下，缓凝剂的主要作用并不在于“减水”。然而在高温天气下，开展混凝土浇灌时，依靠减水剂改善混凝土性能的成本投入将会大幅度提升。此时适当提升缓凝剂的掺入量，不仅能够满足减水率的要求，还能合理控制成本。基于此，在现代商品混凝土中，缓凝剂已经成为不可获取的辅助型减水外加剂，未来毕竟得到广泛应用。

3 结语

提到“添加剂、外加剂”等，人们的印象普遍不佳，认为保持原料的“纯洁性”永远为最佳选择。但在现代工程领域，使用“外加剂”不仅具有经济价值，更可以根据不同需要，全面提升混凝土的各项性能，从而使工程质量切实满足相关规定，为后续正常使用提供坚实的基础。因此，相关人员必须予以重视。

参考文献：

[1]尤启俊，周圣，朱士荣，张海棠.外加剂在商品混凝土应用中的问题分析[J].商品混凝土，2018（12）：70-72.

[2]崔昌东.外加剂在商品混凝土中的应用[J].黑龙江科学，2018，9（15）：120-121.