我國混凝土外加劑現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

宋飛虹

(山西潞安房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，山西長治 046000)

0 引言

水泥、混凝土是我國建筑業(yè)的重要建筑材料，可以用作道路、橋梁、建筑、水壩等各類設(shè)施的施工中。目前，我國水泥年產(chǎn)量已超過4億t，約占世界年產(chǎn)水泥的1/3，混凝土的用量也位居世界前列。隨著混凝土使用的日益廣泛，相關(guān)的外加劑也成為了研究和應(yīng)用的重點。混凝土外加劑對于混凝土的制備、澆筑和養(yǎng)護都起到了幫助，同時也帶動了經(jīng)濟效益的增長。在混凝土中加入適量外加劑已經(jīng)成為改善混凝土性能的必要方法。因此混凝土外加劑的發(fā)展現(xiàn)狀以及相關(guān)的發(fā)展趨勢研究對于混凝土性能的提升以及建筑行業(yè)的發(fā)展是極有必要的。

1 混凝土外加劑的種類及應(yīng)用

在進行混凝土攪拌之前或混凝土攪拌過程中摻入一定比例的外加物質(zhì)，用以改善混凝土的某種性能即為混凝土外加劑。混凝土外加劑的摻量一般不大于水泥重量的5%。混凝土外加劑質(zhì)量必須符合GB 8076-2008混凝土外加劑標準的規(guī)定。最初混凝土外加劑的作用僅僅是為了節(jié)約水泥的用量，但隨著科技的不斷發(fā)展，混凝土外加劑的種類也越來越多，且逐漸成為改善混凝土性能的主要方式。

依據(jù)混凝土外加劑的主要使用功能，將其大致歸分為以下四類:

1)改變混凝土和易性能的外加劑，一般有減水劑、混凝土降粘劑、引氣劑和泵送劑等;2)改善混凝土凝結(jié)時間的外加劑，一般有緩凝劑、早強劑和速凝劑等;3)改變混凝土耐久性的外加劑，一般有引氣劑、防水劑和阻銹劑等;4)其他改善混凝土性能的外加劑，一般有混凝土降粘劑、加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。

不同性能的外加劑有著不同的效果，大部分的外加劑都是發(fā)生物理反應(yīng)，通過吸附于水泥粒子表面形成吸附膜，對水泥表面的電位有所改變從而產(chǎn)生了相應(yīng)的吸引或排斥的效果;有的會破壞絮凝結(jié)構(gòu)，提高水泥擴散體系的穩(wěn)定性，改善水泥水化的條件;有的能形成大分子結(jié)構(gòu)，改變水泥粒子表面的吸附狀態(tài);有的會降低水的表面張力和表面能等;還有少數(shù)能夠直接發(fā)生化學反應(yīng)，與水泥生成新的化合物。

由于不同性能的外加劑對改善混凝土的性能有不同的效果，在一定程度上可以獲得經(jīng)濟效益。因此混凝土外加劑在許多國家都得到廣泛應(yīng)用，已成為調(diào)節(jié)混凝土性能不可缺少的材料。其中應(yīng)用較為廣泛的是高效減水劑，高效減水劑摻和進混凝土后，若不改變水和水泥的用量，則能增強混凝土的和易性，更便于施工，對于遠程泵送或是高溫天氣有一定的效果;若是減少水的用量，則能在一定程度上提高混凝土抗壓強度;若是減少水泥和水的用量，則能在不改變混凝土基本性能的前提下，減少水泥的用量。減水劑在不同的使用方式下的作用有所不同，這種外加劑能夠使得充分發(fā)揮水泥的潛能，充分分散水泥粒子，使得混凝土中的水泥砂漿更加致密，從而在一定程度上改善了混凝土中孔結(jié)構(gòu)和界面區(qū)的微結(jié)構(gòu)，進而提高了混凝土的力學性能和耐久性。除了減水劑外，應(yīng)用較多的還有緩凝劑，這一外加劑能夠有效延長水泥的凝結(jié)時間，提高坍落度，提高混凝土的操作性能，能夠用于泵送混凝土這種遠距離的混凝土運輸。防凍劑能夠有效降低液體的冰點，或保證冰晶的結(jié)構(gòu)，從而保證在冬季施工時的正常進行。不同外加劑的使用方式和摻入方法對于混凝土的性能都會造成不同程度的影響，如減水率、水泥用量、泌水性、凝結(jié)時間及引氣性等，因此在施工時應(yīng)根據(jù)具體的施工情況對外加劑進行合理的選擇，綜合考慮到可操作性、質(zhì)量以及經(jīng)濟性。

2 我國混凝土外加劑發(fā)展存在的問題

近些年來我國混凝土外加劑雖然隨著科學技術(shù)的進步及建筑業(yè)的發(fā)展得到了廣泛的應(yīng)用和研究，但目前仍然存在著一些問題，而這也在一定程度上阻礙了混凝土外加劑的發(fā)展。

2.1 外加劑研究與實踐不匹配

目前對于外加劑的研究投入力量還不足，導致混凝土外加劑的發(fā)展跟不上實際施工的需求，同時實際操作過程中，由于施工人員的素質(zhì)參差不齊，導致實際施工時很多人員對于混凝土配料“三過磅”要求有所忽視，他們往往希望操作較為簡單，同時外加劑的選擇也較為單一，不會根據(jù)實際情況選用不同的外加劑，而科研單位對于混凝土新的施工工藝如泵送混凝土、泵送滑模混凝土、流態(tài)混凝土、商品混凝土等的研究僅屬初級階段。因此，科研單位的研究能力與施工實際不相對應(yīng)，導致了目前混凝土外加劑的發(fā)展緩慢。

2.2 外加劑統(tǒng)一標準及質(zhì)量檢查制度的缺失

目前，我國混凝土外加劑尚沒有統(tǒng)一的命名方式，不同廠家生產(chǎn)的外加劑牌號往往比較雜亂，導致實際操作過程中存在很大的問題。同時，由于目前還沒有相關(guān)的針對外加劑的質(zhì)量檢查制度和標準，對于外加劑的質(zhì)量無法進行統(tǒng)一的管理和檢測。由于管理制度的不健全絕大多數(shù)外加劑生產(chǎn)廠家設(shè)備簡陋、生產(chǎn)條件差、生產(chǎn)工藝落后，從而在一定程度上影響了混凝土外加劑的產(chǎn)品質(zhì)量。因此，由于缺乏統(tǒng)一的標準和質(zhì)量檢測的方式，外加劑在管理和質(zhì)量控制方面還存在一定的問題。

2.3 各地混凝土外加劑生產(chǎn)發(fā)展不平衡

我國混凝土外加劑的生產(chǎn)廠家分布不平衡，大部分都位于經(jīng)濟較為發(fā)達的沿海地區(qū)，而很多中小城市和邊遠地區(qū)的生產(chǎn)廠家較少，這就導致在進行混凝土外加劑采購過程中，很多中小城市必須向大城市的生產(chǎn)廠家進行外加劑的采購，然而由于運輸距離較遠，會在一定程度上增加運輸成本，也不利于外加劑的質(zhì)量控制。外加劑生產(chǎn)廠家數(shù)量較少且發(fā)展不平衡，對外加劑的發(fā)展造成了一定的阻礙。

3 混凝土外加劑的發(fā)展趨勢

3.1 新品種減水劑的研究加快

目前，隨著科技的迅速發(fā)展，各種不同類別的減水劑也得到了廣泛的研究。2000年以來，我國混凝土研究界逐漸認識到聚羧酸系高性能減水劑這一高效的混凝土外加劑。它以石油化工產(chǎn)品為原料，以極高的減水率，極好的坍落度保持性和優(yōu)異的增強效應(yīng)，逐漸受到混凝土工程界的重視。聚羧酸減水劑是通過不飽和單體在引發(fā)劑作用下形成共聚，使帶活性基團的側(cè)鏈接枝到聚合物的主鏈上，在不影響水泥的凝結(jié)硬化情況下，使其同時具有高效減水、控制坍落度損失和抗收縮等作用。

3.2 外加劑標準的更新

目前對于混凝土外加劑的規(guī)范，僅有GB 50119-2003混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范。隨著外加劑品種和類別的不斷更新，急需出臺更新的混凝土外加劑的相關(guān)標準，對外加劑的相關(guān)標識和質(zhì)量檢測方法做出具體的規(guī)定。針對不同功能的混凝土外加劑需要有不同形式的標號和規(guī)定，同時對其相關(guān)質(zhì)量的檢測規(guī)程和要求也需要做出進一步指導性的規(guī)范，從而對外加劑市場進行標準化管理。

3.3 外加劑的綠色化發(fā)展

隨著我國能源資源的不斷消耗，建筑業(yè)的綠色化、低碳化發(fā)展已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢，而混凝土外加劑作為支撐建筑行業(yè)發(fā)展的重要材料，必須保證在制備以及使用過程中的綠色化，通過合理的技術(shù)改造減少外加劑生產(chǎn)和使用過程中對能源的消耗以及各種污染物的排放，通過促進外加劑的綠色化發(fā)展，實現(xiàn)建筑行業(yè)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

各種不同的混凝土外加劑對于混凝土有著不同的功能，為了提高建設(shè)投資的經(jīng)濟效益和施工質(zhì)量，有必要對混凝土外加劑做出更進一步的研究，發(fā)明更加新型的外加劑。同時應(yīng)加強相關(guān)標準規(guī)范的制定，促進外加劑的規(guī)范化生產(chǎn)和檢測。最后，應(yīng)促進外加劑綠色化的制備和使用，從而保證建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

［1］吳中偉.高性能混凝土——綠色混凝土［J］.混凝土與水泥制品，2000(9):3-5.

［2］何浩孟.我國混凝土高效減水劑的現(xiàn)狀和展望［J］.混凝土，2002(11):16-23.

［3］熊大玉.混凝土外加劑［M］.北京:北學工業(yè)出版社，2002:14-16.

［4］柯 蕾.淺談混凝土外加劑與水泥的適應(yīng)性及對混凝土性能的影響［J］.混凝土，2004(10):30-62.