商品混凝土中混凝土外加劑的運用研究

祁玉

摘 要：隨著技術的不斷提升，混凝土外加劑已經成為混凝土四種基礎成分之外的第五種重要組成部分。本文對減水劑、膨脹劑、引氣劑等常見混凝土外加劑的主要功能及應用于商品混凝土后的效果進行了介紹，希望從業者提升對各種外加劑的認知水平，在作業過程中善加運用，從而使混凝土工程質量得到保證。

關鍵詞：商品混凝土;混凝土外加劑;減水劑、膨脹劑

能夠改善混凝土性能的化學試劑統稱為混凝土外加劑，主要的使用方式為在混凝土攪拌過程中摻入，劑量不可超出合理范圍。如在大體積混凝土建筑工程中常見的裂縫問題，可以通過加入膨脹劑的方式，對受到高熱影響而產生的形變拉應力予以“補償”，從而避免裂縫的出現。

1 商品混凝土摻加混凝土外加劑的重要性

隨著工程領域的發展，用于澆灌的混凝土往往無需施工人員即用即配，而是轉化為一種商品。生產廠家將成品或半成品的商品混凝土提前制作完畢，運抵施工現場后，可以即時運用。此種模式雖然有效提升了建筑、水利等工程的作業效率，但基于商品的普適性，對一些環境特殊、或是對混凝土性能有針對性要求的工程來說，必須在商品混凝土中添加特定的外加劑，從而保證混凝土在澆筑過程中，不會在外部環境作用下，發生偏離預期設定的變化。

2 混凝土常見外加劑的種類及功能性

2.1 減水劑

其主要作用為在保持混凝土坍落度不變的情況下，降低混凝土拌合用水量。常見的減水劑屬于陰離子表面活性劑，如木質素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛聚合物等。將其加入混凝土拌合物后，能夠針對水泥顆粒發生分散作用，通過降低單位用水量的方式，改善混凝土的工作性能。作為當前性能最佳的減水劑，萘磺酸鹽甲醛聚合物經由化工合成，是一種非引氣型的高效減水劑，對于配置大流態型的混凝土，具有高強度要求的現澆混凝土和預制構件，均能起到十分良好的效果，故而廣泛應用于公路鋪設、大壩修筑、大型水利工程、電力工程之中。通常情況下，粉劑狀的萘磺酸鹽甲醛聚合物呈現棕黃色粉末狀，固體成分含量超過總量的94%;液體形態呈現棕褐色粘稠狀;固體成分含量超過總量的40%。此外，凈漿流動度大于230mm、氯離子含量小于0.5%。

根據資料顯示，第一，在商品混凝土中添加萘磺酸鹽甲醛聚合物減水劑后，如果混凝土強度與坍落度保持一致，則水泥用量至少能夠節省10%，最大節省率可以達25%。第二，如果水灰比不發生任何變化，當混凝土的初始塌落度提升量超過10cm，可節省的水分最低值為15%，最大值為25%。第三，萘磺酸鹽甲醛聚合物能夠顯著提升混凝土的早強、增強效果，根據外加劑劑量和商品混凝土的原始特性，強度增幅值處于20%～60%之間。第四，在鋼筋混凝土結構的工程中，添加減水劑能夠極大地改善混凝土的和易性，使其物理學性能滿足目標要求。第五，此種減水劑適配于絕大多數的水泥，且遇到其他種類的混凝土外加劑時，能夠起到良好的“配合作用”[1]。

2.2 膨脹劑

混凝土膨脹劑能夠起到補償收縮和自應力的作用，經常應用于大體積混凝土工程中。比如在水利、土木工程澆灌作業時，由于連續澆灌的混凝土數量較大，在短時間內往往產生高強度的熱量，此時混凝土內外受熱不均，導致局部出現收縮現象。而內部環境尚未被破壞，故而在“角力”的過程中，容易使混凝土澆筑體生成應力性裂縫，從而影響工程的整體質量。而在混凝土中加入適當的膨脹劑，能夠針對干縮現象予以補償，并使混凝土更加密實，有助于提升其抗滲性。比如在配置高要求的防水混凝土，或是適當延長建筑防水防滲工程必備的伸縮縫、后澆帶間距時，均需要添加混凝土膨脹劑。

目前，市場上常見的膨脹劑首推硫酸鈣型混凝土膨脹劑，其中不摻雜任何與鈉元素有關的物質，從而避免出現混凝土的堿骨料反應。在商品混凝土中添加此種膨脹劑之后，能夠永久性的提升混凝土的強度，不會出現膨脹后的體積逐漸縮小的情況。在防水防滲工程中拌和防水混凝土時，需要在水泥中加入8%～12%的膨脹劑，形成具備補償收縮功能的混凝土，增強結構強度的同時，還會整體提升抗裂防水能力。在商品混凝土中加入膨脹劑，雖然具有良好的防水防滲功能，但造價成本相對較高，故而沒有得到廣泛應用。

2.3 引氣劑

在商品混凝土中摻加引氣劑后，能夠產生很多穩定、細致、微小的氣泡，目的在于全方位提升混凝土的各項性能，包括和易性、流動性、粘聚性、可泵性等。如果說減水劑、膨脹劑是在外力的作用下，針對混凝土的特定功能進行提升，那么引氣劑通過調動混凝土自身“潛能”的方式，永久性地增強混凝土的抗凍、抗滲等功能。對于一些具備特殊要求的工程來說，傳統的商品混凝土往往存在性能不足的問題，故而加入引氣劑后，處于分散裝的水泥顆粒不會出現二次吸附反應，從而使混凝土的保坍性能得到提升。基于此，很多商品混凝土生產廠家調整了經營思路，在成品中添加了引氣劑，如透水混凝土等。

在傳統的認知中，混凝土中摻入引氣劑后，其強度必然降低，然而此種看法沒有綜合考慮外加劑引發的連鎖反應。一般來說，混凝土的含氣量每增加1%，混凝土的整體強度確實會降低5%左右，但與此同時，混凝土的減水率將會得到大幅度增強。比如某批混凝土初始減水率為16.5%，加入一定量的引氣劑之后，減水率提升至22%，即減水率增加5.5%。在外部條件未發生重大變化的前提下，減水率每提升1%，混凝土的整體強度將會增加3%左右。由此可見，如果嚴格控制引氣劑的增加量，使通過提高減水率而造成的混凝土性能提升率，超過由于含氣量增加而導致的混凝土性能降低率，實際呈現出的結果即為“通過添加引氣劑，能夠提升混凝土的整體性能”。在實際運用過程中，低強度混凝土的含氣量如果維持在5%以下、中等強度混凝土含氣量控制在4%以下、高強度混凝土含氣量控制在3%以下時，混凝土的強度不會呈現顯著下滑的趨勢[2]。基于此，有關人員可以放心使用。

2.4 緩凝劑

在一些特殊的作業環境中，如果混凝土凝結速度過快，很可能出現受熱不均等現象，進而出現裂縫。而通過添加緩凝劑的方式，能夠降低水泥的水化速度、延長凝結時間。除了延長商品混凝土的“可塑期”之外，市場上常見的緩凝劑還具備更強的減水作用。如上文提到的萘磺酸鹽甲醛聚合物，主要成分為葡萄糖酸鈉的緩凝劑的減水效果能夠超出其2～3倍。但由于緩凝劑的摻入量不宜過多，故而在常規作業環境下，緩凝劑的主要作用并不在于“減水”。然而在高溫天氣下，開展混凝土澆灌時，依靠減水劑改善混凝土性能的成本投入將會大幅度提升。此時適當提升緩凝劑的摻入量，不僅能夠滿足減水率的要求，還能合理控制成本。基于此，在現代商品混凝土中，緩凝劑已經成為不可獲取的輔助型減水外加劑，未來畢竟得到廣泛應用。

3 結語

提到“添加劑、外加劑”等，人們的印象普遍不佳，認為保持原料的“純潔性”永遠為最佳選擇。但在現代工程領域，使用“外加劑”不僅具有經濟價值，更可以根據不同需要，全面提升混凝土的各項性能，從而使工程質量切實滿足相關規定，為后續正常使用提供堅實的基礎。因此，相關人員必須予以重視。

參考文獻：

[1]尤啟俊，周圣，朱士榮，張海棠.外加劑在商品混凝土應用中的問題分析[J].商品混凝土，2018（12）：70-72.

[2]崔昌東.外加劑在商品混凝土中的應用[J].黑龍江科學，2018，9（15）：120-121.