混凝土外加剂的发展历史

外加剂发展历史

1、20世纪90年代初美国首选提出高性能混凝土（HPC）概念，是新型超塑化剂与混凝土材料科学相结合的成功范例。

2、1824年英I.Aspdin获得波特兰水泥专利，水泥混凝土得到了广泛的应用。

3、1962年日本服部健一首先将萘磺酸甲醛缩合物（n≈10）用于混凝土分散剂，1964年日本花王石碱公司作为产品销售。

4、1963年联邦德国研制成功三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物。

5、1966年日本首先应用高强混凝土，开始生产预应力混凝土桩柱。

6、1971~1973年，德国首选将超塑化剂研制成功流态混凝土，混凝土垂直泵送高度达到310m。

7、发展方向是HPC及使用复合超塑化剂（CSP）的研究，实现HPC配合比全计算法设计和CSP配方设计。

外加剂发展方向

1、高效减水剂：萘系及三聚氰胺系高效减水剂的改性、聚丙烯酸盐超塑化剂、聚丙烯酸接支共聚物超塑化剂、氨基磺酸盐超塑化剂、磺化酮醛缩聚物、木质素磺酸盐高效化、工业废料生产超塑化剂。

2、复合外加剂：低碱低掺量液体复合外加剂、复合超塑化剂及其配方设计、低碱低掺量液体复合防冻剂、微膨胀多功能防水剂、液体膨胀剂、液体速凝剂、超缓凝剂

3、其它外加剂：减缩剂、碱骨料反应抑止剂、表面硬化剂、高效脱模剂

外加剂功能分类

1、定义：《混凝土外加剂分类、命名与定义》GB8075-87，是在拌制混凝土过程中加入，用以改善混凝土性能的物质，掺量不大于水泥质量的5%（特殊情况除外）。

2、混凝土外加剂按主要功能分为四类：

A、改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括减水剂、引气剂和泵送剂。

B、调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂。

C、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。

D、改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂。

外加剂品种分类

1、早强剂：

A、可溶性无机盐：氯化物、碳酸盐、硝酸盐、硫代硫酸盐、硅酸盐、铝酸盐、碱性氢氧化物等

B、可溶性有机物：三乙醇胺、甲酸钙、乙酸钙、丙酸钙和丁酸钙、尿素、草酸、胺与甲醛缩合物。

2、速凝剂：铁盐、氟化物、氯化铝、铝酸钠、碳酸钾。

3、引气剂：木材树脂盐、合成洗涤剂、木质素磺酸盐、蛋白质的盐、脂肪酸和树脂酸及其盐。

4、减水剂和调凝剂：木质素磺酸盐及其改性或衍生物、羟基羧酸及其盐或其改性和衍生物、无机盐（锌盐、硼酸盐、磷酸盐、氯化物）、铵盐及其衍生物、碳水化合物及多聚糖酸或糖酸、水溶性聚合物（纤维素醚、密胺衍生物、萘衍生物、聚硅氧烷和磺化碳氢化合物

5、高效减水剂：萘磺酸盐甲醛缩合物、多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物、对胺基苯磺酸甲醛缩聚物、磺化酮醛缩聚物、聚丙烯酸盐及其接枝共聚物等。

6、缓凝剂：含有羧基、膦酸基、磺酸基的聚合物和羟基羧酸（盐）、有机膦酸（盐）等有机物类缓凝剂

7、加气剂：过氧化氢、金属铝粉、吸附空气的某些活性碳。

8、膨胀剂：细铁粉或粒状铁粉与氧化促进剂、石灰系、硫铝酸盐系。

9、粘结剂：合成乳胶、天然橡胶乳胶。

10、泵送剂：合成或天然水溶性聚合物增加剂的粘度、有机絮凝剂、高比表面无机材料（膨润土、二氧化硅、石棉粉、石棉短纤维等）、水泥外掺料（粉煤灰、水硬石灰、石粉等）。

11、絮凝剂：聚合物电解质。

12、着色剂：灰到黑（氧化铁黑、矿物黑、炭黑、群青、酞青蓝）、浅红到深红（氧化铁红）、棕（氧化铁棕、富锰棕土、烧褐土）、绿（氧化铬绿、酞商姆）、白（二氧化钛）等。

13、灭菌剂和杀虫剂：多卤化物、狄氏剂乳液及铜化物。

14、防潮剂：皂类、丁基硬脂酸、某些石油产品

15、防渗剂：减水剂、氯化钙。

16、碱集料反应抑止剂：锂盐、钡盐、某些引气剂、减水剂、缓凝剂、火山灰。

17、阻锈剂：亚硝酸钠、苯甲酸钠、木质素磺酸钙、磷酸盐、氟硅酸钠、氟铝酸钠。

18、灌浆外加剂：缓凝剂、凝胶、凝胶淀粉和甲基纤维素、膨润土、增稠剂、早强剂、加气剂。

外加剂高效

外加剂是混凝土的第五组分，掺入外加剂可改善混凝土的工作性、提高混凝土强度和耐久性。凝土外加剂的特点是品种多、掺量小，对混凝土的性能影响较大，因此它的品种选择、应用技术、质量控制较其他混凝土组成材料更为重要 。

1、在不改变各种原材料配比的情况下，添加混凝土高效减水剂，不仅改变混凝土强度，同时可以大幅度提高混凝土的流变性及可塑性，使得混凝土施工可以采用自流、泵送、无需振动等方式进行施工，提高施工速度、降低施工能耗。

2、在不改变各种原材料配比（除水）及混凝土的坍落度的情况下，减少水的用量，可以大大提高混凝土的强度，早强和后期强度分别比不加减水剂的混凝土提高60%及20%以上，通过减水，可以实现浇筑C100标号的高强混凝土。

3、在不改变各种原材料配比（除水泥）及混凝土强度的情况下，可以减少水泥的用量，掺加水泥质量0.2%~0.5%的混凝土减水剂，可以节省水泥量的15~30%以上。

4、掺加混凝土高效减水剂，可以提高混凝土的寿命一倍以上，即使建筑物的正常使用寿命延长一倍以上。

外加剂有关规定

外加剂的产品质量必须合格，并应先试验后使用，要有出厂质量合格证和试验报告单。合格证的内容包括厂家名称、产品名称、产品特性、主要成分与含量、适用范围、适宜掺量、使用方法与说明、注意事项、匀质性指标、掺外加剂混凝土性能指标、包装、质量、储存条件、出厂日期、有效期等。对于不同的外加剂其对应的试验项目也不同，一般有减水率、坍落度、含气量、泌水率、凝结时间、抗压强度、钢筋锈蚀、相对耐久性指标等。其试验报告的内容中的委托单位、委托人、工程名称、用途、样品名称、产地及厂家、试样收到的日期、要求试验的项目，均由试验委托人填写，其余部分均由试验人员依据试验测算结果填写，并签字和盖章。对开需要采取一定技术处理措施之后才能使用的外加剂，应首先考虑满足技术方面的要求，并须经过有关技术负责人签字批准后，才可使用。

资料员应及时收集、整理和核查外加剂的出厂质量合格证、试验报告单等，查看其各项内容和性能指标是否填写齐全，不得错填和漏填，字迹应该清晰，项目齐全、真实、准确，并无未了事项。如果外加剂的批量较大，厂方提供合格证又较少时，可用抄件（如复印件）备查，但必须注明原件证号、原件存放单位、抄件日期，并有抄件人、抄件单位的签字和盖章。任何单位和个人不得伪造、涂改、损毁或抽撤。对于有产品防伪认证标志的外加剂，还应在确认其产品与出厂质量合格证与实物相符合之后，摘取一份防伪认证标志，贴在产品出厂质量合格证上，一并存档。

外加剂使用说明

使用单位应该认真查看外加剂的试验报告单及出厂质量合格证，查看其要求的试验项目是否试验齐全，试验的编号、签字、盖章齐全与否，实测数值是否符合规范和设计的技术要求，结论是否明确。对于不符合要求的项目，应及时进行复试或报有关工程技术负责人进行处理。对于不合格的试验报告单不得抽撤或毁坏，并应附上复试的合格试验报告单或处理报告一并存档。

外加剂应在其产品有效期内使用，且使用前应进行性能方面的试验。与其出厂质量合格证和试验报告单有关的施工技术资料还有施工组织设计、技术交底、洽商记录、施工日志、混凝土或砌筑砂浆的配合比申请单和通知单、试件试压报告单、施工记录、预检记录、隐检记录、质量评定等。因此其出厂质量合格证和试验报告单不仅应与实际所用的工程、部位相一致，还应与以上施工资料一一对应相符 。

混凝土外加剂常用的主要是萘系高效减水剂，聚羧酸高性能减水剂和脂肪族高效减水剂。

萘系高效减水剂：萘系高效减水剂是经化工合成的非引气型高效减水剂。化学名称萘磺酸盐甲醛缩合物，它对于水泥粒子有很强的分散作用。对配制大流态砼，有早强、高强要求的现浇砼和预制构件，有很好的使用效果，可全面提高和改善砼的各种性能，广泛用于公路、桥梁、大坝、港口码头、隧道、电力、水利及民建工程、蒸养及自然养护予制构件等。

外加剂技术指标

1、 外观：粉剂棕黄色粉末，液体棕褐色粘稠液。

2、 固体含量：粉剂≥94%，液体≥40%

3、 净浆流动度≥230mm。

4、硫酸钠含量≤10。

5、 氯离子含量≤0.5%。

外加剂性能特点

1、 在砼强度和坍落度基本相同时，可减少水泥用量10-25%。

2、 在水灰比不变时，使混凝土初始坍落度提高10cm以上，减水率可达15-25%。

3、 对砼有显著的早强、增强效果，其强度提高幅度为20-60%。

4、 改善混凝土的和易性，全面提高砼的物理力学性能。

5、 对各种水泥适应性好，与其它各类型的混凝土外加剂配伍良好。

6、 特别适用于在以下混凝土工程中使用：流态混凝土、塑化混凝土、蒸养混凝土、抗渗混凝土、防水混凝土、自然养护预制构件混凝土、钢筋及预应力钢筋混凝土、高强度超高强度混凝土。

外加剂掺量范围

粉剂：0.75-1.5%

液体：1.5-2.5%

外加剂注意事项

1、 采用多孔骨料时宜先加水搅拌，再加减水剂。

2、 当坍落度较大时，应注意振捣时间不易过长，以防止泌水和分层。

萘系高效减水剂根据其产品中Na2SO4含量的高低，可分为高浓型产品（Na2SO4含量<3%）、中浓型产品（Na2SO4含量3%～10%）和低浓型产品（Na2SO4含量>10%）。大多数萘系高效减水剂合成厂都具备将Na2SO4含量控制在3%以下的能力，有些先进企业甚至可将其控制在0.4%以下。

萘系减水剂是我国生产量最大，使用最广的高效减水剂（占减水剂用量的70%以上），其特点是减水率较高（15%～25%），不引气，对凝结时间影响小，与水泥适应性相对较好，能与其他各种外加剂复合使用，价格也相对便宜。萘系减水剂常被用于配制大流动性、高强、高性能混凝土。单纯掺加萘系减水剂的混凝土坍落度损失较快。另外，萘系减水剂与某些水泥适应性还需改善。

脂肪族高效减水剂是丙酮磺化合成的羰基焦醛。憎水基主链为脂肪族烃类，是一种绿色高效减水剂。不污染环境，不损害人体健康。对水泥适用性广，对混凝土增强效果明显，坍落度损失小，低温无硫酸钠结晶现象，广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等各类个性化减水剂，也可以与萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂复合使用。

脂肪族高效减水剂：

主要技术指标

1、 外观棕红色的液体；2、固体含量>35%；3、比重1.15-1.2

性能特点

1、减水率高。掺量1-2%，减水率可达15-25%。在同等强度坍落度条件下，掺脂肪族高效减水剂可节约25-30%的水泥用量；

2、早强、增强效果明显。砼掺入脂肪族高效减水剂，三天可达到设计强度的60-70%，七天可达到100%，28天比空白混凝土强度提高30-40%；

3、高保塑。混凝土坍落度经时损失小，60 min基本不损失，90 min损失10-20%；

4、对水泥适用性广泛，和易性、粘聚性好。与其他各类外加剂配伍良好；

5、能显著提高砼的抗冻融，抗渗，抗硫酸盐侵蚀，并全面提高砼的其他物理性能；

6、特别适用以下砼：流态塑化砼，自然养护、蒸养砼，抗渗防水砼，耐久性抗冻融砼，抗硫酸盐侵蚀海工砼，以及钢筋、预应力砼；

7、脂肪族高效减水剂无毒，不燃，不腐蚀钢筋，冬季无硫酸钠结晶。

使用方法：

1、通过实验找出最佳掺量，推荐掺量为1.5-2%；

2、脂肪族高效减水剂与拌和水一并加入砼中，也可以采取后加法，加入脂肪族高效减水剂砼要延长搅拌30s；

3、由于脂肪族高效减水剂的减水率较大，砼初凝以前，表面会泌出一层黄浆，属正常现象。打完砼收浆抹光，颜色则会消除，或在砼上强度以后，颜色会自然消除，浇水养护颜色会消除的快一些，不影响砼的内在和表面性能。