一、外加劑

    各種外加劑的摻入原理上主要是對水泥產生化學或物理上的作用，其中物理作用又分為參與水化反應和不參與水化反應，化學作用則產生新的物質，從而達到施工所需的目的。

    1、減水劑

    減水劑即是參與水化反應的物理作用，它是指在混凝土和易性及水泥用量不變條件下，能減少拌合用水量、提高混凝土強度；或在和易性及強度不變條件下，節約水泥用量的外加劑。根據其減水及增強能力，分為普通減水劑和高效減水劑，普通減水劑的摻量一般為0.1%～0.3%，高效能減水劑的摻量一般為0.3%～1.5%，現用最多的減水劑為高效聚羧酸減水劑。目前項目用的最多的便是該減水劑。其主要特點：摻量低，減水率高，摻量為1.0%左右時，減水率超過35%。低坍落度損失，1h坍落度保持率很好，低正溫時保持不變，氣溫超過20度，1h坍落度略有損失，但也保持在95%以上，氣溫超過30℃，1h坍落度保留值仍有93%。且混凝土具有很好的耐久性，在充填性、穩定性、可泵性、抗凍性、抗收縮等性能方面均優于普通減水劑。

    主要工作原理為：減水劑對混凝土的流動性具有很好的作用，正常的如果不摻減水劑水泥和水作用不夠充分會有結塊，水泥離子將部分水分包裹不能起到很好的水化作用，摻入減水劑后，減水劑中的化學物質會吸附到水泥表面，使得相近的水泥顆粒由于相斥而分解，將被包裹的水分子釋放出來，是這部分水分可以參與水化反應，從而減少了水灰比，提高混凝土的強度和耐久性，達到很好的流動性。

    在水灰比不變的情況下，摻加減水劑可使混凝土初始坍落度提高10cm以上，流動性大大增加，且具有再塑性。

    在保持混凝土坍落度基本不變的情況下，摻加減水劑可節約水泥用量，而混凝土早期強度仍能比不摻者有所提高，從而達到經濟效應。

    減水劑的摻量在同一配比不同季節的情況下也需進行適當調整，因為不同溫度下的水分子的活性不同，水分子與水泥的作用會受到溫度的影響，因此在使用減水劑時，冬季和夏季的減水劑配置會有所不同。

    2、引氣劑

    引氣劑是指能使混凝土在拌合過程中引入大量微小、封閉而穩定氣泡的外加劑。主要用于抗凍性要求高的結構，如混凝土大壩、路面、橋面、飛機場道面等大面積易受凍的部位。

    引氣劑的摻入使混凝土拌合物內形成大量微小的封閉球狀氣泡，這些微氣泡如同滾珠一樣，能夠減少骨料顆粒間的摩擦阻力，使混凝土拌合物的流動性增加。若保持流動性不變，就可減少用水量。保水性、粘聚性相應隨之提高。由于大量氣泡的存在，減少了混凝土的有效受力面積，使混凝土強度有所降低。因此，引氣劑的摻量應嚴格控制，此外，由于大量氣泡的存在，使混凝土的彈性變形增大，彈性模量有所降低，這對提高混凝土的抗裂性是有利的，混凝土受凍的主要原因是混凝土拌合物里面有大量的水的存在，引氣劑的氣泡可以將產生的裂縫隔斷填充，從而提高了混凝土的抗裂性能，降低水對其的影響，從而增強抗滲性提高抗凍性。

    3、緩凝劑

    緩凝劑是一種降低水泥或石膏水化速度和水化熱、延長凝結時間的添加劑緩凝劑是用來延長混凝土凝結時間的一種常用外加劑，它是一種表面活性劑，對混凝土的主要作用是物理作用，它不參與水泥的水化反應，也不產生新的物質，緩凝劑中的化學分子會在水泥離子的表面吸附形成一層薄膜，從而減緩了水泥和水的化學反應時間，延緩凝結時間，降低早期水化放熱，減少裂縫的產生。在夏季施工中和遠距離混凝土運輸過程中，適量摻加緩凝劑能使新拌混凝土在長時間內保持較好的塑性，便于施工，為使混凝土不會因水化熱的過度集中而產生溫度裂縫，摻加緩凝劑即成為其重要手段之一。

    4、速凝劑

    速凝劑是一種能夠使水泥混凝土迅速凝結硬化，而不過分影響其長期強度的化學外加劑。現已成為噴射混凝土的重要組成材料之一，特別是隨著地下工程數量的增多、規模的宏大，速凝劑作為混凝土的組成材料，不僅越來越重要，而且在某些特定工程更是不可或缺，尤其冬期施工和一些搶修工程。

    它的作用原理是：摻入速凝劑，可立即與水泥中起緩凝作用的石膏發生反應形成硫酸鈉從而消除石膏的緩凝作用，使得水泥迅速發生水化，并在溶液中析出其水化產物晶體，進而導致了水泥快速凝結硬化。

    速凝劑雖然可使混凝土快速凝結，并促進早期強度的迅速增長，但混凝土后期強度卻遠遠不及不摻速凝劑者。這主要是因為混凝土的快速凝結與硬化，必然導致其內部形成較大缺陷，且水化鋁酸鈣易發生晶型轉變，也導致漿體內部孔隙率增加，減少了混凝土的有效受力面積從而影響混凝土后期強度。

    二、摻和料

    在混凝土拌合物制備時，為了節約水泥、改善混凝土性能、調節混凝土強度等級，而加入的天然的或者人工的能改善混凝土性能的粉狀礦物質，統稱為混凝土摻和料。

    1、粉煤灰

    粉煤灰，工業固體廢物的一種，一般是指燃煤電廠從煙道氣體中收集的細灰，又稱飛灰、煙灰。粉煤灰外觀類似水泥，呈粉狀，顏色從乳白色到灰黑色，一般為銀色和灰色。粉煤灰具有形態效應、填充效應和微集料效應。由于粉煤灰對溫度和濕度比較敏感，特別是對水膠比更為敏感，過大水膠比的粉煤灰混凝土內部微結構不利于發展，同事影響混凝土的耐久性。因此要要個控制水膠比。

    粉煤灰的主要作用機理一是微珠效應，即粉煤的主要形狀是微小的玻璃珠和海綿體包括球狀顆粒、不規則碎屑顆粒的粘連體，球狀玻璃體如同玻璃球一般，質地致密，表面光滑，粒度細，對水的吸附力小，提高了混凝土的流動性，在拌和運輸中起到良好的潤滑作用。而且，它們往往填充于水泥漿的孔隙中，使硬化混凝土的密實性得到很好大改善；二是二次水化反應，粉煤灰中的化學分子可以和水泥和水水化后的產物進行二次水化，從而提高混凝土強度。

    混凝土強度破壞的3種形式：一種是集料破壞，一種是水泥石破壞，一種是集料和水泥石之間的水化反應物的破壞。

    因此水化反應產物的強度也是混凝土強度的重要因素之一。這也是為什么產生二次水化反應會對混凝土的強度有所提高的原因。

    在實際應用中可有以下3種方法來適量摻入粉煤灰。

    1)等量取代法將水泥取出用等量的粉煤灰代替，減少水泥的水化放熱，提高抗裂性能。

    2)超量取代法取出超量的水泥，由粉煤灰代替，超出部分按砂計算。

    3)外摻法水泥量不變，直接摻入一定比例的粉煤灰，具有較好的和易性能。

    2、硅灰

    硅灰也叫微硅粉或二氧化硅超細粉，一般情況下統稱硅灰。硅灰是在冶煉硅鐵合金和工業硅時產生的SiO2和Si氣體與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝而形成的一種超細硅質粉體材料，它是大工業冶煉中的副產物，整個過程需要用除塵環保設備進行回收，因為密度較小，還需要用加密設備進行加密。它的粒徑一般在0.1～1.0μm，較粉煤灰還要細，也是微小的圓珠顆粒，由于其微小的特性，能夠很好的改善混凝土內部孔的結構(包括孔的大小、多少、分布)，起到很好的填充作用，并且能發生二次水化反應，提高混凝土強度，改善混凝土的黏聚性和保水性，由于硅灰顆粒細，比表面積大，需水量高，因而在混凝土摻用硅灰時，必須與高效減水劑聯合使用才能取得良好的效果。混凝土摻用硅灰后，必須加強早期養護，防止混凝土產生塑性收縮裂縫。但由于其來源少，造價高，所以在工程領域很少使用。

    3、礦渣粉

    礦渣粉是符合標準規定的粒化高爐礦渣經干燥、粉磨(或添加少量石膏一起粉磨)達到相當細度且符合相應活性指數的粉體。

    礦渣微粉的主要化學成分有具有超高活性，將其作為摻和料摻入水泥混凝土中，這些活性的化學成分即可與水泥中的水化反應產物進一步反應形成水化硅酸鈣產物，填充于水泥混凝土的孔隙中，大幅度提高水泥混凝土的致密度，從而改善孔結構，減少孔隙率并減少最大孔徑的尺寸，達到提高混凝土的抗滲性能。混凝土要求有很好和易性和可泵送性，在水泥水化初期，礦渣微粉分布并包裹在水泥顆粒的表面，起到了延緩和隔離作用，可有效抑制水泥混凝土的堿骨料反應，顯著提高了水泥混凝土的抗堿骨料反應性能，提高了水泥混凝土的耐久性；可顯著降低水泥混凝土的水化熱，耐熱性能好，在工程領域的應用中前景較廣。礦渣粉提高水泥混凝土抗海水和淡水的侵蝕性能，抵抗硫酸鹽的侵蝕。特別適用于抗海水工程、地下工程和路面工程。

    三、結語

    隨著世界建筑業的蓬勃發展，混凝土在各類工程建設中起著日益巨大的作用。不同特性要求的混凝土在應用中越來越廣泛，外加劑和摻和料以其特有工作性在混凝土工程中越發顯得必不可少。由于外加劑和摻和料種類繁多，工程要求的混凝土性能不盡相同，要正確合理地使用好外加劑和摻和料，就要熟悉了解商品的性能和工程的實際要求，根據工程混凝土不同的標準要求、施工條件和施工工藝等選擇合適的種類。

    工程實踐中常采用"雙摻"技術，即在摻入不同摻和料的同時再摻入減水劑。以此配制的普通、高強、高性能混凝土，可節約水泥，提高混凝土工作性、強度、耐久性，能滿足不同工程的施工技術要求?

    總之不同種類的外加劑和摻和料對混凝土的影響不同，但其都有一個共同點：合理的選擇使用從而改善混凝土強度和流動性、耐熱、抗滲、抗凍融、抗裂等性能，從而更好的適應于不同要求的工程建設中。

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