混凝土外加剂是一种在混凝土制作过程中添加的物质,可以显著改善混凝土的性能,例如增加流动性、调节硬化时间、提升耐久性和实现其他特殊效果。在混凝土中掺入外加剂的比例通常不超过水泥质量的5%,但其应用越来越广泛,已成为混凝土不可或缺的组成部分。
混凝土外加剂按照主要功能可分为四类:
1. 改善工作性的外加剂:包括减水剂、泵送剂和引气剂。减水剂能在保持坍落度不变的情况下减少拌和用水量,提高混凝土的流动性;泵送剂则有助于混凝土在输送过程中的顺畅;引气剂则能引入微小气泡,改善混凝土的抗冻融性能。
2. 调节凝结硬化时间的外加剂:缓凝剂延迟混凝土的凝结时间,早强剂则加速硬化过程,速凝剂则可在短时间内使混凝土快速凝固,适用于紧急修复工程。
3. 提升耐久性的外加剂:如阻锈剂防止钢筋锈蚀,防水剂增加混凝土的防水性能,引气剂通过引入气泡提高抗冻性。
4. 其他性能改善剂:加气剂能增加混凝土的轻质性,着色剂用于装饰性混凝土,膨胀剂可以补偿混凝土收缩,防冻剂则在低温环境下保护混凝土不受冻害。
减水剂是其中非常重要的一类外加剂,其作用机理主要包括吸附在水泥颗粒表面产生电荷排斥、增加水泥颗粒的溶剂化水膜厚度以及降低表面张力。减水剂能带来诸如提高流动性、增强强度、节省水泥和改善耐久性的多重技术经济效果。常见的减水剂类型有木质素系、萘系和水溶性树脂类等。例如,木质素磺酸钙(木钙)是一种常用的减水剂,适用于多种混凝土工程,但需注意其缓凝作用和对环境条件的敏感性。萘磺酸盐系减水剂具有较高的减水率和增强效果,适用于高强混凝土等。
早强剂则用于加速混凝土的早期硬化,常见类型有无机盐类(如氯盐类)、磷酸盐类和有机胺及复合物。氯盐类早强剂如氯化钙,虽能有效提高早期强度,但含有的氯离子可能导致钢筋锈蚀和混凝土开裂,因此使用时需谨慎。
混凝土外加剂是现代混凝土技术的重要组成部分,通过科学选用和合理搭配,可以显著提升混凝土的性能,满足各种工程需求。在实际应用中,应根据工程特点、气候条件和混凝土要求选择合适的外加剂,以确保混凝土的质量和长期稳定性。