5月中 ·1697·
不同类型外加剂对混凝土工作性能的影响
陈延民
（天津新宇建筑工程有限公司 天津 301600）
引言:
混凝土是一种多相、多孔、非均质的人造复合无机非金属建筑材料，混凝土外加剂定义为是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善混凝土性能的材料，包括化学类外加剂和矿物类外加剂，化学类外加剂的掺量一般小于5%。目前人们通常所指的混凝土外加剂就是化学类外加剂。外加剂是现代混凝土不可缺少的组分之一，成为水泥、砂、石和水以外混凝土的第五组分，是混凝土改性的一种重要方法和技术，掺少量外加剂可以改善新拌混凝土的工作性能，提高硬化混凝土的物理力学性能和耐久性，此外，还可以节约水泥，降低成本，加快工程进度。有些工程技术人员把混凝土外加剂在混凝土中的功效形象地比作食物中的调味素，称其具有“四两拨千斤”的作用。
1.1.1矿物外加剂对混凝土工作性能的影响粉煤灰是由电厂排出的废料，也叫飞灰（粉煤灰
fly ash）,是具有潜在活性的火山灰质粉末材料，其化学成分以SiO2、Al2O3、C及其他金属氧化物为主，从结构上看以硅铝玻璃体为主。粉煤灰中的主要活性成分为Si02和 Al203，两者总和占粉煤灰的60％ 以上。由于电厂燃料煤的来源不同，致使粉煤灰的化学成分因生产厂家的不同而有很大的差异，其潜在的水硬活性以及掺入混凝土中对性能的影响也就无法预测。因此，在选用粉煤灰前要进行检测，对其性能应有充分的了解，以达到较好的使用效果。
粉煤灰对混凝土工作性的影响的主要因素是粉煤灰中大于45am 骨料含量，从而降低胶凝材料所包裹的比表面积；因而，在相同颗粒的比例，粉煤灰置换部分水泥，可以降低砂率，增加粗的用水量下能提高新拌混凝土流动性和提高界面的强度，同时也有利于降低泌水和离析现象的发生。具体表现在下面几个方面：
⑴对混凝土和易性的影响
掺用粉煤灰对新拌混凝土的明显好处是增大了浆体的体积。用粉煤灰取代等质量的水泥，粉煤灰的体积要比水泥约大30%。粉煤灰可以减少浆体集料界面的摩擦，从而改善了新鲜混凝土的和易性。粉煤灰作为水泥的取代材料在同样稠度下会使混凝土的用水量有不同程度的降低，因而掺用粉煤灰对防止新拌混凝土的泌水是有利的。
⑵粉煤灰对混凝土凝结时间的影响一般来说，粉煤灰掺入混凝土中对水泥混凝土具有缓凝作用，
大多数粉煤灰混凝土的初凝与终凝时间较标准混凝土明显地延长。如图1所示。但混凝土凝结时间的影响不如水泥细度、用水量及养护环境条件对混凝土的凝结时间的影响大。
图1 粉煤灰对混凝土凝结时间影响
⑶粉煤灰对胶凝材料流动度的影响
随着水胶比的降低，不掺粉煤灰的水泥胶砂需借助于较多的高效减水剂，才能达到理想流动性，而掺入粒型较好的粉煤灰能明显改善胶砂的流动性，使减水剂的用量大大减少。从改善高性能混凝土工作性能的角度看，放入的粉煤灰越细，混凝土的流动性越好。
⑷粉煤灰对混凝土的水化热的影响
水泥水化作用是一种放热反应，由于放热而使混凝土的温度升高。以粉煤灰替代部分水泥，可大大减少水泥水化热量，从而降低新拌混凝土的绝热温升。粉煤灰含钙量越低，混凝土升温速度就越缓慢。因此，采用大掺量粉煤灰混凝土，在大体积混凝土
中会减少温度引起的混凝土开裂现象如图2。
1.2矿粉
图2 粉煤灰掺量对混凝土水热化的影响
矿粉是炼铁时浮于铁水表面的熔渣，排出时用水急冷所得到的水淬矿粉。矿粉比表面积可达8000cm2有潜在的水硬性能。矿粉的主要化学组成为/g，平均粒径CaO、SiO210um、Al2O3，具和Fe2O3等。一般地说，矿渣掺入混凝土中能够改善混凝土的综合性能。主要列于以下几点：
⑴易于控制流变性，能明显减少坍落度损失，保证混凝土的施工工作性。
⑵显著降低混凝土的水化热。
⑶提高混凝土的强度，抗冻性能良好。
⑷抗冲刷性能、抗碳化性能、抗渗性等耐久性良好。1.3硅灰（硅灰
Silica Fume）是铁合金厂在冶炼硅铁合金或金属硅时，从烟气净化装置中回收的工业烟尘，在袋滤中收集。硅灰平均粒径很小，只有0.11um左右，比表面积高达150000～250000cm2硅灰组成中，含活性SiO～98%，硅灰具有火山灰活性。/g，硅灰对新拌混凝土性能的影响主要体现在以下几个方面：
2约90%⑴加速胶凝材料系统的水化。⑵改善混凝土离析和泌水性能。
⑶提高混凝土的抗渗性、抗化学腐蚀性。⑷增加致密度。
2.化学外加剂——减水剂对混凝土工作性能的影响
减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂两大类，它们的主要作用是：
⑴在不减少单位用水量的情况下，改善新抖混凝土的工作性，提高流动性；
⑵在保持一定工作度下，减少用水量，提高混凝土的强度；⑶在保持一定强度情况下，减少单位水泥用量，节约水泥；⑷改善混凝土抖合物的可泵性以及混凝土的其他物理力学性能。
2.1萘系减水剂是芳香族磺酸盐甲醛缩合物。参入适量的萘系高萘系减水剂
效减水剂量基本上不影响混凝土的凝结时间，引气量低（
2.2聚羧酸系高效减水剂的结构特点是憎水性的主链为脂肪族的聚羧酸高效减水剂
烃类，而亲水性的官能团则是铡链上所连的-SO3H、-COOH、-OH或聚氧烷基烯类EO长侧链[（CH高效减水剂在水泥颗粒表面的吸附量较小，但由于其带有许多支2CH2O）m-R]等。聚羧酸盐系链，可以产生空间位阻效应，因而掺量很低时就可实现较好的塑化效果。与常用的萘系减水剂量相比，聚羧酸系高效减水剂具有掺量低、增强效果好、坍落度保持性好、与水泥适应性更好等特点，适宜配制高强高耐久性混凝土。我国聚羧酸盐系高效减水剂的研究和发展只有几年的时间，2003年年底的调查表明，其用量只占减水剂总用量的2%左右，但其研究和发展的执着很猛，在国内重大工程中的应用正逐渐增多。
结语
掺外加剂的混凝土是对传统混凝土的重大突破，是一种环保型、集约型的新型材料。随着商品混凝土的发展,施工技术的进步,掺外加剂的混凝土不断普及,建筑工程中对掺外加剂混凝土的工作性的要求也越来越高。外加剂的研究和应用对提高混凝土生产和施工工艺水平、促进新型混凝土制品发展的起着事半功倍的作用。
5月中 ·1697·
不同类型外加剂对混凝土工作性能的影响
陈延民
（天津新宇建筑工程有限公司 天津 301600）
引言:
混凝土是一种多相、多孔、非均质的人造复合无机非金属建筑材料，混凝土外加剂定义为是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善混凝土性能的材料，包括化学类外加剂和矿物类外加剂，化学类外加剂的掺量一般小于5%。目前人们通常所指的混凝土外加剂就是化学类外加剂。外加剂是现代混凝土不可缺少的组分之一，成为水泥、砂、石和水以外混凝土的第五组分，是混凝土改性的一种重要方法和技术，掺少量外加剂可以改善新拌混凝土的工作性能，提高硬化混凝土的物理力学性能和耐久性，此外，还可以节约水泥，降低成本，加快工程进度。有些工程技术人员把混凝土外加剂在混凝土中的功效形象地比作食物中的调味素，称其具有“四两拨千斤”的作用。
1.1.1矿物外加剂对混凝土工作性能的影响粉煤灰是由电厂排出的废料，也叫飞灰（粉煤灰
fly ash）,是具有潜在活性的火山灰质粉末材料，其化学成分以SiO2、Al2O3、C及其他金属氧化物为主，从结构上看以硅铝玻璃体为主。粉煤灰中的主要活性成分为Si02和 Al203，两者总和占粉煤灰的60％ 以上。由于电厂燃料煤的来源不同，致使粉煤灰的化学成分因生产厂家的不同而有很大的差异，其潜在的水硬活性以及掺入混凝土中对性能的影响也就无法预测。因此，在选用粉煤灰前要进行检测，对其性能应有充分的了解，以达到较好的使用效果。
粉煤灰对混凝土工作性的影响的主要因素是粉煤灰中大于45am 骨料含量，从而降低胶凝材料所包裹的比表面积；因而，在相同颗粒的比例，粉煤灰置换部分水泥，可以降低砂率，增加粗的用水量下能提高新拌混凝土流动性和提高界面的强度，同时也有利于降低泌水和离析现象的发生。具体表现在下面几个方面：
⑴对混凝土和易性的影响
掺用粉煤灰对新拌混凝土的明显好处是增大了浆体的体积。用粉煤灰取代等质量的水泥，粉煤灰的体积要比水泥约大30%。粉煤灰可以减少浆体集料界面的摩擦，从而改善了新鲜混凝土的和易性。粉煤灰作为水泥的取代材料在同样稠度下会使混凝土的用水量有不同程度的降低，因而掺用粉煤灰对防止新拌混凝土的泌水是有利的。
⑵粉煤灰对混凝土凝结时间的影响一般来说，粉煤灰掺入混凝土中对水泥混凝土具有缓凝作用，
大多数粉煤灰混凝土的初凝与终凝时间较标准混凝土明显地延长。如图1所示。但混凝土凝结时间的影响不如水泥细度、用水量及养护环境条件对混凝土的凝结时间的影响大。
图1 粉煤灰对混凝土凝结时间影响
⑶粉煤灰对胶凝材料流动度的影响
随着水胶比的降低，不掺粉煤灰的水泥胶砂需借助于较多的高效减水剂，才能达到理想流动性，而掺入粒型较好的粉煤灰能明显改善胶砂的流动性，使减水剂的用量大大减少。从改善高性能混凝土工作性能的角度看，放入的粉煤灰越细，混凝土的流动性越好。
⑷粉煤灰对混凝土的水化热的影响
水泥水化作用是一种放热反应，由于放热而使混凝土的温度升高。以粉煤灰替代部分水泥，可大大减少水泥水化热量，从而降低新拌混凝土的绝热温升。粉煤灰含钙量越低，混凝土升温速度就越缓慢。因此，采用大掺量粉煤灰混凝土，在大体积混凝土
中会减少温度引起的混凝土开裂现象如图2。
1.2矿粉
图2 粉煤灰掺量对混凝土水热化的影响
矿粉是炼铁时浮于铁水表面的熔渣，排出时用水急冷所得到的水淬矿粉。矿粉比表面积可达8000cm2有潜在的水硬性能。矿粉的主要化学组成为/g，平均粒径CaO、SiO210um、Al2O3，具和Fe2O3等。一般地说，矿渣掺入混凝土中能够改善混凝土的综合性能。主要列于以下几点：
⑴易于控制流变性，能明显减少坍落度损失，保证混凝土的施工工作性。
⑵显著降低混凝土的水化热。
⑶提高混凝土的强度，抗冻性能良好。
⑷抗冲刷性能、抗碳化性能、抗渗性等耐久性良好。1.3硅灰（硅灰
Silica Fume）是铁合金厂在冶炼硅铁合金或金属硅时，从烟气净化装置中回收的工业烟尘，在袋滤中收集。硅灰平均粒径很小，只有0.11um左右，比表面积高达150000～250000cm2硅灰组成中，含活性SiO～98%，硅灰具有火山灰活性。/g，硅灰对新拌混凝土性能的影响主要体现在以下几个方面：
2约90%⑴加速胶凝材料系统的水化。⑵改善混凝土离析和泌水性能。
⑶提高混凝土的抗渗性、抗化学腐蚀性。⑷增加致密度。
2.化学外加剂——减水剂对混凝土工作性能的影响
减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂两大类，它们的主要作用是：
⑴在不减少单位用水量的情况下，改善新抖混凝土的工作性，提高流动性；
⑵在保持一定工作度下，减少用水量，提高混凝土的强度；⑶在保持一定强度情况下，减少单位水泥用量，节约水泥；⑷改善混凝土抖合物的可泵性以及混凝土的其他物理力学性能。
2.1萘系减水剂是芳香族磺酸盐甲醛缩合物。参入适量的萘系高萘系减水剂
效减水剂量基本上不影响混凝土的凝结时间，引气量低（
2.2聚羧酸系高效减水剂的结构特点是憎水性的主链为脂肪族的聚羧酸高效减水剂
烃类，而亲水性的官能团则是铡链上所连的-SO3H、-COOH、-OH或聚氧烷基烯类EO长侧链[（CH高效减水剂在水泥颗粒表面的吸附量较小，但由于其带有许多支2CH2O）m-R]等。聚羧酸盐系链，可以产生空间位阻效应，因而掺量很低时就可实现较好的塑化效果。与常用的萘系减水剂量相比，聚羧酸系高效减水剂具有掺量低、增强效果好、坍落度保持性好、与水泥适应性更好等特点，适宜配制高强高耐久性混凝土。我国聚羧酸盐系高效减水剂的研究和发展只有几年的时间，2003年年底的调查表明，其用量只占减水剂总用量的2%左右，但其研究和发展的执着很猛，在国内重大工程中的应用正逐渐增多。
结语
掺外加剂的混凝土是对传统混凝土的重大突破，是一种环保型、集约型的新型材料。随着商品混凝土的发展,施工技术的进步,掺外加剂的混凝土不断普及,建筑工程中对掺外加剂混凝土的工作性的要求也越来越高。外加剂的研究和应用对提高混凝土生产和施工工艺水平、促进新型混凝土制品发展的起着事半功倍的作用。