混凝土外加劑（下）

    （三）引氣劑

    引氣劑是指混凝土在攪拌過程中能引入大量均勻、穩(wěn)定且封閉的微小氣泡的外加劑。氣泡直徑一般為0.02～1.0mm，絕大部分<0.2mm。其作用機理為引氣劑作用于氣－液界面，使表面張力下降，從而形成穩(wěn)定的微細封閉氣孔。常用引氣劑有松香樹脂、烷基苯磺堿鹽、脂肪醇磺酸鹽等等。最常用的為松香熱聚樹脂和松香皂兩種。摻量一般為0.005%～0.01%。嚴防超量摻用，否則將嚴重降低混土強度。當采用高頻振搗時，引氣劑摻量可適當提高。

    1．引氣劑的主要功能。

    （1）改善混凝土拌合物的和易性。在拌合物中，相互封閉的微小氣泡能起到滾珠作用，減小骨料間的摩阻力，從而提高混凝土的流動性。若保持流動性不變，則可減少用水量，一般每增加1%的含氣量可減少用水量6%～10%。由于大量微細氣泡能吸附一層穩(wěn)定的水膜，從而減弱了混凝土的泌水性，故能改善混凝土的保水性和粘聚性。

    （2）提高混凝土耐久性。由于大量的微細氣泡堵塞和隔斷了混凝土中的毛細孔通道，同時由于泌水少，泌水造成的孔縫也減少。因而能大大提高混凝土的抗?jié)B性能。提高抗腐蝕性能和抗風化性能。另一方面，由于連通毛細孔減少，吸水率相應減小，且能緩沖水結冰時引起的內部水壓力，從而使抗凍性大大提高。

    2．引氣劑的應用和注意事項。引氣劑主要應用于具有較高抗?jié)B和抗凍要求的混凝土工程或貧混凝土，提高混凝土耐久性，也可用來改善泵送性。工程上常與減水劑復合使用，或采用復合引氣減水劑。

    由于引氣劑導致混凝土含氣量提高，混凝土有效受力面積減小，故混凝土強度將下降，一般每增加1%含氣量，抗壓強度下降5%左右，抗折強度下降2%～3%。故引氣劑的摻量必須通過含氣量試驗嚴格加以控制，普通混凝土中含氣量的限值可按表4-19控制：

    緩凝劑的主要功能有：

    1．降低大體積混凝土的水化熱和推遲溫峰出現(xiàn)時間，有利于減小混凝土內外溫差引起的應力開裂。

    2．便于夏季施工和連續(xù)澆搗的混凝土，防止出現(xiàn)混凝土施工縫。

    3．便于泵送施工、滑模施工和遠距離運輸。

    4．通常具有減水作用，故亦能提高混凝土后期強度或增加流動性或節(jié)約水泥用量。

    （五）速凝劑

    速凝劑是指能使混凝土迅速硬化的外加劑。一般初凝時間小于5min，終凝時間小于10h，1h內即產生強度，3天強度可達基準混凝土3倍以上，但后期強度一般低于基準混凝土。常用的速凝劑品種有紅星I型、711型、782型和8604型等。

    速凝劑主要用于噴射混凝土和緊急搶修工程、軍事工程、防洪堵水工程等。如礦井、隧道、引水涵洞、地下工程巖壁襯砌、邊坡和基坑支護等等。

    （六）防凍劑

    防凍劑指能使混凝土中水的冰點下降，保證混凝土在負溫下凝結硬化并產生足夠強度的外加劑。絕大部分防凍劑由防凍組分、早強組分、減水組分或引氣劑復合而成，主要適用于冬季負溫條件下的施工。值得說明的一點是，防凍組分本身并不一定能提高硬化混凝土抗凍性。常用防凍劑各類有：

    1．氯鹽類防凍劑：以氯化鈣、氯化鈉為主與其它低溫早強劑、減水劑、引氣劑等復合而成。

    2．氯鹽類阻銹防凍劑：以氯鹽和阻銹劑（亞硝酸鈉、亞硝酸鈣）為主與其它低溫早強劑、減水劑、引氣劑等復合而成。

    3． 氯鹽類防凍劑：以亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽為主要組分。

    4．無氯低堿/無堿類防凍劑：以亞硝酸鈣、CO（NH₂）₂等為主要早強防凍組分，是一種具有較好發(fā)展前景的外加劑。

    （七）膨脹劑

    膨脹劑是指能使混凝土產生一定體積膨脹的外加劑。摻入膨脹劑的目的是補償混凝土自身收縮、干縮和溫度變形，防止混凝土開裂，并提高混凝土的密實性和防水性能。常用膨脹劑品種有硫鋁酸鈣、氧化鈣、氧化鎂、鐵屑膨脹劑和復合膨脹劑。也有采用加氣類膨脹劑，如鋁粉膨脹劑。

    目前建筑工程中膨脹劑的應用越來越多，如地下室底板和側墻混凝土、鋼管混凝土、超長結構混凝土、有防水要求的混凝土工程等等。膨脹劑應用過程中應注意的問題：

    1． 格按照規(guī)定摻量摻加。摻量過低膨脹率小，起不到補償收縮作用；摻量過高則會破壞混凝土結構。

    2．摻膨脹劑混凝土應加強養(yǎng)護。尤其是早期養(yǎng)護，以保證充分發(fā)揮膨脹劑的補償收縮作用，澆水養(yǎng)護時間不得少于14天。如果不能保證充分潮濕養(yǎng)護，有可能產生比不摻膨脹劑更大的收縮，導致混凝土開裂。

    （八） 加氣劑

    以化學反應的方法引入大量封閉氣泡，用以調節(jié)混凝土的含氣量和表觀密度，也可以用來生產輕混凝土。常用的加氣劑有：

    1．H₂釋放型加氣劑：主要是較活潑的金屬Al、Mg、Zn等在堿性條件下與水反應放出H₂氣。

    2．O₂釋放型加氣劑：H₂O₂在氧化劑Ca（ClO）₂、KMnO₄等作用下放出O₂氣。

    3．N₂釋放型加氣劑：主要是分子中含有N-N鍵的化合物，如偶氮類或肼類化合物在活化劑如鋁酸鹽、銅鹽的作用下釋放出N2氣。

    4．C₂H₂釋放型加氣劑：碳化鈣與水反應生成乙炔氣體。

    5．空氣釋放型加氣劑：通過30目篩的流化焦或活性炭在混凝土拌制過程中逐漸釋放吸附的空氣。

    6．高聚物型加氣劑：異丁烯-馬來酸酐共聚物的Mg鹽、天然高分子物質（如水解蛋白質和適量增稠劑），配成水溶液，用發(fā)泡機制得密度為0.1～0.2kg/L的泡沫，引入水泥砂漿或混凝土中，硬化后即得輕質砂漿或混凝土。

    綜合考慮引氣質量、可控制性和經濟因素，實際工程中以Al粉較常用。

    （九） 絮凝劑

    絮凝劑主要用以提高混凝土的粘聚性和保水性，使混凝土即使受到水的沖刷，水泥和集料也不離析分散。因此，這種混凝土又稱為抗沖刷混凝土或水下不分散混凝土，適用于水下施工。常用的品種有：

    1． 纖維素系：主要是非離子型水溶性纖維素醚，如親水性強的羥基纖維素（HEC）、羥乙基甲基纖維素（HEMC）和羥丙基甲基纖維素（PHMC）等。它們的料度隨分子量及取代基團的不同而不同。

    2． 丙烯基系：以聚丙烯酰胺為主要成分。絮凝劑常與其它外加劑復合使用。如與減水劑復合、與引氣劑復合、與調凝劑復合等。

    （十） 減縮劑

    日本日產水泥公司和Sanyo化學工業(yè)公司于1982年首先研制成混凝土減縮劑（shrinkages reducing agent）。隨后美國在1985年獲得混凝土減縮劑的專利，在實際應用中取得了極其良好的技術效果。特別是對減小混凝土的自收縮具有很強的針對性。多年來，為了降低減縮劑的成本和改善混凝土的綜合性能，對減縮劑的組成及復配技術開展了大量研究，并獲得了多項專利。

    減縮劑的主要作用機理是降低混凝土孔隙水的表面張力，從而減小毛細孔失水時產生的收縮應力。另一方面，減縮劑增強了水分子在凝膠體中的吸附作用，進一步減小混凝土的最終收縮值。根據(jù)毛細管強力理論，毛細孔失水時引起的收縮應力可由下式表示：
   
    式中 ΔP—毛細孔水凹液面產生的收縮應力；MPa；σ—水的表面張力；θ--水凹液面與毛細孔壁的接觸角；r—毛細孔半徑。

    顯而易見，在一定的毛細孔半徑時，水的表面張力下降，將直接降低由毛細減小孔失水時產生的收縮應力。另一方面，由水和減縮劑組成的溶液粘度增加，使得接觸角θ增大，即cosθ減小，從而進一步降低混凝土的收縮應力。

    由減縮劑的作用機理可知，在原材料和配合比一定時，減縮率是一個相對穩(wěn)定值，施工養(yǎng)護和環(huán)境條件對混凝土的減縮率影響較小。亦即當養(yǎng)護條件差或空氣相對濕度小、風速大，混凝土的收縮增大時，由于減縮率基本一定，故其降低收縮的絕對值也增加。反之亦然。

    此外，減縮劑幾乎沒有水泥適應性問題，這是因為減縮劑是通過水的物理過程起作用的，與水泥的礦物組成和摻合料等無關，且與其它混凝土外加劑有良好的相容性。隨著我國經濟基礎的加強，特別是混凝土工程裂縫控制的迫切需要，以及減縮劑研究技術和產品性能的進一步提高，減縮劑這一新材料定將得到越來越廣泛的應用。

    （十一）、養(yǎng)護劑

    養(yǎng)護劑又稱混凝土養(yǎng)生液，其主要作用是涂敷于混凝土表面，形成一層致密的薄膜，使混凝土表面與空氣隔絕，防止水分蒸發(fā)，使混凝土利用自身水分最大限度地完成水化的外加劑。按主要成膜物質分為三大類：

    1．無機物類：主要成分為水玻璃及硅溶膠。此類養(yǎng)護劑深敷于混凝土表面，能與水泥的水化產物氫氧化鈣反應生成致密的硅酸鈣，堵塞混凝土表面水分的蒸發(fā)孔道而達到加強養(yǎng)護的作用。

    2．有機物類：主要乳化石蠟類和氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液類等。此類養(yǎng)護劑敷于混凝土表面，基本上不與混凝土組分發(fā)生反應，而是在混凝土表面形成連續(xù)的不透水薄膜，起到保水和養(yǎng)護的作用。

    3．有機、無機復合類：主要由有機高分子材料（如氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇樹脂等）與無機材料（如水玻璃、硅溶膠等）及其它表面活性劑復合而成。

    （十二）、阻銹劑

    阻銹劑是指能抑制或減輕混凝土中鋼筋或其它預埋金屬銹蝕的外加劑。鋼筋或金屬預埋件的銹蝕與其表面保護膜的情況有關?；炷翂A度高，埋入的金屬表面形成鈍化膜，有效地抑制鋼筋銹蝕。若混凝土中存在氯化物，會破壞鈍化膜，加速鋼筋銹蝕。加入適宜的阻銹劑可以有效地防止銹蝕的發(fā)生或減緩銹蝕的速度。常用的種類有：

    1．陽離子型阻銹劑：以亞硝酸鹽、鉻酸鹽、苯甲酸鹽為主要成分。其特點是具有接受電子的能力，能抑制陽極反應。

    2．離子型阻銹劑：以碳酸鈉和氫氧化鈉等堿性物質為主要成分。其特點是陰離子為強的質子受體，它們通過提高溶液pH值，降低Fe離子的溶解度而減緩陽極反應或在陰極區(qū)形成難溶性被復膜而抑制反應。

    3．復合型阻銹劑：如硫代羥基苯胺。其特點是分子結構中具有兩個或更多的定位基團，既可作為電子授體，又可作為電子受體，兼具以上兩種阻銹劑的性質，能夠同時影響陰陽極反應。因此，它不僅能抑制氯化物侵蝕，而且能抑制金屬表面上微電池反應引起的銹蝕也很有效。

    （十三）、泵送劑

    能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑稱為泵送劑。所謂泵送性，是指混凝土拌合物具有能順利通過輸送管道、不阻塞、不離析、料塑性良好的性能。泵送劑是流化劑中的一種，它除了能大大提高拌合物流動性以外，還能使?jié)櫾?0～180min時間內保持其流動性，剩余坍落度應不小于原始的55%。此外，它不是緩凝劑，緩凝時間不宜超過120min（特殊情況除外）。

    （十四） 脫模劑

    用于減小混凝土與模板粘著力，易于使二者脫離而不損壞混凝土或滲入混凝土內的外加劑。國內常用的脫模劑主要有下列幾種：

    1．海藻酸鈉1.5kg，滑石粉20kg，洗衣粉1.5kg，水80kg，將海藻酸鈉先浸泡2～3天，再與其它材料混合，調制成白色脫模劑。常用于涂刷鋼模。缺點是每涂一次不能多次使用，在冬季、雨季施工時，缺少防凍、防雨的有效措施。

    2．乳化機油（又名皂化石油）50%～55%，水（60～80℃）40%～45%，脂肪酸（油酸、硬脂酸或棕櫚脂酸）1.5%～2.5%，石油產物（煤油或汽油）2.5%，磷酸（85%濃度） 0.01%，苛性鉀0.02%，按上述重量比，先將乳化機油加熱到50～60℃，并將硬脂酸稍加粉碎，然后倒入已加熱的乳化機油中，加以攪拌，使其溶解（硬脂酸溶點為50～60℃）。

混凝土外加劑（上）