混凝土外加劑的標準定義

　　根椐國際標準化組織ISOTC/SC3對混凝土外加劑的定義如下：

　　在混凝土、砂漿、凈漿拌合時或在額外增加的拌合操作中摻加等于或少于水泥重量5%，使混凝土的正常性能得以按要求改性的一種產(chǎn)品。

　　定義強調(diào)了兩點：

　　第一、是摻量少于或等于水泥重量的5%，這就是說混凝土外加劑的摻量不得大于水泥重量的5%。根椐這一定義，其它摻量大于水泥重量5%的礦物摻合料不可以和外加劑混凝土混為一談。另外兩點還須說明，一是膨脹劑和防凍劑的摻量雖然大于水泥重量的5%，但作為特殊情況已被列入GB8076—87外加劑分類范疇。二是根椐我國現(xiàn)行《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》—JGJ55—2000規(guī)定，用礦物摻合料代替部分水泥用量計算，外加劑的摻量應(yīng)按膠結(jié)材料的總體用量計算。

　　第二、使混凝土的正常性能得以按要求改性的一種產(chǎn)品這句話的真正含義是什么？正常的混凝土性能為什么要改性？結(jié)論只有一個，常態(tài)的混凝土性能，不一定能滿足設(shè)計或施工技術(shù)要求，這就需要或依靠外加劑對混凝土的改性。比如一條馬路需要在澆筑后24小時通車，普通混凝土性能是無法滿足的，但通過緩凝劑的摻入?yún)s完全可以使其實現(xiàn)。再比如，原來使用的一個C30的配合比每立方米混凝土水泥用量為400kg、用水量為200kg、水灰比為0.5、塌落度100mm，現(xiàn)在加入高效減水劑0.6%，在保持水灰比0.5和塌落度 100mm的同等技術(shù)條件下，用水量降為160kg，水泥用量降為320kg，每立方米混凝土可節(jié)約水泥80kg，且大大降低了混凝土的水化熱指數(shù)。通過對定義的學(xué)習(xí)和理解，我們應(yīng)該掌握一個要點，混凝土外加劑的主要功能，就是通過它的摻入可以按要求改變混凝土正常性能，這種改性包括了技術(shù)性能和經(jīng)濟性能兩個方面。

　　混凝土外加劑的生產(chǎn)，是因為混凝土改性的需要，混凝土外加劑的發(fā)展史是和混凝土的發(fā)展史息息相關(guān)的。在某種程度上講，混凝土外加劑在追求自身發(fā)展的過程中，同時也推動了混凝土技術(shù)的發(fā)展。一般國際上公認的混凝土第三次技術(shù)革命——高強混凝土的誕生，其技術(shù)依托重心乃是高效減水劑的重大突破。世界上最早出現(xiàn)的混凝土外加劑應(yīng)推1898年的疏水劑和塑化劑，但到1910年才成為工業(yè)產(chǎn)品。而較大規(guī)模的發(fā)展始于十九世紀三十年代，當時美國以松香樹脂為原料，首先研制出一種AE引氣劑，由于解決了公路路面的抗凍問題曾風(fēng)行一時。到了十九世紀三十年代國外又研制出了以紙漿廢液為主要材料的M系減水劑，這種外加劑在很大程度上改善了混凝土的可塑性，被譽為現(xiàn)代混凝土減水劑的開始。十九世紀六十年代，日本和聯(lián)邦德國先后推出了萘磺酸鹽和三聚氯胺高效減水劑，從此外加劑對混凝土的改性技術(shù)進入了新時期。迄今為止，為滿足高強度、大流態(tài)、保塑好的新型混凝土配制需要，多種被稱為高性能減水劑的產(chǎn)品已逐漸露出頭角。如羥基羧酸鹽復(fù)合性高性能減水劑、高效保塌減水劑、高分子保塌減水劑，這些新型減水劑一般減水率都大于20%，且具有良好的保塑作用。但究其本質(zhì)，主體材料仍為萘磺酸鹽或三聚氯胺樹脂。

　　我國的混凝土外加劑起步較晚，1950年華北窯業(yè)公司研究所研制出我國第一個外加劑產(chǎn)品，即長城牌引氣劑。該產(chǎn)品首次被應(yīng)用于天津飛機場跑道，使混凝土抗凍性、耐蝕性均有所提高，并在武漢長江大橋和其它水利工程中得以應(yīng)用。在以后的二十多年中，我國的外加劑發(fā)展仍十分緩慢，除了個別單位采用紙漿廢液生產(chǎn)低品位的塑化劑，絕大部分工程都不使用減水劑，即使冬季施工防凍劑也都是以氯鹽為主體材料的。直到1973年，受國際建筑技術(shù)和混凝土新型工藝的影響，在我國才推動了高效減水劑的研制和生產(chǎn)。由于染料工業(yè)中的擴散劑被成功的移植到混凝土減水劑行列，從此牽動了以萘及其同系物為主要原料所生產(chǎn)的減水劑獲得迅速發(fā)展。1974—1976年國家建材院研制了以甲基萘、萘殘油為主要原料的MF和建1兩種高效減水劑。清華大學(xué)研制了以萘為原料的NF高效減水劑、天津建材所研制了UNF、武漢冶金建研制了FDN，鑒于萘原料的缺乏，建材院研制了以蒽油為原料的AF減水劑。交航二局研制了以古馬隆樹脂為原料的CRS，與此同時，普通減水劑也獲得了長足的發(fā)展。1975年吉林開山屯化纖廠研制了木質(zhì)素磺酸鈣，廣東制藥 廠也制成了同類產(chǎn)品。普通減水劑和高效減水劑的廣泛生產(chǎn)，使復(fù)合外加劑應(yīng)運而生。針對改變混凝土性能而言，復(fù)合外加劑具有更廣闊的市場背景。各類工程所不同的技術(shù)要求，使復(fù)合生產(chǎn)廠家大有文章可作。據(jù)不完全統(tǒng)計，1973—1987年這十四年間，我國的外加劑廠已從廖廖無幾發(fā)展到150多家，其中80%以上屬復(fù)合廠家。而外加劑品種也從廖廖無幾發(fā)展到16種300多品牌，這標志著我國外加劑行業(yè)已初具規(guī)模并趨于成熟。為了更加強化技術(shù)管理和規(guī)范市場，1987年我國首次頒布了自己的《混凝土外加劑標準》（GB8076—87）；同時頒布的還有《混凝土外加劑的分類、命定和定義》（GB8075—87）；《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》（GB8077—87）。

　　按（GB8075—87）分類，混凝土外加劑按其主要功能可分為四類：

　　1． 改善混凝土拌合物流變性能的外加劑：包括各種減水劉、引氣劑和泵送劑等。

　　2． 調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間，硬化性能的外加劑：包括緩凝劑、早強劑、速凝劑等。 3．改善混凝土耐久性的外加劑：包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。 4．改善混凝土其它性能的外加劑：包括引氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。

　　按（GB8075—87）外加劑的命名和定義，外加劑可分為16個名稱，其各自定義如下：

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　　1． 普通減水劑：在混凝土塌落度基本相同條件下，能減少拌合用水量的外加劑；

　　2． 早強劑：加速混凝土早期強度發(fā)展的外加劑；

　　3． 緩凝劑：延長混凝土凝結(jié)時間的外加劑；

　　4． 引氣劑：在攪拌混凝土過程能引入大量均勻分布，穩(wěn)定而封閉的的微小氣泡的外加劑；

　　5． 高效減水劑：在混凝土塌落基本相同條件下，能大幅度減少拌合物用水量的外加劑；

　　6． 早強減水劑：兼有早強和減水功能的減水劑；

　　7． 緩凝減水劑：兼有緩凝和減水功能的減水劑；

　　8． 引氣減水劑：兼有引氣和減水功能的外加劑；

　　9． 防水劑：能降低混凝土在靜水壓力下的透水性的外加劑；

　　10． 阻銹劑：能抑制或減輕混凝土中鋼筋或其它預(yù)埋金屬銹蝕的外加劑；

　　11． 加氣劑：混凝土制備過程中因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出氣體，能使混凝土形成大量氣孔的外加劑；

　　12． 膨脹劑：能使混凝土體積產(chǎn)生一定膨脹的外加劑；

　　13． 防凍劑：能使混凝土在負溫下硬化，并在規(guī)定時間內(nèi)達到足夠防凍強度的外加劑；

　　14． 著色劑：能制備具有穩(wěn)定色彩混凝土的外加劑；

　　15． 速凝劑：能使混凝土迅速硬化的外加劑；

　　16． 泵送劑：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑。