(1)什么是混凝土外加剂?其特点是什么?
混凝土外加剂是在混凝土搅拌前或搅拌过程中掺入的、用量不超过水泥质量5%(特殊功能外加剂除外)的化学物质。其核心特点是“少量掺入,显著优化性能”——无需大幅调整混凝土配合比,即可改善工作性、调节凝结时间、提升耐久性或降低成本,是现代混凝土(尤其是泵送、高强度混凝土)不可或缺的组分。
(2)混凝土外加剂主要分哪几类?各自的作用是什么?
按功能可分为五大类,核心作用与应用场景明确:
1)改善工作性类。以减水剂为代表,可在保持坍落度不变时减少用水量(减水率10%~35%),或在用水量不变时大幅提高流动性,解决泵送混凝土、大体积混凝土的浇筑难题。
2)调节凝结时间类。包括早强剂(缩短凝结时间,加速强度增长,用于冬季施工、紧急抢修)和缓凝剂(延长凝结时间,避免高温施工中混凝土过早凝固,用于大体积混凝土、长距离运输)。
3)提升耐久性类。如引气剂(引入微小封闭气泡,提高抗冻性,用于严寒地区工程)、阻锈剂(抑制钢筋锈蚀,用于沿海、化工腐蚀环境)、防水剂(减少孔隙,提升抗渗性,用于地下室、水池)。
4)改善体积稳定性类。如膨胀剂(补偿混凝土收缩,减少裂缝,用于防水工程、后浇带)、抗裂剂(抑制干缩裂缝,用于楼板、墙体)。
5)特殊功能类。如速凝剂(10~30分钟初凝,用于喷射混凝土、隧道支护)、着色剂(赋予混凝土颜色,用于装饰混凝土)。
(3)怎么根据混凝土强度等级选减水剂?
减水剂选型需匹配混凝土强度需求,核心看“减水率”和“坍落度保持性”:
1)低强度混凝土(C15~C25)。可选普通减水剂(减水率10%~15%)或高效减水剂(萘系,减水率15%~25%),满足基本流动性即可,控制成本。
2)中高强度混凝土(C30~C60)。优先选聚羧酸系高性能减水剂(减水率25%~35%),兼顾流动性和强度提升,避免水泥用量过高导致水化热过大。
3)超高强度混凝土(C65及以上)。需选高减水率聚羧酸系减水剂(减水率≥30%),配合硅灰等掺合料,降低水胶比(≤0.25),确保密实度和强度。
(4)冬季和夏季施工,该怎么选调节凝结时间的外加剂?
需根据环境温度调整,核心是“避免受冻”或“避免过早凝固”:
1)冬季施工(环境温度≤5℃)。优先选早强剂(如氯化钙、硫酸钠类),缩短初凝时间(从10小时缩短至4~6小时),加速早期强度增长(3天强度达设计70%以上),避免混凝土在强度未达0.5MPa前受冻;若需进一步提升抗冻性,可搭配引气剂(含气量控制在4%~6%)。
2)夏季施工(环境温度≥30℃)。必须选缓凝剂(如葡萄糖酸钠、柠檬酸类),延长初凝时间(从6小时延长至10~12小时),防止混凝土在运输、浇筑过程中过早凝固(坍落度损失过快);若为泵送混凝土,可选用“缓凝保坍型减水剂”,同时解决流动性和凝结时间问题。
(5)混凝土外加剂掺量越多越好吗?为什么?
绝对不是。外加剂掺量需严格按配合比设计执行,过量掺加会引发严重质量问题:
1)减水剂过量。混凝土坍落度过大(如超过200mm),出现骨料离析、泌水,表面形成疏松浮浆层,抗压强度降低10%~20%,还可能导致钢筋外露。
2)早强剂过量。混凝土凝结过快(如1小时内初凝),无法振捣密实,内部产生空隙,且早期强度过高易引发收缩裂缝。
3)缓凝剂过量。混凝土凝结时间过长(如超过48小时),影响后续施工(如拆模、绑扎钢筋),且早期强度过低(3天强度不足设计30%),易受雨水、荷载破坏。
4)引气剂过量。混凝土含气量超过8%,每增加1%含气量,抗压强度降低5%~7%,同时弹性模量下降,影响结构承载能力。
(6)外加剂为什么不能直接以干粉形式掺入混凝土?
直接掺干粉会导致“分散不均”,严重影响效果甚至产生质量隐患:
1)干粉易结块,无法与水泥、骨料均匀混合,形成局部“外加剂富集区”(如减水剂结块处坍落度过大,缓凝剂结块处长期不凝固),导致混凝土性能不均;
2)部分外加剂(如速凝剂、早强剂)干粉与水泥接触时易快速反应,产生局部发热、结块,影响混凝土和易性;
3)正确做法:将外加剂先溶解为水溶液(浓度按产品说明控制,通常为10%~30%),再通过搅拌站计量系统均匀掺入,确保每立方米混凝土中外加剂用量精准(误差≤±2%)。
(7)外加剂的掺加顺序对混凝土性能有影响吗?该怎么确定掺加顺序?
有显著影响,不当顺序会降低外加剂效果或导致混凝土离析,需根据外加剂类型确定:
1)减水剂(尤其是聚羧酸系)。推荐“后掺法”(水泥、骨料、水先搅拌30秒,再加入减水剂搅拌60秒),可提高减水率5%~10%,减少坍落度损失;避免“先掺法”(外加剂与水先混合再加入骨料),易导致水泥颗粒过早分散,坍落度损失加快。
2)早强剂/缓凝剂。推荐“同掺法”(与水、骨料、水泥同时加入),确保均匀分散,避免局部浓度过高;
3)引气剂。推荐“中间掺法”(水泥、骨料先搅拌15秒,加入引气剂水溶液搅拌30秒,再加水搅拌30秒),可使气泡更均匀(气泡直径0.05~0.2mm占比≥80%),提升抗冻效果。
4)现场搅拌时,若条件有限,可简化为“水+外加剂先混合,再与骨料、水泥搅拌”,但需延长搅拌时间(总搅拌时间≥90秒),确保均匀。
(8)掺入外加剂后,混凝土坍落度损失过快(1小时内损失超50mm)?怎么解决?
主要原因与解决办法对应如下:
常见原因解决办法
1)减水剂类型不适配(如普通萘系减水剂,保坍性差)更换为“缓凝保坍型聚羧酸减水剂”,保坍时间可延长至2小时以上。
2)水泥与外加剂不相容(如水泥中C3A含量过高,吸附减水剂)1.掺入粉煤灰/矿渣粉(替代20%~30%水泥),减少C3A吸附;2.调整外加剂配方(增加保坍组分)。
3)环境温度过高(≥35℃),水分蒸发快:1.降低混凝土入模温度(骨料洒水降温、用冰水拌合);2.延长搅拌时间,或在运输过程中覆盖遮阳布。
4)外加剂掺量不足按配合比微调掺量(每次增加0.1%水泥质量),但不得超过推荐最大掺量。
(9)掺入外加剂后混凝土强度反而降低,可能是什么问题?
需从“外加剂类型、掺量、适配性”三方面排查:
原因1:引气剂掺量过高,含气量超过8%→解决:降低引气剂掺量,控制含气量在4%~6%(抗冻工程)或2%~3%(普通工程);
原因2:减水剂过量导致离析、泌水,内部形成孔隙→解决:按配合比减少减水剂掺量,重新检测坍落度(控制在设计值±20mm内);
原因3:外加剂与水泥不相容,如缓凝剂过量导致水化反应停滞→解决:更换外加剂品牌(选择与水泥适配的产品,优先选用大厂“水泥~外加剂适配报告”认证的产品);
原因4:使用了含氯盐的早强剂(如氯化钙),导致钢筋锈蚀膨胀,破坏混凝土结构→解决:禁用氯盐早强剂,改用无氯早强剂(如硫酸钠类),并检测钢筋锈蚀情况。
(10)如何判断外加剂质量是否合格?进场时需要做哪些检验?
判断外加剂质量需“查资料+做试验”,进场检验核心步骤:
1)资料核查。检查产品合格证、出厂检验报告,重点看“减水率、凝结时间差、含气量、抗压强度比”等指标是否符合国家标准(如《混凝土外加剂》GB8076)。
2)外观检验。液体外加剂应为均匀透明或淡黄色液体,无沉淀、分层;粉末外加剂应为均匀粉末,无结块;若出现沉淀,需检测沉淀是否可溶解(溶解后不影响性能则合格)。
3)性能抽检。每批次随机取样,送试验室检测关键指标(按工程需求选择):
减水剂:检测减水率(≥设计值90%)、28天抗压强度比(≥100%);
缓凝剂:检测初凝时间差(≥设计延长时间80%);
引气剂:检测含气量(±1%设计值)、抗冻融循环次数(≥设计要求)。
4)适配性试验。用工程实际使用的水泥、骨料,与外加剂按配合比拌制混凝土,检测坍落度、凝结时间、强度,确保适配性合格(避免“试验室合格,现场不合格”)。
(11)冬季施工用早强剂,混凝土表面出现“白霜”,是什么原因?影响质量吗?
“白霜”是早强剂中的可溶性盐(如硫酸钠、硝酸钙)随水分迁移至表面,水分蒸发后析出的结晶,需分情况判断影响:
1)轻微白霜(表面薄薄一层,无起砂):不影响内部强度,仅影响外观,可在混凝土硬化后用清水冲洗表面,或涂刷界面剂覆盖;
2)严重白霜(表面起砂、剥落):说明早强剂掺量过高或养护不足,可溶性盐大量迁移,导致表面层水泥水化不充分,表层强度降低(可能不足内部强度50%),需处理:
1.剔除表面起砂层(深度≥5mm);
2.涂刷水泥净浆(掺5%聚羧酸减水剂);
3.覆盖养护7天,确保表层强度达标;
3)预防措施。控制早强剂掺量(≤水泥质量3%),浇筑后及时覆盖保湿(避免水分快速蒸发导致盐分析出),优先选用“无氯低碱早强剂”(如氨基磺酸系),减少白霜产生。
(12)高性能混凝土(C60及以上)选用外加剂有什么特殊要求?
高性能混凝土对外加剂的“减水率、保坍性、相容性”要求更高,需满足:
1)减水率≥30%。选用聚羧酸系高性能减水剂(最好是“缓释型”),降低水胶比至0.22~0.28,确保密实度。
2)保坍性好。1.5小时坍落度损失≤30mm,避免运输、浇筑过程中流动性不足。
3)相容性优。与水泥、硅灰、矿渣粉等掺合料适配,无异常凝结、离析。
4)不含有害成分。氯离子含量≤0.1%(以外加剂干物质计),碱含量≤10%,避免引发钢筋锈蚀或碱~骨料反应。
推荐选择“定制化外加剂”:由外加剂厂家根据混凝土配合比(水泥品牌、掺合料类型)调整配方,确保性能最优。
(13)外加剂储存不当会影响性能吗?正确的储存方法是什么?
会严重影响性能,不同形态外加剂储存要求不同:
液体外加剂:
1)储存在塑料或不锈钢储罐中(避免铁制储罐,防止生锈污染)。
2)环境温度5~35℃,低于0℃时需采取保温措施(如储罐外包裹岩棉被),防止结冰(结冰会破坏外加剂分子结构,解冻后性能下降50%以上)。
3)储存期≤6个月,定期搅拌(每周1次),防止分层;若出现分层,需检测上层清液性能,合格后方可使用。
粉末外加剂:
1)储存在干燥、通风的仓库中,地面垫高30cm(避免受潮)。
2)用密封袋包装,开封后需立即使用,未用完部分需扎紧袋口;
3)若出现结块,需粉碎后检测溶解度(完全溶解且性能达标可使用,否则报废)。
严禁不同类型外加剂混合储存(如减水剂与速凝剂混合,会发生化学反应,导致失效),储存区需张贴明显标识,避免错用。