近年來，中國建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，相關建筑材料行業(yè)也隨之興起。為了在激烈的市場競爭中贏得一席之地，建筑材料行業(yè)的制造商增加了科研投入，越來越多的新型建筑材料涌現(xiàn)出來并受到青睞。作為建筑工程中最為常用的原材料之一，混凝土外加劑對建筑結構的質量具有重大影響。基于此，分析外加劑在混凝土中的作用原理及其應用，對整個建筑工程項目而言具有重要的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　混凝土外加劑的類型

　　根據(jù)其化學成分和作用不同，混凝土外加劑可分為如下類型：

　　減水劑。主要包括高效減水劑、早強減水劑、普通減水劑等，可增加混凝土流動性，提高混凝土和易性。

　　早強劑。可提高混凝土的早期強度，縮短養(yǎng)護時間，減少水泥用量。

　　防凍劑。尿素、氯化鈉等均屬于防凍劑，主要作用是降低混凝土的凍結溫度，促進零度以下混凝土的強度增長。

　　速凝劑。如水玻璃溶液、鋁酸鈉等，可加速水泥的水化反應，促進混凝土的快速凝結和硬化。

　　緩凝劑。可降低水化熱，將混凝土的凝結時間延長，如酒石酸、石膏等。

　　引氣劑。可提高混凝土的抗凍性和耐久性，在混凝土中引入大量均勻閉合的微氣泡，可以提高混凝土的和易性，如脂肪醇等。

　　消泡劑。主要包括磷酸樹脂、有機硅等，功能主要體現(xiàn)在抑制或消除混凝土中過多的有害氣泡上。

　　膨脹劑。在混凝土硬化過程中，體積膨脹可以用來補償混凝土的適當收縮，如氧化鎂、石膏等。

　　防水劑。可增加混凝土的密實度和抗?jié)B性，促進水泥凝結，提高強度，如瀝青乳液、松香等。

　　混凝土外加劑的作用

　　各種類型的外加劑都有其特殊的功能，這決定了其在混凝土施工中所發(fā)揮的作用也不盡相同，具體分析如下。

　　1.對新拌混凝土工作性能的作用。目前，國內(nèi)外對摻加外加劑的水泥漿體和新拌混凝土流變性的研究大多集中在流動性和坍落度及其隨時間的損失上。漿液凝結后，性能良好的增塑劑和外加劑通過攪拌(加水后2～3h內(nèi))幾乎可以保持初始流動性或坍落度。這種現(xiàn)象也屬于觸變性，一些漿料可以在很長一段時間內(nèi)從凝聚態(tài)轉變?yōu)槟z體態(tài)。

　　2.對混凝土強度的作用。不同的外加劑對混凝土的強度和后期強度有不同的影響。速凝劑類外加劑可以使混凝土立即凝結硬化，產(chǎn)生一定的強度。在強激發(fā)劑作用下，所產(chǎn)生的水泥水化產(chǎn)物與正常條件下的水化產(chǎn)物有顯著差異。后期水泥漿的強度很少增加，甚至出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。無機鹽對混凝土強度的影響，就像其對水泥水化的影響一樣，相應的水化產(chǎn)物使硬化后的水泥漿體達到更高的早期強度，而后期強度仍隨著水化過程而增加。

　　3.對水泥混凝土耐久性的作用。外加劑成分不同對混凝土耐久性的影響也不同。減水劑可以提高混凝土的密實性、抗?jié)B性、抗凍性和耐腐蝕性，但同時也降低了混凝土的耐久性。引氣劑引入了大量細小均勻的氣泡，隔離了混凝土中的連接孔隙，增加了混凝土體積變形的空間，提高了混凝土的防凍融能力。然而，隨著孔隙率的顯著增加，混凝土的抗?jié)B能力降低。防銹劑防止鋼筋在混凝土中腐蝕，并提高了其耐久性。

　　外加劑在混凝土中的作用原理

　　1.引氣劑作用原理。適時適量添加引氣劑可以調整混凝土攪拌性能，有效解決施工現(xiàn)場澆筑過程中混凝土流動性不足的問題。引氣劑的化學成分是含有陰離子的表面活性劑。混凝土攪拌過程中，因加入了引氣劑，由表面活性劑引入的大量小氣泡會均勻地分散在混凝土內(nèi)部，引氣劑便會在此時溶解于水中并發(fā)生化學反應，形成穩(wěn)定的液相膜，增加了液體與外部空氣之間的接觸面積，這些氣泡可大大提高混凝土的工作性能。

　　2.緩凝劑的作用原理。緩凝劑有無機緩凝劑和有機緩凝劑2種類型。2種類型的緩凝劑中，有機緩凝劑在市場上更為常見，將其加入混凝土中后，兩者會直接發(fā)生化學反應，并在水泥顆粒表面形成具有相同電荷的親水膜，阻礙水泥顆粒之間的融合和固化。無機緩凝劑與有機緩凝劑的作用原理略有不同，將無機緩凝劑加入混凝土中后，水泥顆粒表面形成了一層難以融合的化學分子膜，減少了水泥產(chǎn)生的初始水化熱，延長了水泥的正常水化和硬化時間，確保混凝土的現(xiàn)場攪拌時間充裕，以保持其澆筑時的塑性。緩凝劑的使用有明顯的季節(jié)限制，通常被用于炎熱的夏季。在大體積混凝土施工中，應注意控制緩凝劑的摻量，緩凝劑的加入直接影響混凝土的早期強度。

　　3.早強劑的作用原理。早強劑的品種眾多，即使是同品種早強劑，加入不同種類混凝土中所產(chǎn)生的化學反應也是不同的。以硫酸類早強劑為例，當Na2SO4直接溶解在水中時，在水泥攪拌水的化學作用下可產(chǎn)生Ca(OH)2，生成新的CaO和CaSO4。反應后，生成的CaSO4化學活性良好，水泥中Ca4Al6SO16的含量增加，水泥凝結時間縮短，更有利于混凝土達到所要求的早期強度。

　　4.復合膨脹劑的作用原理。在混凝土中加入適量復合膨脹劑，鈣礬石晶體與水泥中的礦物發(fā)生反應，由于礦物質反應需要消耗大量的Ca(OH)2，隨著Ca(OH)2含量減少，混凝土內(nèi)的化學成分會發(fā)生變化，SO2含量增加，Ca2含量降低，增加了混凝土中C3S顆粒與水的接觸。生成的水化產(chǎn)物C-S-H凝膠被填充到混凝土礦物結構骨架中，迅速提高混凝土的早期強度，增加水泥的內(nèi)部體積，化學反應一定時間后，強度相對穩(wěn)定。但需要注意的是，復合膨脹劑的用量十分講究，應適量采用，不可過量使用，否則會導致膨脹應力遠大于混凝土結構的承載力，從而導致裂縫出現(xiàn)，進而影響混凝土結構的質量。

　　5.減水劑的作用原理。減水劑的表面具有良好的活性物質，在活性物質化學作用下，混凝土中的水泥顆粒被減水劑吸附，從而產(chǎn)生相同種類的電荷，使水泥顆粒逐漸分離，水泥和水之間的表面張力降低。此時包裹在水泥顆粒中的水被釋放出來充分反應，最終在保持強度不變的情況下減少水泥或水用量。

　　外加劑在工程中的應用分析

　　混凝土外加劑在中國不斷發(fā)展，并逐漸發(fā)展成為復合外加劑。合理使用混凝土外加劑可以提高混凝土的原有性能，使其在工程中的應用更加穩(wěn)定。目前，市場上出現(xiàn)了各種類型的混凝土外加劑，它們已成為實際施工中不可或缺的重要組成部分。隨著城市化進程的逐步加快，建筑數(shù)量和規(guī)模逐步擴大，混凝土外加劑的作用將更加重要和關鍵，對其需求量也必定會逐年增加。

　　1.在降低成本方面的應用。混凝土作為一種建筑材料，由骨料、膠合材料和水按一定比例混合而成。通常膠合材料利用的是水泥，水泥在混凝土中的比例相對較大，成本相對較高。為了滿足混凝土對強度的要求，必須對膠合材料提出更高的要求。在混凝土中適當添加混凝土外加劑可以減少水泥的添加和其他輔助材料的使用。根據(jù)標準規(guī)定和項目實際需要使用混凝土外加劑不會對施工產(chǎn)生影響。在此基礎上，還可以降低水泥等輔助材料的成本，節(jié)約資源，為施工提供更多便利，促進后續(xù)施工的順利進行。由此可見，適當使用混凝土外加劑可以達到雙贏的效果。

　　2.在改善混凝土性能方面的應用。提高混凝土性能是混凝土外加劑的主要作用。應用混凝土時，應根據(jù)實際施工需要和施工工藝進行選擇。一般情況下，為了進一步保證混凝土澆筑的流動性和連續(xù)性，有必要明確分層澆筑時上下層混凝土的澆筑與時間之間的關系。如果上層混凝土是在下層混凝土凝固后澆筑的，則整體附著力會有顯著差異，極有可能對工程質量構成威脅。因此，澆筑時間相對難以控制，但在混凝土中加入適量的緩凝劑可以合理控制時間，減緩混凝土的初凝時間。特別是對于大型混凝土澆筑工程，合理使用混凝土外加劑意義重大，不僅施工效果更好，其性價比也更高。

　　3.在改善施工方面的應用。在項目建設過程中，施工進度是一個至關重要的問題，對整個項目都有一定的影響。確保工程施工按照標準規(guī)定完成，不僅可降低成本，而且可確保施工質量滿足實際需求。合理使用混凝土外加劑可以促進施工期施工速度的提高，確保工期符合要求。早強劑是一種應用廣泛的混凝土外加劑，在混凝土澆筑中的應用可以提高其早期強度。特別是對于預應力混凝土，添加早強劑可以促進其早期強度的提高，縮短預應力應用時間，提高施工速度。早強劑在當前的建筑工程中已被廣泛應用于混凝土結構中，其效果越來越明顯。此外，在中國寒冷和高寒地區(qū)，混凝土外加劑還可以增強混凝土的抗凍性和防凍能力，保證建筑工程質量，逐步延長建筑物的使用壽命。

　　外加劑的發(fā)展趨勢分析

　　目前，混凝土外加劑在混凝土結構中發(fā)揮了重要作用，不僅提高了建筑物的質量，而且延長了其使用壽命。隨著社會的不斷發(fā)展，混凝土技術和混凝土外加劑技術也將更加成熟，使混凝土外加劑在未來發(fā)揮更大的作用。根據(jù)目前的情況，未來混凝土外加劑的發(fā)展趨勢主要包括以下幾個方面。

　　1.復合型外加劑逐漸代替單一型外加劑。應用混凝土外加劑的主要目的是在保持混凝土原有性能的同時提高其他性能。目前市場上的混凝土外加劑大多是單一型外加劑，只能改善混凝土的某一特性，不能在其他方面發(fā)揮顯著作用。復合外加劑則完全不同，它們可以發(fā)揮更多的作用，提高混凝土的整體性能，并徹底消除單一外加劑的不利影響，更好促進混凝土性能的提升。由此可見，復合外加劑將是未來發(fā)展的趨勢。目前中國已經(jīng)推出了復合外加劑產(chǎn)品，隨著經(jīng)濟和技術的進一步發(fā)展，未來仍需要不斷探索和研究，推陳出新，以更好地提升建筑工程的質量和強度。

　　2.外加劑制造原料的多樣化發(fā)展。混凝土外加劑是一種可以提高混凝土性能的物質，目前混凝土外加劑及其生產(chǎn)材料種類繁多。在建筑業(yè)不斷發(fā)展的過程中，工業(yè)垃圾和環(huán)境污染已成為影響人們生活和工作的主要因素。這些工業(yè)廢料可用于混凝土外加劑的生產(chǎn)，既節(jié)能環(huán)保，又能使混凝土外加劑朝著多樣化的方向發(fā)展，降低制造成本。目前，許多國家都加強了這方面的研究和嘗試，結果也能達到預期要求。因此，中國在進行這方面的研究時，可以借鑒經(jīng)驗，結合實際進行整改和創(chuàng)新。

　　3.無腐蝕型外加劑的發(fā)展。在混凝土結構中，鋼筋銹蝕一直是一個難以解決的問題，直接影響建筑工程的質量和使用壽命。一般情況下，為了避免或減緩鋼筋腐蝕，在混凝土攪拌過程中會添加少量氯化物。以前的混凝土外加劑中氯化物含量高，這對鋼筋的腐蝕產(chǎn)生了巨大的影響，加劇了腐蝕問題。因此，開發(fā)無腐蝕型外加劑是今后發(fā)展的主要方向和重點。

　　結束語

　　綜上所述，混凝土外加劑種類繁多、用量少、改善能力強，其在工程建設和生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，外加劑的研究與應用促進了混凝土施工技術的發(fā)展。(童炳豐)