首页「鼎汇注册」平台登录引言：在各种分散混凝土水化热及延长混凝土初凝时间的各种措施中，添加混凝土缓凝剂可以有效的的达到目的，并有诸多优点，保证混凝土质量的同时对混凝土后期强度无明显影响。目前混凝土缓凝剂的使用机会也越来越多，对工程建设有很大的积极意义。

　　缓凝剂，是指延缓混凝土凝结时间而对后期强度无明显影响的外加剂（2005年中华人名共和国物质行业标准WB/T1023-2005标准出台，对缓凝剂的定义是：能够延缓菱镁胶凝制品凝结时间的外加剂），其主要成分主要是羟基化合物、羟基羧酸盐及其衍生物、高糖木质素磺酸盐，因其兼有减水的作用，也称为缓凝减水剂。此外一些无机盐如氯化锌、硼酸盐，各种磷酸盐也有缓凝的功效。其主要适用于高温下连续浇筑混凝土、大体积混凝土、预制混凝土和泵送混凝土，其掺量多为水泥用量的0.1%～1%。

　　① 它可以降低混凝土制品的水化热的释放速率。众所周知，混凝土早期强度发展与混凝土裂缝的产生有很密切的关系。早期水化太快，温度变化太快容易使混凝土出现裂缝，特别是大体积混凝土，由于混凝土内部温度升高不易散发而造成内外温差较大，从而导致混凝土裂缝的产生，大大的影响到了混凝土的质量。混凝土缓凝剂就可以有效的改善这一状况，它可以抑制水化热的放热速率，减慢放热心率和降低热峰，有效的防治了混凝土早期裂缝的产生。

　　② 它可以降低混凝土塌落度损失。通过实践表明，使用含有柠檬、三聚磷酸钠、蔗糖等成分的缓凝剂，它们能显著的延长混凝土的初凝时间，同时混凝土初凝、终凝的时间间隔也较短，既降低了混凝度塌落度损失，又不影响混凝土早期强度的增长。具有很好的适用价值，在现在混凝土施工中使用的机会也越来越多。

　　③ 对强度的影响。从强度发展来看，掺入混凝剂的混凝土早期强度比未掺的要低，特别是1d,3d。但一般到7d之后两者会逐渐趋于平稳，而且掺入缓凝剂的还要略有提高。此外，随着混凝剂掺入梁的增大，早期强度降低的更多，强度提高需要的时间也更长。但如果超掺，混凝土凝结时间过长，则会由于水分的蒸发及散失会对混凝土强度造成永久性不可恢复的影响。

　　3、 缓凝剂的选用。缓凝剂虽然有诸多优点，但因水泥品种选用的不同、混凝土配合比及用水量的不同，需选用不同的缓凝剂才能使其达到最理想的效果。且掺入量过大还会产生负面效果。因此，缓凝剂的选用及缓凝剂掺量的确定就极为重要。

　　① 高温下连续浇筑的混凝土及大体积混凝土，由于一次性浇筑施工不便或断面较厚，一般都要采用分层浇筑，要保证上下两层在初凝前结合好，就要要求混凝土初凝时间较长，有良好的缓凝性。另外就是混凝土内部的水化热，控制不好就要出现温度裂纹，这就要降低温升。一般通常会用到的普通减水剂、缓凝剂、缓凝减水剂，比如柠檬酸。

　　② 高强混凝土一般砂率都比较低，水灰比也比较低，粗骨料强度高，水泥用量大，这就需要高比例参入水泥，就要使用高效减水剂，另外高效减水剂也能带来一定的经济效益。高效减水剂减水率一般在20%~25%，国内常用高效减水剂以奈系为主。高效减水剂一般会加大坍落度的损失，所以常与缓凝剂一起使用，可以改善拌合物工作性和减少流动性经时损失。

　　不同的外加剂功能各异，也有一种外加剂具有多种效果。按外加剂的主要功能可分为六类：

　　1.3调节混凝土中空气含量的外加剂。如引气剂、加气剂、泡沫剂、消泡剂等。

　　外加剂的品种应根据工程设计和施工要求选用，不同的外加剂通过试验及技术经济比较来确定。不得对人体产生危害及环境污染。不同品种外加剂复合适用，应注意其相容性及对混凝土性能影响，应试验后使用。水泥细度越细对外加剂效果影响较大，应考虑外加剂掺入量，碱含量越高，适用性能越差。使用的外加剂应有供方所提供的产品说明书，出厂检验及合格证，掺外加剂混凝土性能检验报告。外加剂应复检后方可使用。

　　减水剂也是一种多功能型外加剂，在用水量不变时，可增大坍落度10~20cm，保持混凝土和易性不变时，可减少水量12~25‰，提高早期强度25~40‰、后期15~40‰，特别是早期强度提高显著，在保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量10~15‰，还可以提高抗渗、抗冻、耐化学腐蚀性能。可满足混凝土工程多方面要求，因此它是目前国内外使用量最大，效果最好的混凝土外加剂。按其生产效果分有普通型，早强型，引气型，缓凝型和高效型。按化学成分的不同分有木质素磺酸盐类、多环芳香族磺酸盐类、水溶性树脂磺酸盐类、腐植酸及糖蜜类等。

　　施工中应注意产量要准确，缓凝高效减水剂与其他减水剂复合适用时，一定要考虑相融问题，缓凝高效减水剂与水泥相融问题，炎热环境下，要延长凝结时间，而且要加强养护，防止混凝土裂缝产生。

　　早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。它可促进水泥的水化和硬化过程。加快施工进度提高模板周转率，特别适用于冬季施工。加入早强剂的混凝土后期强度增加不明显。

　　施工中应注意事项①有些结构中不得使用含有氯盐配制的早强减水剂。当有结块情况下一定要经过0.63mm筛。掺早强减水剂的混凝土自然养护时应用塑料薄膜覆盖。混凝土采用蒸养时，养护制度据外加剂、水泥品种、浇注温度及经验确定。（精确控制掺入量）

　　缓凝剂是指能延缓混凝土凝结向时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。缓凝剂主要有四类∶糖类∶如糖钙、葡萄糖酸盐，木质素磺酸盐类，如木质素磺酸钙，羟基羧核酸及其盐类，如柠檬酸，无机盐类∶如锌盐等。常用的缓凝剂是木钙和蜜糖。

　　缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增强作用，对钢筋也无腐蚀作用。主要适用于大体积混凝土，炎热气候下混凝土施工，以及长时间停放或长距离运输混凝土。适用中应注意∶加入缓凝剂混凝土经试配方可使用，否则可能出现早凝及长时间不凝现象，造成质量事故。对于假凝现象搅拌后期再加缓凝剂有可能缓解假凝现象。当掺用含有糖类及木质素磺酸盐类物质的外加剂时应先作水泥适应性试验，合格后方才能使用。缓凝剂不宜用于日最低气温5℃以下施工的混凝土，应根据现场温度选择适宜的缓凝剂。

　　防冻剂是指规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结式仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，并在一定的时间内获得预期强度的外加剂。防冻剂一般分为∶无机盐类、有机化合物类、有机化合物与无机盐复合类、复合型防冻剂。

　　混凝土施工中氯盐类防冻剂适用于无钢筋混凝土，氯盐阻锈类防冻剂可用于钢筋工程无氯盐适用于予应力钢筋混凝土工程，目前国内防冻剂品种适用于0~-15℃的气温，优先选用硅酸杨水泥、普通硅酸盐水泥，气温低于-5℃可用热水拌合混凝土，水温高于65℃时，热水应先与骨料拌合，再加入水泥，原材料严格按配合比投放，严格控制防冻剂掺量。混凝土入摸前清楚模板内污垢，掺防冻剂混凝土运拌车罐体采取保温措施，浇注后应塑料薄膜覆盖，不得浇水，当混凝土温度降到规定温度时，混凝土强度必须达到抗冻临界强度，当最低温度不低于-10℃时，混凝土强度不得小于3.5Mpa,当最低温度不低于-15℃时，混凝土抗压强度不得小于4.0Mpa，拆模后混凝土表面温度与环境温度之差大于20℃，注意保温覆盖，防止温度裂缝。

　　泵送剂是指能改善混凝土拌合物性能，保证拌合物顺利通过管道不堵，不离折，满足坍落度要求的外加剂，可以由减水剂、缓凝剂、和引气剂和保塑剂复合组成泵送剂。

　　泵送剂能大大提高混凝土流动能，并且能使新拌混凝土60-180分钟内式更长，保持混凝土流动性无变化。施工中应依据要求的强度，坍落度选好水泥及泵送剂品种，计算泵送剂掺量须试验确定。一般C20-C40混凝土选用普通减水剂、C40-C80混凝土选用高剂减水剂。泵送剂已经越来越多的用于工业与民用建筑泵送施工的混凝土。特别适用于大体积、高层和超高层建筑工程项目。

　　总之混凝土中掺入外加剂，可明显改善混凝土的技术性能，扩展了混凝土的应用空间，取得了显著的技术经济效果，施工应用中积累了较丰富的经验，我们正在由单一型至复合型、高碱至低碱、固态至液态、大掺量至小掺量、低能低效至高能高效、单独使用至复合使用、无机至有机、非环保至环保方向发展，混凝土外加剂的应用会更加科学完善。

　　目前，我国公路水泥混凝土工程建设规模很大,外加剂的使用也非常广泛。加入外加剂能改善水泥混凝土的性能,但同时由于外加剂的使用不当而导致水泥混凝土路面及桥涵结构的质量事故屡有发生,影响了公路工程的建设质量。有必要对公路工程中的常用外加剂进行综述。

　　作为水泥混凝土中的第五组分——水泥混凝土外加剂主要有减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂等几种常用的外加剂.

　　3.1普通减水剂、高效减水剂在施工应用之前应检验pH值、密度(或细度)、减水率,符合要求后才可使用，最佳掺量的确定,必须满足工程环境条件的设计强度、工作性、耐久性及经济性等性能要求,根据供货商提供的推荐掺量,通过试配得到一个合理掺量。高效减水剂掺量过大会造成水泥混凝土严重泌水、水泥浆大量流失,导致密实度不足从而影响强度。

　　3.2减水剂应配制成均匀的溶液。外加剂沉淀的有害作用与外加剂掺量超大是相同的,每天应清除溶液中未能溶解的固体沉淀物。根据工程的需要,普通减水剂和高效减水剂可与其他可混溶的外加剂复配使用。

　　3.3在高效减水剂中掺入与水泥相适应的缓凝剂、高温缓凝剂、保塑剂或缓凝型减水剂可减少热天坍落度损失,用搅拌车或罐车运输水泥混凝土时,在浇筑现场可二次加入高效减水剂,经快速搅拌均匀后出料,不得多加水,并快速完成浇筑、振捣、饰面等;使用缓凝型的高效减水剂。

　　3.4养生环节是保证水泥混凝土结构不产生开裂和微裂缝的关键环节,因此,掺普通减水剂、高效减水剂的公路工程水泥混凝土结构,应加强并尽早进行保温保湿养生。掺普通减水剂的水泥混凝土构件不适宜用于蒸养;掺缓凝型减水剂的水泥混凝土构件必须保证静停一段时间后,使水泥混凝土形成一定的结构强度才可蒸养。掺高效减水剂的水泥混凝土可用蒸养养护。

　　4.1引气剂应选用表面张力降低值大、水泥稀浆中起泡容量多而细密、泡沫稳定时间长、不溶残渣少的产品。由于在水泥稀浆中的气泡特性与水泥混凝土中的比较相近，所以摇泡试验宜在水泥稀浆中进行。

　　4.2 使用引气剂可以有效提高水泥混凝土的弯拉强度及抗拉强度,减少干缩和温度收缩变形量,改善结构抗裂性,也提高了水泥混凝土的抗渗性。

　　4.3对于负温水泥混凝土施工时改善早期抗冻性措施可以从2个方面来解决:一是加快早期水泥水化,使水泥混凝土尽快达到早期临界强度,可使用早强剂、减水剂、防冻剂;二是掺入引气剂,缓解冻胀所产生的压力。据经验来看,初冬季日平均气温低于-5℃或极限最低气温低于-10℃地区施工的公路水泥混凝土及钢筋混凝土结构和构件,宜掺用引气剂或引气型减水剂、引气型高效减水剂、引气型(早强、防冻)高效减水剂。

　　4.4 引气剂、引气型减水剂、引气型高效减水剂可根据公路工程要求及环境气温与(高温)缓凝剂、早强剂、防冻剂等复合使用,配制溶液时,如产生絮凝或沉淀现象,不得混溶,应分别配制溶液,并分别加入搅拌机内。当原材料、配合比、搅拌时间、运输距离、气温等条件变化时,应微调引气剂、引气型减水剂、引气型高效减水剂和引气缓凝型高效减水剂的掺量,保证水泥混凝土结构含气量基本不变化。

　　4.5新拌水泥混凝土的含气量,应在搅拌机口取样进行现场检测,并应考虑在运输和振捣过程中的损失。

　　5.1热天施工、连续浇筑、泵送等特殊机械工艺下的施工中必须使用缓凝型外加剂,在施工前应检验与所用水泥在该气温下的适应性,优选其适用品种。当水泥品种、强度、等级、生产厂变动或水泥混凝土性能出现变化时,应重新检验缓凝剂对水泥的适应性。

　　5.2缓凝型外加剂的最佳掺量应根据施工要求的水泥混凝土凝结时间、气温、强度等通过试验确定。施工中,当气温变化、运距和运输时间变动时,可微调其掺量,应始终保持拌和物具备良好的施工可操作性,并能达到密实度及外观质量要求。

　　5.3缓凝型外加剂应以溶液与拌和水同时掺入拌和物中,粉剂应提前1d在现场配好溶液,并使其充分溶解,搅拌均匀后使用。溶液中的缓凝型外加剂固体沉淀物,必须每天清除一次。严禁使用分层或沉淀的缓凝型外加剂溶液拌制水泥混凝土。外加剂溶液中水量应从拌和加水量中扣除。

　　5.4掺缓凝型外加剂的水泥混凝土保持在塑性的时间较长,表面水蒸发时间较长,当气候炎热及风力较大时,应在触干或变色时立即喷雾或喷洒养生剂保湿养生,并应在终凝以后立即开始浇水养生。当气温较低时,在保湿养生的同时,应加强保温养生,可覆盖深色塑料薄膜和吸热保温材料。

　　6.1早强剂是一种专门解决工程中需要尽快或尽早获得水泥混凝土强度问题的专用外加剂。早强剂、早强型减水剂和早强型高效减水剂适用于公路工程需要快速形成强度的快通水泥混凝土结构,蒸养水泥混凝土构件,最低温度不低于-5℃的低温环境中施工的有早强要求的水泥混凝土、钢筋混凝土及需要提前张拉和放张的预应力混凝土结构和构件。炎热环境条件下不宜使用早强型外加剂。

　　6.2掺加液态早强剂的水泥混凝土,搅拌时间宜适当延长。粉剂早强剂直接掺入公路工程水泥混凝土时,应先与水泥、集料干拌均匀后,再加水,加水后的搅拌时间应延长30s。这是保证粉剂早强剂在水泥混凝土中均匀分布的措施。但对于某些本身是溶液或可全溶的早强剂,仍应使用其溶液,溶液比干粉拌和的匀质性及其使用效果均强得多。

　　6.3公路工程预应力钢筋混凝土结构或构件使用早强剂时,其张拉工艺应按试验确定。快通水泥混凝土路面的开放交通时间,应按达到设计强度90%以上时的试验确定。也就是公路工程快通水泥混凝土结构的开放交通时间,应按与结构相同养生条件下,掺早强剂水泥混凝土试件达到设计强度的90%以上的试验确定。

　　本文通过对减水剂、引气剂、缓凝剂和早强剂在施工中的应用技术综述,总结了在施工过程中的相关技术要求,以及由于外加剂的使用失误而给公路工程带来损失,为在施工过程中正确施加外加剂指明了方向。

　　[1] 交通部公路科学研究院.公路工程水泥混凝土外与掺合料应用技术指南[S].

　　关键词：水泥混凝土；路面施工；外加剂；公路建设；交通运输 文献标识码：A

　　随着科学技术的快速发展，我国的公路建设技术也在不断发展，对于公路水泥混凝土路面的要求也不断提升。传统的混凝土配合比设计已经难以满足现代运输的需求。外加剂因其自身特点而备受关注，外加剂技术可以改善水泥混凝土的性能，引发了研究人员的高度关注。然而水泥混凝土路面外加剂的正确运用是关键性技术，如果外加剂使用不当，也极易引起水泥混凝土路面的质量事故，影响到公路整体工程的建设质量。

　　水泥混凝土的水泥早期收缩开裂的机理较为复杂，由于胶凝材料剧烈的水化反应，混凝土的体积会产生明显的变化，通常来说，混凝土的抗拉强度和极限拉应变较低，早期的约束变形应力对混凝土的影响极大，混凝土在这种应力作用下产生裂缝，导致钢筋锈蚀，严重影响结构的整体性。

　　1.2.1 外加流变剂。它是用于改善水泥混凝土性能的外加剂，有不同的形式，如塑化剂、流化剂和减水剂等，其中减水剂是常用的典型外加剂，它们可以使水泥混凝土的单位用水量减少，改善水泥混凝土的和易性，增强水泥混凝土的强度，对于水泥混凝土的抗冻、抗磨、收缩等物理性能也有重要的影响。在这种表面活性材料的作用之下，水泥颗粒会产生扩散反应，将游离水加以释放，从而明显降低水泥混凝土的水灰比，它的主要品种有木质素系、糖蜜类等。减水剂的添加可以使水泥混凝土的减水率由原先的10%～20%提升到25%～30%。

　　1.2.2 调凝剂。它是用于调节水泥混凝土凝结时间的外加剂，主要有以下种类：

　　第一，促凝剂。在促凝剂与水泥混凝土的作用之下，可以生成稳定、难溶的化合物，它可以缩短水泥浆由塑性状态转化为固体状态所需的时间，加速水泥浆的凝结。通常在水泥混凝土工程中使用的促凝剂有水玻璃、铝酸钠、碳酸钠、氟化钠等。

　　第二，缓凝剂。它主要是延缓水泥凝结的时间，可以在水泥混凝土的水化物表面上产生吸附作用或者可以与水泥产生反应，生成不溶层，以达到延缓水泥凝结的效应。

　　第三，早强剂。它可以加速水泥的早期强度发展，对于水泥混凝土中的硅酸三钙和硅酸二钙等矿物的水化，产生催化作用，促使水泥快速硬化，常用的早强剂种类有氧化钙和三乙醇胺。

　　第四，速凝剂。它可以使水泥混凝土快速凝结和硬化，尤其适用于寒冷的冬季施工，它可以使水泥中的石膏丧失缓凝作用，使水泥中的铝酸三钙快速水化并析出水化物，以达到快速凝结的目的。

　　1.2.3 引气剂。它可以在水泥混凝土中生成细微的、均匀分布的空气微泡，是一种憎水性表面活性物质，在定向排列的结构之下，可以生成单分子吸附膜，生成孔径为0.01～2mm的气泡，均匀而稳定地排列于水泥混凝土之中，可以改变水泥混凝土的含气量，使摊铺的路面平滑而密实，具有平整度、外观齐整的特点。

　　1.2.4 阻锈剂。它可以阻抗水泥混凝土中钢筋产生锈蚀，增强结构的整体性和效能。常用的阻锈剂有苯甲酸盐、磷酸盐、氯铝酸盐等。

　　外加剂在水泥混凝土路面施工中的应用，要依据工程的性质和特点添加，要注重水泥品种的选取，由于外加剂材料对水泥的作用较大，水泥的品种不同，掺加外加剂会产生不同的减水或增强效果。同时也要注重外加剂的质量，要在应用不同外加剂之前，对外加剂进行掺量和混凝土性能试验，就掺量而言，不同的外加剂有各自不同的掺量，要保持适宜、合理的掺量，避免掺量问题而导致质量事故。就混凝土的配合比而言，要进行适当的调整，重点对砂率、水泥用量和水灰比进行科学合理的设计和配制。

　　2.2.1 减水剂的使用要求。对于普通或高效的减水剂要进行质量全面检验，重点对pH值、密度、减水率进行检验，待检验合格后方可使用。要确定好减水剂的最佳掺量，并根据工程需要，与其他外加剂进行复配，对于两种单独可溶解的外加剂要进行检验，观察有无絮凝、沉淀、挥发等现象。在炎热的夏季施工时，要采用高效减水剂，避免水泥混凝土坍落度损失。同时对于掺减水剂的水泥混凝土要进行养生，防止出现裂缝，它在不同的温度下要把握不同的养生天数。具体养生天数要求如下：气温在0℃～10℃时养生28天；气温在10℃～15℃时养生21天；气温在15℃～20℃时养生14天；气温在20℃～25℃时养生10天；气温在25℃以上时养生7天。

　　2.2.2 缓凝剂的使用要求。为了控制水泥混凝土在高温状态下的坍落度损失，可以掺入缓凝剂，由于在高温条件下，气温急剧上升时，水泥的水化反应会增加一倍，因而要在水泥混凝土初凝时完成全部工序，否则就会影响公路路面的质量，而掺加缓凝剂可以延缓水泥混凝土的初凝时间，有利于施工工序的顺利完工。不同的缓凝剂对水泥混凝土凝结时间的影响表现为：缓凝剂为柠檬酸时，延缓初凝时间为8～9h；缓凝剂为氯化锌时，延缓初凝时间为10～12h；缓凝剂为糖蜜时，延缓初凝时间为2～4h；缓凝剂为木钙时，延缓初凝时间为2～3h。

　　缓凝剂要与溶液和水进行同时拌和，要提前一个小时配制好粉剂，在充分溶解的前提下，搅拌均匀，对于固体沉淀物要加以清除，绝不能使用已经分层或已经沉淀的缓凝剂。对于难溶、不溶的缓凝剂可以采用干掺法，并且适当地延长搅拌的时间。它还可以与其他外加剂复合使用，一旦在复配时产生絮凝或沉淀现象，则要分别配制和添加。

　　在高温条件下，掺加缓凝剂外加剂的水泥混凝土保持塑性状态的时间较长，表面水分蒸发的时间也长，这就需要在水泥混凝土的浇筑振捣施工过程中，进行多遍的碾压，在表面硬化之前进行浇水养生。

　　2.2.3 引气剂的使用要求。加入引气剂的混凝土的收缩和徐变较小，在水泥混凝土路面施工中，混凝土的含气量允许误差，要根据以下要求：在最大粒径为16mm时，水泥路面无抗冻性含气量允许误差要求为5.0±1（%），水泥路面有抗冻性要求含气量允许误差为6.0±0.5（%），水泥路面有抗盐动性要求含气量允许误差为7.0±0.5（%）；在最大粒径为19mm时，水泥路面无抗冻性要求含气量允许误差为4.5±1（%），水泥路面有抗冻性要求含气量允许误差为5.5±0.5（%），水泥路面有抗盐动性要求含气量允许误差为6.5±0.5（%）；最大粒径为26.5mm时，水泥路面无抗冻性要求、水泥路面有抗冻性要求与路面有抗盐动性要求含气量允许误差分别为5.0±0.5（%）、4.0±1（%）、6.0±0.5（%）；在最大粒径为31.5mm时含气量允许误差分别为3.5±1（%）、4.5±0.5（%）、5.5±0.5（%）。

　　另外，在进行水泥混凝土路面的配合比计算时，要考虑含气量对重度的影响因素，不得随意减少水泥的用量。施工时，为了提高搅拌的速度、质量和效果，必须采用机械拌和，机械搅拌时间要比普通混凝土延长10～20s，可以采用插入式振捣方式，并且振捣时间应当控制在20～30s之内。对于含气量的检测，可以从拌和机出口取样，实施现场检测，对于使用引气剂之后的水泥混凝土路面要进行抗冻性评价。

　　由于外加剂较为复杂，可以采用标准稠度的水泥净浆，进行定性检验。对于几种外加剂的掺合运用，要防止它们的共溶性，以免产生絮凝和沉淀现象。

　　需要检验的内容包括外加剂的主要化合物、物理性能、掺量范围等，它们是水泥混凝土路面添加外加剂的前提和条件。

　　对于外加剂的掺量，通常采用胶凝材料总量的百分率表示，其计量精确度应当符合以下要求：混凝土强度等级小于或等于C25，计量精确度每盘水泥为±2%、砂为±2%、粗集料为±3%，水为±2%、外加剂为±2%、掺合料为±2%；在混凝土强度等级高于C25，计量精确度每盘水泥为±1%、砂为±2%、粗集料为±2%、水为±1%、外加剂为±1%、掺合料为±1%；累计计量或连续计量1车，微机控制搅拌每盘水泥为±1%、砂为±1%、粗集料为±2%、水为±1%、外加剂为±1%、掺合料为±1%。

　　综上所述，外加剂对于水泥混凝土路面具有重要的作用，在确定外加剂的质量检验和适应性检验条件下，可以合理地确定减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂等外加剂的最佳掺量。在水泥混凝土路面施工环境下，增强水泥混凝土路面的设计强度、耐久性能，减少工程损害，避免因外加剂添加错误而造成的损失，可以减少因使用外加剂而对质量产生的不良影响，可以推动我国公路水泥混凝土路面全面、可持续性发展。

　　[1] 彭亮茗，舒杰.浅析混凝土外加剂使用及其发展[J].上海建材，2010，（1）.

　　[3] 张明石，沈宝敏.浅谈水泥混凝土外加剂及其合理应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010，（3）.

　　[4] 宋健康.外加剂在水泥混凝土路面中的应用[J].交通标准化，2010，（9）.

　　要想切实解决外加剂在水利工程混凝土中的应用问题，就必须弄清楚混凝土的具体类型，明确混凝土常用外加剂的基本性能，仔细筛选水利工程所需要的特有的混凝土添加剂，切实把水利工程搞好。

　　根据国家标准((GB8075-87>

　　混凝土外加剂按其主要功能分为四打类:一是改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送荆等;调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂；二是缓凝剂、早强剂和速凝剂等;改善混凝土耐久性的外加剂；三是引气剂、防水剂和阻锈剂等;改善混凝土其它性能的外加剂；四是加气剂、膨胀剂、着色剂、防水剂、防冻剂和泵送剂等。基本能够满足我国现有条件下水利工程施工的各种混凝土性能的要求。

　　1、减水剂。减水剂是在混凝土坍落度基本相同的条件下能减少拌和用水的外加剂。减水剂具有吸附分散作用、作用、湿润作用,所以,只要掺加很少量的减水剂就能使新拌混凝土的工作性能显著改善,并对硬化后的水泥混凝土带来一系列的优点。

　　2、早强剂。早强剂是加速混凝土早期强度发展的外加剂。早强剂对水泥中的硅酸三钙和硅酸二钙等矿物的水化有催化作用,能加强水泥的水化和硬化,为取得更为有效的早强效果,通常采用复合早强剂。

　　3、引气剂。引气剂是在搅拌混凝土过程中引入大量均匀分布的微小气泡的外加剂。引气剂为憎水性表面活性物质,可改善混凝土的和易性,减少泌水和离析．从而提高混凝土的抗冻性和抗蚀性。

　　4、缓凝剂。缓凝剂是延缓混凝土凝结时问的外加剂。它可以有效的调节混凝土的凝结时间,延缓水化作用、最高温升。确保在相对较长的时间内保持一定的和易性,以确保浇筑质量。

　　5、泵送剂。掺加泵送剂混凝土不仅满足设计规定的拌和物强度、耐久性能外,还能满足管道输送过程中对混凝土拌和物的要求,且具有摩阻小,不离析,不阻塞和良好的粘塑性。

　　6、防水剂。是由化学原料配置而成的一种能起到提高水泥砂浆或混凝土不透水性能的外加剂。在使用中,一般按比例掺入砂浆或混凝土中,以形成防水砂浆或混凝土。

　　7、防冻剂。能显著降低混凝土的冰点,使其在一定的负温度范围内不受冻结,不受冻害,并能继续起水化反应,促使混凝土凝结硬化并获得预期强度。

　　8、膨胀剂。是在使混凝土在水化过程中,产生一定体积的膨胀,并产生一定自应

　　混凝土外加剂的经济效益在水利工程中推广应用混凝土外加剂不仅可以改善混凝土的物理力学性能,提高工程质量,节约水泥,节省能源、缩短工期、改善施工条件,满足水工混凝土施工浇筑仓面大、强度高、温控要求严、设计耐久年限长等特点的技术要求。同时,还具有投资少、见效快、技术经济效益明显,社会效益突出等特点。具体施工中根据不同技术要求,使用不同类型的外加剂可以获得不同的经济效益。在混凝土中掺加减水剂,可减少水泥用量,而达到同样的混凝土标号,一般可以节约水泥15％ ～ 25％ ,同时可以加速模板周转,缩短工期。混凝土中掺加减水剂有以下技术经济效益:(1)在保证混凝土工作性质和水泥用量不变的条件下,可以减少拌和用水量,提高混凝土强度;(2)在保持混凝土用水量和水泥用量不变的条件下,可增大混凝土的流变性;在保证混凝土工作性质和强度不变的条件下,可减少水泥用量。混凝土中掺加高效减水剂、早强减水剂,可大幅减少用水量,制备早强、高强混凝土可使混凝土的1天强度提高1倍以上,这样使配制高强或超高强度混凝土就易于实现,同时还可节省建筑材料。混凝土中掺加BI气减水剂,能改善新拌混凝土的和易性,又能提高抗冻和抗渗的能力从而提高水利工程的耐久性。混凝土中掺加缓凝减水剂可延缓混凝土的凝结时间,避免施工缝的出现,并可延缓水化放热峰出现的时间、降低水化放热峰值。满足水工大体积混凝土工程的温控和施工要求。混凝土中掺加膨胀、灌浆剂。可使混凝土的密实程度提高,从而增加了“混凝土的稳定性的抗渗、抗冻”等性能。混凝土中掺加阻锈剂。可提高对钢筋锈蚀的抵抗力和增加混凝土对钢筋的握裹力。混凝土外表喷射养护液于新浇混凝土表面形成薄膜,从而避免水分蒸发,达到保温、保湿的效果。混凝土中掺加流化剂。可制备自密度,大流动性混凝土,采用泵送溶流新工艺,可大大提高施工效率。混凝土中掺加着色剂。可制成各种装饰混凝土。混凝土中掺加复合外加剂。可以同时满足工程混凝土的多种要求,在性能上可以取长补短,并且要价格便宜,使用面广,性能良好。

　　在水利工程中大力开展与推广应用混凝土外加剂，是促进水利工程进步的关键途径。随着混凝土外加剂品种的不断研发增加、质量逐步提高和应用的日益广泛,其研究会更加深入,一定会在水利工在建设中发挥巨大的作用和产生良好的效益。

　　对于港口航道专业工程而言，其主要组成部分通常有水工建筑部分。在施工过程中运用到混凝土成为了重要的施工建材，在混凝土中运用适量的外加剂成为一项重要措施,可以促进混凝土质量的优化，提升混凝土的性能，降低混凝土的含水量，不仅节约了水泥材料，也是的整个资金投入得到显著。当前科学技术的发展与进步使得外加剂在建筑材料中占有了较大的比例，而掺外加剂也成了混凝土配合比优化设计常用方法。论文大全。

　　根据不同的使用功能对混凝土外加剂进行分类主要包括了4类：(1) 主要涉及到的类别有常规减水剂、高效减水剂、引气剂、泵送剂等，属于转变混凝土拌和物流变使用性能的外加剂。(2) 主要涉及到的类别有缓凝剂、早强剂、速凝剂等，属于转变混凝土凝结速度、使用性能的外加剂。(3) 主要涉及到的类别有引气剂、防水剂、阻锈剂，属于转变混凝土耐久性的外加剂。(4) 主要涉及到的类别有膨胀剂、防冻剂、着色剂，属于转变混凝土使用性能的外加剂。

　　在具体的水工施工中采用的混凝土外加剂一般种类较为简单，其主要包括了减水剂、缓凝剂、引气剂等等，在使用过程务必要根据施工的需要决定运用哪一种材料。

　　在水工混凝土中主要运用到的外加剂有减水剂、缓凝剂、缓凝减水剂等，这除了能够优化混凝土的和易性外，也可以促进早期水化的温升，对混凝土的内部温度进行有效控制。混凝土块体之所以在绝热温升后能够有所降低，其主要原因还是因为缓凝减水剂在水泥水化放热的过程中起到了很好的转变作用。这样能够降低水剂对混凝土绝热温升祈祷的阻碍作用，这样就能够实现有利的温度控制。

　　对于水工混凝土的运用来说，在施工时接触到粒形不佳、级配差的骨料较为普遍。如：在轧制人工砂过程中会出现很多粉砂，在采用粉砂实现拌制混凝土过程中会由于流动性减小而导致用水量的增多，这对于混凝土的质量是很不利的。这就需要运用粉砂混凝土时需要对掺用减水剂做出适当的调整。在长期的施工过程中，笔者总结出了若由于人工砂的粒形及级配造成和易性及抗拉强度减弱，则可以采取掺用木钙的方式进行有效解决。

　　在水工混凝土融合外加剂主要是为了优化混凝土的和易性，因而可将这类外加剂称为“塑化剂”。其主要构成包括了：亚硫酸纸浆废液，而关键成份包括了木质素磺酸盐。但考虑到这些塑化剂在原材料加工过程使用到的工艺存在差异，因而发挥的作用不够明显，若采用塑化剂则能使混凝土的使用性能得到积极的改善，对含水量进行有效控制，这样能够优化和易性。由于萘系减水剂和木钙的运用变得逐渐普遍，使得掺外加剂改善和易性的效果能够很好地发挥。

　　在大坝施工时常常要考虑到地理和气候等原因带来的影响，在需要时应该增加相关的设施来满足不同环境下的施工需要。针对炎热或寒冷地区的施工需要运用缓凝剂、缓凝减水剂来不断优化混凝土施工的适应能力，这样才能确保混凝土的浇筑质量达到标准。

　　引气剂是最早引入水工混凝土的外加剂，能够在增强混凝土抗冻性方面发挥出显著的成效，这类形式的引气剂到现在也在广泛地运用着，虽然出现了很多新型的引气剂，但松香热聚物在价格和使用性能方面都是极为实用的，可以保证混凝土的抗冻性显著改善高，在抗冻性增强的同时，其抗蚀性也变得更加优越。论文大全。

　　混凝土外加剂在日常施工中的作用体现于减少水泥、改进质量、减小造价等。而在施工过程中运用合适地新工艺、新技术能够对施工工艺进行优化，如泵送混凝土、流动混凝土、喷射混凝土等等。因为外加剂的不同使用效果，对于其具体的水工程施工工艺也有着很大的促进。论文大全。

　　在混凝土标号超过400号后，在30m3/s左右的流速环境下就难以出现气蚀破坏。使得混凝土的抗冲磨能力得到了有效的更正，运用高效减水剂就可以配制出800号以上的混凝土。因此，用高效减水剂制备高强度混凝土用于这些部位，可以提高抗冲磨、抗气蚀的性能。用高效减水剂配制高标号混凝土要比树脂混凝土和聚合物混凝土经济得多，且施工简便，没有污染。

　　综上所言，在混凝土材料广泛运用的今天，外加剂得到了更加广泛地开发和应用，使得混凝土工艺、施工等方面不断优化发展。这对于混凝土技术的更新是很有帮助的。

　　随着时间的推移，新拌的混凝土就会由于硬化而失去和易性——这种现象叫做“坍落度损失”。因为早期的水化作用逐渐地减少了混凝土中的游离水，各种化学的和物理的因素使混凝土的稠度发生了变化，造成了混凝土内部的骨架结构。

　　在天气温和的情况下，通过短期的搅拌，混凝土稠度的正常变化是没有实际困难的，混凝土保持和易性的时间较长，足以促进浇筑和抹面。然而在搅拌时间较长，特别是在暑期的情况下，混凝土坍落度的损失率就会大大加快，这在浇筑作业期间会造成严重困难。

　　用一种质量勉强合格的F级粉煤灰取代部分细砂的混凝土，人们已经研究了其对坍落度的影响。但是对于掺或不掺减水—缓凝剂的混凝土和粉煤灰混凝土，以及对掺或不掺高效减水剂（超塑化剂）的混凝土和粉煤灰混凝土，当它们在中等温度（21℃）较高温度（32℃）中，连续搅拌达180分钟后的坍落度情况又会是怎样的呢？这就是本文所要探讨的问题。

　　2.1 水泥——所用水泥为普通硅酸盐水泥，5%粉煤灰（以重量计）与水泥磨在一起。

　　2.2 粉煤灰——所用的粉煤灰是从烟煤中产生的，其分类为F级粉煤灰。用X—射线的衍射分析法所得的主要成分是莫来石（mullite，也叫富铝红柱石）和石英。其少量的组份是赤铁矿、石灰石和方解石。

　　第一种减水—缓凝剂WRR—Ⅰ，其化学成份为葡糖酸钠（sodium gluconate）。第二种减水—缓凝剂WRR—Ⅱ，其化学成份为磺化木质素和合成材料。

　　第一种超塑化剂SP—Ⅰ，化学上是以磺化甲醛萘基钠（sodium naphthalene formaldehyde sulfonate）为基础的合成聚合物。第二种超塑剂SP—Ⅱ，从化学上说是一种合成聚合物。

　　2.4骨料——粗骨料是中、粗型的轧碎的白云石，其最大粒径为19mm。细骨料是一种很细的天然硅质海砂，其细度模量为1.58。

　　掺和不掺粉煤灰以及掺和不掺化学外加剂根据需要的坍落度160±10mm来调整。根据生产厂家推荐的掺量，第一种外加剂WRR—Ⅰ的掺量在21℃时为每100kg水泥0.125L；在32℃时则为每100kg水泥0.190L。第二种外加剂WRR—Ⅱ的掺量在21℃时为每100kg水泥0.4L；在32℃时则为每100kg水泥0.7L。生产厂家推荐的第一种超塑化剂SP－Ⅰ的最佳掺量为每100kg水泥0.7L。第二种超塑化剂SP—Ⅱ的掺量在21℃时为每100kg水泥1.0L，而在32℃时则为每100kg水泥1.2L。

　　第一组实验是在21℃的温度中做的，第二组实验是在32℃的温度中做的，所有的混凝土拌合物都用调整其拌合水的用量，来达到初始的160±10mm目标坍落度。

　　混凝土拌合物都是在一个温控实验室中制备的，所有的材料都经过秤量，并在拌合前至少在实验室中存放24小时。混凝土在一台自由落下的搅拌机中拌合5分钟。为了模拟在混凝土拌和车中发生连续的搅拌作用，搅拌机的鼓筒在几乎是垂直的状态下连续转动。搅拌机的自由落下作用减少得越多，混凝土所受到的搅拌作用就越不强烈。为了避免水份的蒸发，鼓筒的开口是盖着的。

　　坍落度试验是在搅拌5、25、45、90和180分钟后进行的。在混凝土出料之前，搅拌机的鼓筒回到其搅拌位置，混凝土再拌合2分钟。 6. 试验结果

　　坍落度的实验数据示于图1～3中。这些图表清楚地说明了粉煤灰对保持坍落度的积极作用。与不掺粉煤灰的普通拌合物相比较，所有的粉煤灰混凝土之坍落度损失都要少得多。

　　如果我们认为100mm的坍落度是许多混凝土工程中的常用稠度，那么由图1可见，试验的三种粉煤灰混凝土（只掺粉煤灰的和与两种减水—缓凝剂一起掺入的），在经过180多分钟的搅拌后，其坍落度仍然在100mm以上。掺有超塑化剂的粉煤灰的混凝土（图2），在较短的时间内都能达到100mm的坍落度（掺有SP—Ⅰ的粉煤灰混凝土在搅拌180分钟以后，而掺有SP—Ⅱ的粉煤灰混凝土则在搅拌110分钟以后）。

　　然而所有未掺粉煤灰的混凝土，其坍落度的损失率则都要高得多，所以能保持100mm坍落度的时间就会更短些。对比的普通混凝土在60分钟后达到100mm的坍落度。掺有减水—混凝剂的两种混凝土则要45分钟。掺有超塑化剂SP—Ⅰ的混凝土要经历50分钟，而掺有超塑化剂的SP—Ⅱ的混凝土则在40分钟后就达到了100mm的坍落度。

　　在整个搅拌期间，粉煤灰对保持坍落度的作用贯彻始终。坍落度的差别随搅拌时间的延长而增大，这反映了粉煤灰混凝土的坍落度损失率减慢了。

　　根据图1和图2中所示的坍落度曲线℃时搅拌的掺有粉煤灰的混凝土，其坍落度损失的减少幅度同未掺粉煤灰的同样拌合物相比较，如图4所示。粉煤灰混凝土拌合物的坍落度损失减少幅度（不包括掺SP—Ⅱ的粉煤灰混凝土，因其曲线mm，搅拌90分钟后为55～70mm，搅拌135分钟后为65～80mm，搅拌180分钟后则为70～85mm。

　　如果我们仍然把各种拌合物达到100mm坍落度的搅拌时间标出来，由图3可见，只有不掺外加剂的粉煤灰混凝土，在搅拌时间为180分钟时的坍落度略高于100mm。掺有SP—Ⅱ的粉煤灰混凝土搅拌75分钟后达到100mm的坍落度，掺有WRR—Ⅰ的粉煤灰混凝土和对比的普通混凝土要搅拌40分钟，掺有SP—Ⅱ的混凝土要搅拌35分钟，掺有WRR—Ⅰ的普通混凝土则搅拌10～15分钟左右。掺有化学外加剂的混凝土之坍落度损失曲线的差值，在形式上看也是有差别的（图4）。在21℃时随着搅拌时间的延长，坍落度的差别也增大了。 掺与不掺减水—缓凝剂或超塑化剂的粉煤灰混凝土，在21℃的温度中经过长期搅拌，其坍落度增大了40～80mm，在32℃的温度中搅拌时，与无粉煤灰的同样混凝土相比较，则其坍落度增大了30～65mm。

　　最近几年，我国在钢管拱桥应用技术方面发展很快，在许多大跨度的桥梁设计中都采用钢管拱桥施工技术。该桥型是目前国内风行的一种新型结构，其桥梁结构形态优美，工艺复杂，跨度大，既省材料又省时间，且在施工期间不影响下部正常的通行，发展前景十分广阔。该桥梁在设计中为了充分发挥钢管套箍作用，内灌注高性能微膨胀混凝土，以提高钢管的承载能力，提高构件的稳定性。在钢管中灌注的一般是C40～C50的高性能微膨胀混凝土。该混凝土施工要求早期强度高，高流态，缓凝，自密实及可泵性非常好，最为关键性问题是，该钢管混凝土为微应力混凝土。因三向应力混凝土的主要特性是强度高，变形性好，在外荷载作用下，由于钢管约束其内部核心混凝土的横向变形，使在三向应力作用下的核心混凝土的强度比普通浇注的混凝土提高了2～3倍。普通混凝土受压的压缩应变≥0.002时，出现纵向裂缝而破坏。三向应力作用下的混凝土可看作弹塑性材料，当压缩应变达0.002时，不但仍有承载能力，而且表面不发生裂缝，它是一种很好的抗震材料。所以设置微应力，可提高构件的承载力及改变普通灌注法造成混凝土和钢管间有间隙的现象。在设计中确定微膨胀率和如何设计该种配合比是关键因素。钢管内部混凝土质量对工程结构安全影响很大，稍有不慎，就会出现质量事故，造成泵送困难，内有空气，不饱满，混凝土和钢管间有收缩空隙及承重能力下降等现象。作者成功地主持了本单位两座钢管拱桥钢管微膨胀高性能混凝土的设计工作，根据已成功的经验对配制过程中需注意的事项进行分析说明。

　　水泥是混凝土中的胶凝材料，可为混凝土提供活性。混凝土中的水泥用量过多会产生不良后果：如水化热过大，混凝土收缩过大产生裂缝及空隙。因此，设计高性能微膨胀混凝土的水泥用量不宜过大，选择水泥时应选择525R早强型水泥为主体。该种混凝土在施工时，一般都要求高早强、缓凝及掺加外加剂、外掺料。所以，设计中对水泥的品种、细度、化学组成含量以及矿物组成，都有比较高的要求。水泥矿物组成中C3A和C3S对水化速度和强度发挥起决定作用。C3S与水反应快，凝结硬化也快，早、后期强度都高。因此，控制C3S在40％～50％为宜；C2S与水反应慢，硬化也慢，早强低，但后期强度高，产生水化热低，C2S和C3S占水泥成分的70％～74％；C3A与水反非常快，水化热也高，但强度不高，所控制C3A在5%～9％；当减水剂加到水泥—水系统中，首先被吸附C3A，C3A含量高，吸附的就多，使C3S和C2S吸附的就少。因此，C3A含量高的，减水效果就差。而水泥中碱含量过高，使水泥凝结时间缩短，早强及流动性降低。水泥细度大，有利于减水剂增强效果。所以配制高性能微膨胀混凝土选择水泥时，应全面考虑，稍有不慎，会造成性能降低，膨胀值过大或过小，造成混凝土收缩，钢管内不饱满。

　　配制高性能微膨胀混凝土要求使用干净的河砂。使用时，必须考虑到砂中的云母含量、硫化物含量、含泥量和压碎指标值，该四种指标对混凝土强度和对钢筋的腐蚀性影响都非常大。因而，对该种河砂专门供应。对砂进行上述三种指标值的测定，严格按高标准控制砂中云母含量、硫化物含量、含泥量及压碎指标值，并且，此种混凝土对细度模数也有较高要求，细度模数选用2.6～3.1的中砂为宜。不宜选用砂岩类山砂、机制砂、海砂，此类砂对膨胀混凝土的膨胀率影响非常大。

　　骨料的品质对高性能微膨胀混凝土有很大的影响，主要体现在骨料—砂浆界面粘结强度、骨料弹性模量和骨料的强度。在考虑该种混凝土的可泵性的同时，要考虑混凝土的早强性和后期强度。卵石混凝土的可泵性很好，但混凝土中砂浆和卵石的界面粘结力较差，强度较低，造成水泥用量过高。碎石混凝土的可泵性较差，但早期和后期强度较高。有的碎石采用含硅质的岩石，在此类岩石中由于SiO2对混凝土影响很大，所在设计中全面考虑影 响因素，一般不用此类碎石。为提高混凝土和易性可以用碎石和卵石双掺的方法，也可以增大砂率用碎石单独作粗骨料。使用碎石需经过二次破碎，使碎石基本无棱角，并减少针片状颗粒的含量。碎石和卵石的粒径都控制在小于30mm。粗骨料中的含泥量以及本身的强度和骨料的弹性模量，在配制时，需引起重视。

　　在我国高性能混凝土使用粉煤灰已相当普遍。该材料来源广泛，价格便宜，可减少环境污染，是值得推广的外掺料。粉煤灰主要的四种化学成分，掺入混凝土内在水泥水化过程中，能与分解出来的Ca(OH)2起化学反应，生成具有胶凝性的水化产物。这些水化产物，能在空气中硬化，逐渐具有水硬性，所以也称“二次水化反应”。该新生凝胶封住了毛细管路，增强了混凝土的密实性。因此，粉煤灰能取代部份水泥，从而节约水泥，降低水化热，使混凝土升温降低15%～35%。二次水化反应主要取决于粉煤灰中的硅酸盐和铝硅酸盐微细颗粒的含量，同时也取决于粉煤灰的细度。细度越大，水化触及面越大，二次水化反应越充分，且“二次反应”产生的凝胶封堵了毛细管路，增强了密实性，提高了混凝土的耐久性。这种“二次水化反应”只有Ⅰ级粉煤灰和磨细粉煤灰可以彻底完成。所以掺加Ⅰ级或磨细粉煤灰是很有必要的。

　　但使用粉煤灰时，还应严格控制SO3的含量。因硫酸盐与硅酸盐发生反应后，生成钙矾石。如SO3含量过大，生成的钙矾石过多，则会引起混凝土的体积的不稳定性，降低混凝土耐久性。这种现象在学术上称为“水泥杆菌”。所以，配制高性能微膨胀混凝土时，粉煤灰中SO3含量应控制在0.5%～1.5%左右。并且在配制高等级高性能的微膨胀混凝土时，掺用粉煤灰，它可以起到减少水泥用量的作用，也可以起到增加混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土的强度的作用，并可降低混凝土中的水化热，提高新拌及硬化混凝土性能。配制C50及以上的高性能微膨胀混凝土必须掺用外掺料，并应掺加Ⅰ级或磨细粉煤灰。如掺Ⅱ级及以下的粉煤灰，会造成强度降低，混凝土干缩增大。粉煤灰的技术指标，应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的规定。

　　高效减水剂能使水泥起到分散作用，以改善混凝土的和易性并相对地释放出一部分水，在维持W/C不变时，可以减少立方用水量，减少由于多余的水分蒸发而留下的毛细孔体积，且孔径变细，结构致密，同时水化使生成物分布均匀，这对于减少混凝土的收缩，提高混凝土的密实性是很有好处的。W/C不变，立方水泥用量可以减少，从而对于减少水化热、降低混凝土温度也起到很好的效果。有的减水剂掺有缓凝成份，能抑制水泥初期水化作用，这就有可能使温升速度缓慢，可改善混凝土的密实性、粘度等。所以，高效减水剂是配制高性能混凝土的主要成份。国内这种减水剂主要是萘系高效减水剂及密胺树脂类高效水剂。由于钢管混凝土在整个灌注期间，混凝土是蠕动性的，需一定的运输和泵送时间，且钢管混凝土在灌注后无法排出气泡及养护。所以对外加剂的选择尤为重要，因外加剂掺在不同膨胀剂的混凝土中产生的效果不同，选择外加剂一定要多次试验后方可使用。根据试验，缓凝型减水剂会降低混凝土膨胀率，所以，掺加缓凝型减水剂时应多次试验，认为混凝土膨胀率合适才可使用。配制高性能微膨胀混凝土选用的高效减水剂应具有缓凝作用或是高效减水剂和缓凝剂搭配使用，且是非引气型、低气泡的减水剂。此类高效减水剂的质量应符合现行国家标准《混凝土外加剂》规定。

　　混凝土中掺加膨胀剂，在水泥硬化过程中，形成大量的体积增大的结晶体—水化硫铝酸钙C3A·3CaSO4·32H2O(又名钙矾石)。它能产生一定的膨胀能，在有钢管约束条件下，在结构中建立0.2～0.3MPa预应力，可抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩应力，从而能使混凝土中的孔隙减小，毛细孔径减小，提高混凝土的密实性，混凝土的抗压强度和轴心抗压强度也成倍地增长，这时膨胀能转变为自应力，使混凝土处于受压状态，从而提高抗裂能力。所以微膨胀混凝土在有应力情况下，自身的强度远远大于设计值，其强度保证率大于97％。

　　选择膨胀剂一定要多试验几个品种，膨胀剂应对混凝土后期强度及质量无损害，与所用水泥适应性好。在我国主要是使用U型膨胀剂、复合膨胀剂及明矾石膨胀剂。

　　混凝土的施工配制强度应高于设计要求的标准值，以满足强度保证率的需要。标准差的确定，可按一般高性能混凝土的设计方法进行配制强度的计算，不需要计算后按高一级强度等级的强度值作为施工配制强度，主要一点在于进行施工配合比的验证工作。该种微膨胀混凝土设计强度一般为C40～C50，根据以往的经验 和高性能混凝土的设计原则，应控制水灰比，把水灰比确定为定值。由于W/C对钢管混凝土的膨胀系数影响很大，W/C小，膨胀时间延长，不利于钢管受力；W/C大，则膨胀发挥较早，强度下降，对提高结构受力不利。所以在设计过程中一定要根据多次试验，控制好W/C。然后，进行各种材料用量的调整。

　　由于在高性能混凝土的设计中，砂率是根据测得砂、石混合最小空隙率(a＝(表观密度-容重)/表观密度)计算而来，该计算值为最佳砂率。在配制高等级高性能混凝土过程中尤其重要。但钢管混凝土的灌注过程和一般高等级混凝土的灌注过程是不一样的，该种混凝土是采用在钢管中顶升灌注，在顶升的过程中，混凝土要有极好的和易性。粗骨料在顶升过程中不会由于自身的重力作用而下落，否则会造成顶升压力过大而失败。在设计混凝土配合比过程中混凝土中碎石应稍微呈悬浮状态，不能下沉。所以该种混凝土的砂率可提高一些。由于提高了砂率，会造成混凝土的水泥用量比原来要大些，膨胀率会小些。但只要能保证灌注的钢管混凝土后期为无应力或微应力即可。

　　以上说明增大砂率会造成强度下降，膨胀值降低。但Sp为40%的混凝土和易性比Sp为35%的混凝土要好，且混凝土中碎石为悬浮状。

　　由于钢管混凝土一般都采用顶升灌注法，在顶升的过程中，不允许混凝土初凝，所以在设计中就应考虑掺加高效减水剂或缓凝剂，以延缓混凝土的凝结时间。但掺加缓凝剂会减少混凝土的膨胀率，这样就产生了相互矛盾。为解决此问题，在膨胀值不符合设计要求的情况下，可掺加矾土水泥或石膏，或在现场进行模拟试验，在什么膨胀条件下，可保证钢管混凝土的饱和度，也可在允许的范围内，增大高效减水剂的掺量，使缓凝延长。但掺用范围应严格控制试验，掺量过大，会引起泌水及和易性降低。这样几个方面同时进行多次试验，就可解决缓凝条件下，混凝土的膨胀率问题。

　　对膨胀混凝土来说，膨胀剂的掺量，直接关系到混凝土膨胀率的问题。以下是我部进行的试验研究(表4、表5)。

　　可以得知，在保持坍落度、水灰比、减水剂掺量不变的情况下，随着内掺U型膨胀剂的增加，混凝土的限制膨胀率增加，混凝土强度下降，而坍落度损失增大，所以根据工程设计要求，经过试验，选择合适的膨胀剂掺量是极其重要的。

　　钢管拱桥混凝土一般都是在限制条件下膨胀，膨胀值小，则钢管中混凝土会与钢筋间产生空隙，造成钢管与混凝土无法连成整体，受力降低；而膨胀过大，则在钢管内部形成很大的自应力，就会破坏混凝土内部结构，钢管本身一直在横向自应力的受力情况下，对本身结构受力有很大影响。因此，膨胀混凝土应有一个宜于控制的较大的膨胀值范围。根据我们施工实践认为钢管混凝土设计为无应力或微应力时，膨胀混凝土限制膨胀率28天控制在(2～6)×10-4的膨胀值是合理的。经现场超声波检测达到饱满、密实、无空隙，经测试其动静载试验都达到设计要求。所以根据成功的事例证明，控制无应力或微应力钢管桥中膨胀混凝土的膨胀值时。可考虑较大范围，这样易于控制，不至于因膨胀值微小的变化，造成构件结构受力的破坏。

　　随着科学技术的发展，人们对混凝土的性能提出了各种新的更高的要求。从上世纪40年代开始推广混凝土外加剂以来，它的发展不但从微观亚微观层次改变了硬化混凝土的内部结构，并且在工艺过程改变了新拌混凝土的结构。

　　减水剂又称分散剂或塑化剂，是最常用和最重要的外加剂。使用它时能在不影响混凝土和易性的条件下使新拌混凝土的用水量减少。它的主要成分是表面活性剂，它对新拌混凝土所起的作用也主要是表面活性作用。

　　减水剂可以减少混凝土的拌合物的用水量，提高混凝土的强度和耐久性、抗渗性；改善混凝土的工作性，提高施工速度和施工质量，满足机械化施工要求，减少噪声及劳动强度，节约水泥用量等。

　　目前合成的高效减水剂都属于阴离子型高分子表面活性剂，按其活性基团阴离子的不同，可分为两大类：聚磺酸盐和聚梭酸盐。聚磺酸盐高效减水剂包括萘磺酸盐、三聚氰胺磺酸盐和氨基磺酸盐缓凝高效减水剂。聚胺酸盐类高效减水剂是（甲基）丙烯酸与其他单体的共聚物。

　　由于水泥颗粒粒径绝大部分在7-80μm范围内，属于微细粒粉体颗粒范畴。对于水泥一水体系，水泥颗粒及水泥水化颗粒表面为极性表面，具有较强的亲水性。微细的水泥颗粒具有较大的比表面能（固液界面能），为了降低固液界面总能量，微细的水泥颗粒具有自发凝聚成絮团趋势，以降低体系界面能，使体系在热力学上保持稳定性。同时，在水泥水化初期，C3A颗粒表面荷正电，而C3S和C2S颗粒表面荷负电，正负电荷的静电引力作用也促使水泥颗粒凝聚形成絮团结构。

　　要制备流动性质好的新拌混凝土，必须拆开降低水泥颗粒间阻碍流动的粘滞结构，使水泥颗粒在水介质中充分分散。影响水泥胶融的性质很多，都影响着水泥颗粒的稳定性。

　　当新拌混凝土中适量加入减水剂后，水泥颗粒所带的电位增大，而水泥颗粒问的电性斥力大大增加，导致新拌混凝土的粘度下降，这样就促使整个分散体系的稳定性提高，流动性得到改善。

　　水泥浆体从稀释到凝聚状态之间还存在着一个存在于两者之间的中间状态，即触变状态。这是由于水泥净浆中的凝聚结构在剪切速率增大的情况下再度分散引起的。具体表现为剪切速率增大时阻力减小，粘度减小。一般在水泥浆体中掺入适量减水剂能促使新拌混凝土显示出较强的触变性。这是由于水泥颗粒表面对减水剂的吸附溶剂化膜层的形成以及电位的提高等原因，若稍加振动又会表现出较好的流动性。不加减水剂的新拌混凝土的触变性要弱很多。

　　影响新拌混凝土和易性的因素很多，主要是水泥，集料，用水量，外加剂的性质和用量，温度等因素。当其他条件相同时和易性则与减水剂的种类和掺量有一定关系。新拌混凝土的和易性通常用塌落度值测定来衡量。

　　坍落度随减水剂的掺量增加而增大。减水剂掺量为水泥用量的0.5%以内时，其坍落度增大幅度较大，若超过0.5%，其坍落度增加的幅度明显下降。但是普通减水剂的常用量为0.25%，超掺量会显示出强烈延缓凝结和硬化作用，而高效减水剂的常用掺量为0.50-0.75%。在常用掺量下，当配合比和用水量相同时，掺普通减水剂者坍落度可增大2倍以上，而高效减水剂可增大3倍以上。

　　混凝土凝结时间是施工中一项重要的参数，尤其是对大体积混凝土施工更为重要。适量的掺加缓凝剂可延缓混凝土的凝结时间，便于解决施工中所出现的问题。

　　在常用掺量下，木钙和蜜糖减水剂延缓混凝土的凝结时间，属于缓凝减水剂。FDN，UNF-2和SN-Ⅱ高效能减水剂对混凝土的凝结时间影响不大。若上述减水剂超掺量使用时（推荐掺量的一倍或一倍以上）木钙将会使混凝土严重缓凝，甚至发生不凝。而奈系建水泥超掺量使用时也会产生缓凝，早期强度降低。

　　温度对掺减水剂混凝土的凝结时间影响规律与普通混凝土相类似，随着温度的提高，水泥的水化反应速率加快，其凝结时间和硬化过程也相应缩短。

　　温度对掺高效减水剂混凝土凝结时间的影响与掺普通减水剂者大致相同，环境温度高凝结时间提前，反之延缓。

　　抗压强度是混凝土最重要的力学性质之一。在一定条件下工程上要求混凝土其他性质往往与混凝土的强度之间存在着密切的联系。长期以来研究混凝土强度理论的基本出发点都是把水泥石的抗压强度性能作为主要影响因素，加以考虑并建立了一系列说明水泥石空隙率与密实度与强度之间的关系式：

　　式中：R-混凝土抗压强度；AB-经验常数；RC-水泥的实际强度；C/W-灰水比。

　　由上式可看出混凝土强度的重要因素是水泥浆的水灰比和水化程度有关。在加入减水剂后使混凝土中水灰比有较大幅度的下降，水泥石内部空隙体积明显减少，水泥石更加致密，使混凝土的抗压强度有显著的提高。

　　混凝土的抗冻融性在其他条件相同的情况下，很大程度上是受水灰比和合气量这两个重要因素制约。实验发现，混凝土的水灰比愈小，其抗冻融性能愈好，掺入具有一定引气作用的减水剂，其抗冻融性能有更大的改善。

　　混凝土这种多孔多相聚集体其包含着各种不同尺寸的孔隙，孔中水的性质随孔径不同而有很大差异。从混凝土气泡结构和抗冻融性能的关系的研究结果发现，即使混凝土中引入相同数量的空气，由于外加剂的品种不同，气泡在混凝土中的结构，即气泡直径和分布形状的不同，因而对抗冻融性能的影响也有明显的差异。一般在混凝土中引入2%的气体上就可以改善混凝土的耐久性，若引气量超过6%，则不但会使混凝土的强度显著降低，而且耐久性也会有下降趋势。所以适宜的含气量控制范围一般为2-5%。

　　一般影响抗渗性较大的是水灰比，当水灰比大于0.55时，由于拌和混凝土所使用的水远远超过水泥水化所需要的水，因此在混凝土中存在着水化剩余水、早期蒸发水和泌水通道等留下的原生孔缝将导致混凝土的透水性急剧增加，但若水灰比太低，由于混凝土的和易性太差而导致无法制成充分密实的混凝土结构，其抗渗性能还是无法提高。

　　混凝土的碳化与钢筋混凝土结构的耐久性密切相关。混凝土结构从表面开始遭受CO2的作用，混凝土中的水化产物Ca（OH）2慢慢地变成CaCO3丧失碱性。当碳化作用深入到钢筋部位后，就使原来起保护钢筋的“钝化膜”遭到破坏从而使钢筋受到电化学腐蚀。当加入外加剂，外加剂中含有大量氯离子，则对钢筋的电化学腐蚀作用将明显加剧。为此在钢筋混凝土中氯离子含量应加以严格控制。有试验结果表明，掺优度减水剂的混凝土碳化速度比不掺减水剂的混凝土有明显缓慢，可以克服矿渣水泥抗碳化性能低的缺陷，使之达到普通水泥抗碳化的水平，混凝土总钢筋产生锈蚀的危害明显减轻。若在减水剂中再复合此阻锈剂（如亚硝酸钠等），钢筋的阻锈能力将进一步提高，而混凝土的整体耐久性将有明显提高。

　　高效减水剂的作用极大程度地改善了新拌混凝土的物理性能，提高了硬化后混凝土的强度等级和耐久性，节约了水泥用量。其对水泥性能的影响存在多重作用，评价减水剂对混凝土性能影响时应充分给予考虑。根据不同的作用目的，选择不同减水剂，对诸影响因素有所取舍。减水剂与水泥的相容性也是评价减水剂性能的指标之一，若出现不相容性则会使混凝土性能改善不明显，甚至使混凝土构件更易出现裂纹。

　　当前我国海港、海岸工程等建设蓬勃发展，海港工程混凝土结构的数量迅速增长，然而海港工程混凝土腐蚀情况也十分普遍，经济损失巨大。海港工程口、码头等混凝土处在易受腐蚀的恶劣自然环境中，不可避免地要遭受海水、大气中有害物质的腐蚀，特别是处在浪溅区、水位变动区的混凝土。海港工程混凝土一般使用30多年其混凝土构件就遭受严重腐蚀，影响结构耐久性和安全性，为了保证海港各种设施的安全运行，提高结构耐久性和保证结构安全性，必须采取各种有效的防腐蚀措施。海港工程的混凝土构件是极其重要的结构部位，在海港工程混凝土中添加适量外加剂是一项常用的防腐蚀措施之一,可以促进混凝土质量的优化，提升混凝土的性能，降低混凝土的孔隙率和透水性，从而提高结构耐久性，在海港工程混凝土中添加外加剂也成了混凝土配合比优化设计常用方法，而海港工程混凝土抗蚀增强剂为提高海港工程混凝土耐久性提供了新的材料。

　　从国内外海港工程混凝土破坏情况的分析表明，不仅海水中的有害离子对混凝土化学侵蚀，以及冻融、干湿等物理作用破坏外，还有混凝土收缩开裂、抗渗性差也是重要原因之一，裂缝成为有害离子（CL-、Mg2+等）渗入混凝土内部的渠道，与混凝土中的Ca(OH)2 起化学反应，使钢筋的侵蚀和冻害加剧，导致海港工程混凝土耐久性下降。总之，混凝土在海水环境中的破坏是若干物理化学作用的综合结果。

　　海港工程混凝土结构耐久性涉及设计、材料、施工等方面，分析了海港工程混凝土的物理化学破坏后，就可以找到减少其破坏过程的技术措施。由于经常受干湿和收缩影响，混凝土表面或内部不可避免出现裂缝，这对长期处在具有腐蚀性的海水环境中的混凝土无疑是致命的，如何防止或减少混凝土结构开裂，并提高混凝土密实度和抗渗性是至关重要的。

　　对海港工程混凝土选择合适的水泥品种是十分重要的，应保证降低孔隙率、降低透水性和增强抗渗性，以及保护层不出现裂缝或控制有害裂缝（宽度大于0.2mm），为确保海港工程混凝土的耐久性，宜优先选用C3A含量小于8%的普通水泥或抗硫酸盐水泥。

　　单靠水泥品种选择和水泥用量增加是不够的，国内外现在越来越多地通过添加外加剂来调节混凝土的性能，取得了很好的效果。

　　在海港工程混凝土中添加高效减水剂，能保持混凝土工作性质不变而显著减少拌合用水量、降低水灰比，提高海港工程混凝土的密实性和不透水性；同时，在混凝土中添加相适应的高效缓凝减水剂，还可以改善混凝土和易性、降低水化热、减缓水化速度，推迟初凝时间4～6h，延缓水泥水化热的释放速度，推迟混凝土放热高峰时间，延长混凝土升温期，减少混凝土表面温度梯度，避免或减轻混凝土开裂。

　　粉煤灰、矿渣、硅灰等火山灰质材料的大量研究和应用，使水泥品种对混凝土抗裂防渗的影响日渐突出。通过改善混凝土和易性、降低水化热、与硅酸盐水泥水化过程中产生的Ca(OH)2反应，致密水泥石结构、改善集料和水泥浆体界面之间的粘结等作用，提高硬化混凝土微结构的均匀性和抗裂能力。

　　粉煤灰、矿渣等活性混合材在其火山灰反应中，消耗硅酸盐水泥熟料水化产生的Ca(OH)2，使混凝土中Ca(OH)2含量减少，减轻NaCl等对水化硅酸钙的腐蚀。粉煤灰还能改善水泥石孔结构,使水泥浆体中70%以上的孔分布在200?以下，大大降低Cl-的扩散系数，从而降低海水对混凝土的化学侵蚀。

　　海港混凝土抗蚀增强剂是一种复合外加剂，以适量添加混凝土中，达到相关技术规范中的混凝土技术要求，具有很好的抗裂性能和抗渗性。

　　在海港工程混凝土中普遍用到的外加剂有减水剂、缓凝剂、缓凝减水剂等，不仅提高混凝土和易性外，还可以抑制早期水化的温升，对混凝土的内部温度进行有效控制。混凝土块体之所以在内部温度升高后能够有所降低，其主要原因还是因为缓凝减水剂在水泥水化放热的过程中起到了很好的转变作用，实现有利的温度控制，防止混凝土开裂。

　　在施工时遇到级配差的骨料时，拌制混凝土过程中会由于流动性减小而导致用水量增多，对混凝土质量是极不利，需添加减水剂做出适当的调整。在海港工程混凝土添加外加剂主要是为了改善混凝土的和易性，对含水量进行有效控制，由于萘系减水剂和木钙的运用变得逐渐普遍，使得添加外加剂改善和易性的效果能够很好地发挥。

　　在港口施工时常常要考虑到地理和气候等原因带来的影响，在需要时应该增加相关的设施来满足不同环境下的施工需要，在炎热或寒冷地区的施工需要运用缓凝剂、缓凝减水剂来不断优化混凝土施工的适应能力，确保混凝土的浇筑质量达到标准。

　　在施工过程中运用新工艺、新技术能够对施工工艺进行优化，如泵送混凝土、流动混凝土、喷射混凝土等等，因外加剂的不同使用效果，对于其具体的海港工程施工工艺也有着很大的促进。

　　在混凝土标号超过400号后，在30m3/s左右的流速环境下就难以出现气蚀破坏，用高效减水剂制备高强度混凝土可以提高抗冲磨、抗气蚀的性能，运用高效减水剂就可以配制出高标号混凝土，而且用高效减水剂配制高标号混凝土要比树脂混凝土和聚合物混凝土经济得多，且施工简便，没有污染。

　　目前，我国海港工程混凝土一般采用添加粉煤灰或矿渣粉、减水剂和调凝剂，同时还要根据海水环境条件，分别添加引气剂，阻锈剂，防水剂和膨胀剂等如此多的添加剂成分，不易保证混凝土质量。

　　工程实践表明，尽管海港工程混凝土添加了引气剂，阻锈剂，减水剂等并且达到了海港混凝土技术要求，但是有些海港工程混凝土结构腐蚀现象也非常严重，这种现象除了与设计和施工质量外，混凝土早起收缩开裂也是重要原因，这点往往被忽视，所以具有抗裂防渗性能的海港混凝土抗蚀增强剂（CPA）的推广应用是非常必要的。

　　是一种复合外加剂，适量添加混凝土中，达到《海港工程混凝土混凝土结构防腐蚀技术规范》中混凝土抗氯离子渗透性要求、满足《混凝土外加剂应用技术规范》、《混凝土膨胀剂》中的补偿收缩混凝土技术要求，具有优异的抗裂防渗性能。有效解决了混凝土因干缩和冷缩产生有害裂缝、氯离子渗透、海水侵蚀等问题，是提高海港工程混凝土结构耐久性的优质材料。

　　经过大量的试验研究，CPA内掺量（替代胶凝材料重量）为10%左右CPA外观为灰白粉末，比重2.90。CPA中的MgO＜3%，氯离子含量＜0.03%，碱含量＜0.7%，无有害成分。在P.O.42.5水泥中内添加10%CPA，与基准水泥相比，CPA水泥的凝结时间正常，对强度影响不大，7d水中限制膨胀率ε2=3.1×10-4，180d 限制干缩率为1.02×10-4。

　　5.3 CPA水泥砂浆具有膨胀性能，且干缩率较小，也即具有补偿收缩及抗裂性能

　　混凝土的配合比设计见表1。CPA以8%、10%、12%等量取代水泥和粉煤灰。FDN减水剂掺量为胶凝材料的0.8%，配制C40高性能混凝土。

　　（3）随CPA添加量增加，混凝土的限制膨胀率从1.9×10-4提高到3.15×10-4，其膨胀效应比空白混凝土增加 4～6倍，干缩率也下降1～2倍，说明CPA混凝土具有良好的补偿收缩功能。（见图1）

　　（4）添加与不添加CPA混凝土的弹性模量基本相同，28d的EC在3.50Gpa左右。

　　（5）将?准15×30mm光面钢段埋入尺寸为10×10×10cmCPA混凝土中，养护6月和1年后破型，观察钢段表面无锈斑痕迹，说明CPA对钢筋无锈蚀作用。

　　（6）将10×10×10cm的CPA混凝土块，经28d标准养护后，放入恒温恒湿碳化箱内6个月，取出后用酚酞溶液检测其表面碳化深度，结果表明CPA混凝土抗碳化性能优于普通混凝土。

　　（3）不影响凝结时间，对强度影响不大，具有微膨胀性能，后期收缩较小，即具有补偿收缩及抗裂性能。

　　（4）膨胀期短，水中14天后，不再有明显膨胀，对混凝土后期强度增长有利。

　　港口工程如码头、船坞和跨海大桥等，海水腐蚀对其混凝土结构破坏是非常普遍和严重的，国内外对混凝土结构的耐久性，延长构筑物的安全使用期已越来越重视，国家对提高重大工程结构耐久性的资金投入也给与相应支持。

　　海水腐蚀不仅与混凝土的抗渗性有关，混凝土的早期收缩开裂也是重要原因，在海港混凝土添加抗蚀增强剂（CPA）能有效提高混凝土抗渗性和减少混凝土结构有害裂缝出现，是提高混凝土耐久性非常重要的技术措施，海港混凝土抗蚀增强剂（CPA）的推广应用对提高海港工程混凝土耐久性具有非常重要的现实意义。