外加剂对混凝土性能可能产生的负面效应

混凝土外加剂工程应用手册（第三版）

作者：冯浩

当当

外加剂已经成为混凝土不可缺少的组分，在混凝土生产中广泛应用，但在生产实践中经常遇到因外加剂的选择和使用不当造成的工程质量事故。常用外加剂可能对混凝土性能产生的负面效应主要有以下几个方面：

（一）外加剂品种对混凝土性能的负面影响

（1）普通减水剂

木质素类减水剂是普通减水剂的代表，也是第一代减水剂，该类减水剂与水泥适应性差。尤其当遇到水泥中使用硬石膏或工业石膏作调凝剂时，该类减水剂会影响石膏的溶解度造成水泥速凝。此外，木钙具有一定的引气性，使用不当或掺量过大会导致混凝土含气量增加，硬化强度下降，尤其是对蒸养混凝土表现更为明显。木质素减水剂也具有一定的缓凝作用，在使用该减水剂时应注意掺量控制，防止缓凝事故的发生。

（2）高效减水剂

以萘系和脂肪族减水剂为代表的高效减水剂，也是第二代减水剂，萘系和脂肪族减水剂较木质素类减水剂的减水率有所提高，其饱和减水率可以超过20%，水泥与外加剂适应性好时，减水率甚至可以接近30%。但萘系和脂肪族高效减水剂在使用过程中常常会遇到混凝土坍落度经时损失大的现象，造成这一现象往往是由于水泥和外加剂适应性不好引起的，因此，使用时应注意外加剂与水泥适应性的调整。一般来说，高浓度型萘系高效减水剂无论塑化效果或保塑效果都优于低浓产品，但用于碱含量较高（或缺硫）的水泥中，高浓型萘系虽然有效成分含量高、但塑化及保塑效果却不如低浓型。氨基磺酸盐系高效减水剂虽然减水率大，但单一使用会增大混凝土离析、泌水，需要与增稠组分和保水组分复合使用。脂肪族高效减水剂会对混凝土染色并伴有泌水现象，清水混凝土及有外观饰面要求的混凝土不宜使用。

（3）早强剂

混凝土早强剂多为无机盐类，掺量大时对混凝土后期强度不利；氯盐早强剂会引起钢筋腐蚀；硫酸盐早强剂可能产生体积膨胀，使混凝土的耐久性降低；钠盐早强剂会增加混凝土的碱含量，增加发生碱-骨料反应的风险。

（4）缓凝剂

糖类缓凝剂（如蔗糖、糖蜜）能有效抑制C₃A早期的水化，糖蜜后期增强效果好，但对水泥适应性差，用于以硬石膏或工业石膏作调凝剂的水泥会产生假凝。此外，糖类缓凝剂多温度比较敏感，温度较低时缓凝效果更明显，应根据温度变化及时调整掺量。柠檬酸、三聚磷酸钠、硫酸锌可增大水泥塑化效果，但也会增大混凝土的泌水和收缩。葡萄糖酸钠能有效抑制C₃A水化并有较高的减水效果，但用于C₃A较低的水泥缓凝效果不如糖类混凝剂。此外，高碱水泥不宜采用酸性缓凝剂（如柠檬酸），而宜使用碱性缓凝剂（如三聚磷酸钠）。

（5）防冻剂

防冻剂中早强组分、防冻组分多为无机盐类，使用不当会引起混凝土后期强度倒缩、钢筋腐蚀及碱-骨料反应。

（6）膨胀剂

膨胀剂掺量大，碱含量高，使用时往往会造成混凝土坍落度损失大，后期强度低、耐久性下降。温度与湿度对膨胀剂效果影响甚大，低温非湿养护不仅起不到补偿收缩的作用，甚至会增加裂缝出现的概率。

（二）外加剂掺量对混凝土性能的负面效应

（1）高效减水剂

高效减水剂掺量正常时，新拌混凝土坍落度会随用量的增加而增加，但超过饱和点以后，再增大到一定量以后在增加掺量，不但减水率不在增长，混凝土的泌水率也随之增大，凝结时间延长。聚羧酸减水剂的掺量一般在0.15%～0.25%；脂肪族减水剂和萘系减水剂折固用量一般为0.5%～1%，当使用固含量40%左右的液体时，其掺量为1.5%～2.5%。

（2）缓凝剂

缓凝剂用量少时，无法达到预期缓凝效果，过量加入会造成混凝土长时间不凝固或增大混凝土开裂的倾向。磷酸盐类缓凝剂掺量为0.06～0.1%，使用三聚磷酸钠时，应注意其在水中初始溶剂度可达35g/110g，数日后反而降低至初始的1/2～1/3，因此会有白色沉淀。葡萄糖酸钠的掺量为0.06～0.1%。

（3）早强剂

早强剂过量加入，虽然混凝土早期效果好，但后期强度损失大，盐析加剧影响混凝土饰面，增加混凝土的导电性能及增加混凝土开裂的风险。盐类早强剂用量一般比较大，如硫酸钙掺量为0.5%～3.0%，有机化合物早强剂掺量较小，一般低于0.1%。实践中很多情况下都是使用复合使用。

（4）引气剂

引气剂过量加入，混凝土工作性反而降低，更会影响混凝土抗压强度、抗渗、抗碳化性能。脂肪酸类引气剂一般用量为0.005%～0.02%，引气量2%～5%；松香树脂酸类掺量一般为0.003%～0.02%，引气量3%～6%；皂甙类掺量0.005%～0.05%，引气量,2%～4%。

综上所述，正确采用外加剂品种及掺量是保证混凝土质量的关键，在使用外加剂时，一定要结合实际情况（如环境条件、施工条件、材料条件及结构设计对混凝土性能的要求等），进行掺加外加剂混凝土试配与检验，避免外加剂对混凝土性能的不利影响。