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  减水剂亦称分散剂，是指在保证混凝土工作性能的情况下能减少混凝土拌合物用水量的化学外加剂。 常用的减水剂均属于表面活性剂。当水泥加水后，由于水泥颗粒在水中的热运动，颗粒会聚集在一起而形成絮凝状结构，这种絮凝状结构内部包裹着一部分拌合水，使混凝土拌合物的流动性降低。当水泥浆中加入表面活性剂后，由于表面活性剂渗人水泥颗粒表面并做定向排列(憎水基指向水泥颗粒，亲水基指向水)，使水泥颗粒表面带有相同电荷，水泥颗粒间产生电斥力，这种电斥力远大于颗粒间分子引力，使水泥颗粒形成的絮凝状结构被拆散，结构中包裹的水释放开来，从而增加了拌合物的流动性。由于表面活性剂亲水基的作用还会使水泥颗粒表明产生一层稳定的溶剂化水膜，阻止泥颗粒间的直接接触，并在颗粒间起润滑作用，改善拌合物的流动性。

  注：1.表中高性能减水剂按照20％液体计算，其余外加剂均已折成固体。2.不包括各类复合外加剂。

  砼外加剂在砼工程中的大量使用，促进了工业副产品(如萘渣、磨细矿渣、粉煤灰及硅灰等)变废为宝，节约了能源，保护了环境。由于砼外加剂的减水增强作用，可节约水泥用量10%～15%左右，即每立方米砼中可少用20～4 5㎏水泥。这就从另一方面代表着一项大的工程，能节约成百上千吨、甚至上万吨水泥，技术经济效益很明显。而且在节约世界资源、节省能源、减少环境污染方面也很有好的社会效益。

  :p水泥混凝土是当今世界上最广泛使用的人工材料之一，一直到二十世纪三十年代初，这样一种材料的主要组成材料都是水泥、砂、石和水四种材料。

  混凝土技术发展的第一个里程碑是20世纪四十年代初，在混凝土中利用化学外加剂引入一定的含气量，引气的效果大幅度的提升了混凝土的抗冻融性。这样又进一步激励了人们迅速研究改进混凝土各种各样的性能(如工作性、凝结时间、早期强度)的其他化学外加剂。

  砼外加剂品种繁多、功能各异，使用不相同品种的外加剂能够达到不同的效果。近年来，外加剂新品种的不断涌现和应用技术的逐步的提升，促进了砼实施工程技术的发展。如我省近几年来建成的4l层高度在162m的国贸大厦、世贸中心等超高层建筑，应用泵送剂和泵送砼技术将砼一泵到顶，国内如以百年耐久性设计为目标的举世瞩目的三峡大坝工程，世界上最长的杭州湾跨海大桥，以及武广客运专线，京津城际高速客运专线，太原到石家庄客运专线，太中银铁路的建设等都对砼性能及配制技术提出了很高的技术方面的要求。这些高难度实施工程技术得以实现都离不开砼外加剂。可以说，几乎所有重要的砼工程，所有的予拌商品砼搅拌站均使用各类外加剂。砼外加剂是提高和改善砼各项性能、满足工程耐久性要求的最佳、最有效、最简便易行的途径之一，在确保砼工程顺利施工和控制质量方面功劳最大。是我国、我省工程建设中必不可少的新材料。

  混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌和硬化混凝土性能的材料。自二十世纪三十年代开始使用以来，混凝土外加剂不断得到发展和应用，已成为混凝土配比中必不可少的组分，它是提高和改善混凝土各项性能、满足工程耐久性要求的最佳、最有效、最易行的途径之一。到2005年底，全国共有合成高效减水剂企业200多家，其中规模化企业近80家，年产高效减水剂111万吨，位居世界第一。其中，萘磺酸盐甲醛缩合物高效减水剂占到全部合成高效减水剂产量的80％左右。近五年来，合成高效减水剂产品多样化，是目前高效减水剂技术发展的特色之—。从原来较为单一的萘系产品向氨基磺酸盐、新型三聚氰胺、脂肪族、聚羧酸盐等多品种共存发展。除各种合成的外加剂品种外，还通过种种不同功能组分的恰当复配，还能够获得性能优异的复合型混凝土外加剂来满足工程混凝土的多种要求。

  混凝土技术另一重大进展是二十世纪六十年代初，在混凝土中使用高效减水剂，这样就可以用常规的方法生产低水灰比和大流动性的混凝土。这些混凝土拥有非常良好的工作性、很高的强度和耐久性。这类混凝土已被用于海洋石油钻井平台、高层建筑、大跨度桥梁和海洋建筑等各种结构的混凝土建筑物。今天，高效减水剂仍然是高性能混凝土必备的重要组成之一，它促进了工业废料(如粉煤灰、高炉矿渣及硅灰等)等辅助胶凝材料的大量利用，产生了巨大的社会经济效益。

  目前全国的外加剂品种齐全，各品种外加剂质量抽检和型式检验优等品和合格品比例提高。全国混凝土外加剂总产量达424.79万吨，其中各种合成减水剂产量约284.54万吨(其中高效减水剂225.6万吨，占79.3％；高性能减水剂占14.6％；木质素磺酸盐占6.2％，见图1)、引气剂0.34万吨、膨胀剂100万吨、速凝剂35.41万吨、葡萄糖酸盐4.5万吨，这些外加剂销售产值达到178.6亿元。据不完全统计，现有外加剂生产企业1500多家，其中化学合成厂有350多家，聚羧酸盐生产企业有60多家，膨胀剂生产企业70家左右。

  混凝土外加剂大多数以复合外加剂形式加入混凝土中，按上述外加剂产量估算，我国掺用外加剂的混凝土仅占混凝土总量的40％～45％左右，与先进国家掺加外加剂的混凝土占混凝土总量的50％～80％相比，这个差距仍然较大，混凝土外加剂还有较大的需求量，外加剂生产仍有较大的潜在市场。

  混凝土是土木、建筑、水利以及许多工程中普遍的使用的—种建筑材料。随着科学技术的发展，施工中对混凝土的性能提出了新的要求，如何满足这些要求有多种途径，而表面活性剂等化学外加剂在混凝土中的使用是一种效果非常明显和经济的方法。在国外，添加外加剂的商品混凝土已占混凝土使用量的80％以上，而我国还不到40％，差距很大。由于混凝土外加剂的使用能够大大减少水泥的用量，提高混凝土的性能，因此被人们誉为朝阳工业。可以预测，由于技术和社会经济的推动力，将会继续扩大混凝土外加剂的普遍使用。

  防冻剂是指在规定负温下，能明显降低混凝土的液相冰点，使混凝土液相不结冰或部分冻结，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。其作用机理是利用盐类电解质溶在水中可引起水的冰点下降(一般低于0℃)，其冰点下降的幅度在一些范围内与盐类电解质的浓度呈正比关系。

  随着建筑技术及实施工程技术的发展，近年来高强混凝土及大流动度混凝土、商品混凝土发展非常迅速，而这些混凝土都是必须掺用高效减水剂或具ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ高效减水剂成分的复合减水剂，其它如蒸养、高耐久性、高抗渗、桥梁、轨枕等混凝土也必须掺加高效减水剂。

  高效减水剂的特性：在保证混凝土工作性及水泥用量不变条件下，可大幅度减少用水量(减水率大于12％)，制备早强、高强混凝土；在保持混凝土用水量及水泥用量不变条件下，可增大混凝土流动性，制备大流动性混凝土。

  引气剂是指在混凝土搅拌过程中，能引人大量分布均匀的微小气泡，减少混凝土拌合物泌水、离析，改善和易性，并能明显提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。

  引气剂一般也是表面活性剂，与减水剂不同的是它的界面活性作用发生在气—液界面上，当搅拌混凝土时，会混入一些空气，掺入的引气剂溶于水中被吸附在气—液界面上，形成大量的微小气泡，由于引气剂降低表面张力对液膜产生的保护作用使液膜比较牢固，因而微小气泡能够稳定存在。气泡的直径一般在20至1000μm左右，这些气泡在混凝土拌合物中均匀分散，互不连通，可起到类似滚珠轴承的作用，并能减小水泥颗粒间摩擦阻力，使混凝土拌合物流动性大幅度的提升。若使流动性不变，则可减少水量10％左右，来提升混凝土强度，混凝土硬化后，由于气泡隔断了混凝土中的毛细管渗水通道，改善了混凝土的孔隙特征，可明显提高混凝土的抗渗性和抗冻性，来提升混凝土的耐久性。引入的空气量为混凝土容积的3％～6％为宜，过多时会使混凝土强度下降，过少时则不能获得预期的效果。

  在各种高效减水剂中，萘系高效减水剂占87.5％，脂肪族高效减水剂占5.1％、氨基磺酸盐高效减水剂占4.4％、蒽系高效减水剂占2.1％、洗油系高效减水剂占0.7％、密胺系高效减水剂占0.18％(见图2)。可见，萘系高效减水剂仍然占第一位，是最量大面广的高效减水剂品种。

  近两年来，高性能减水剂发展迅猛，以聚羧酸盐类为主要成分的高性能减水剂具有一定的引气性，较高效减水率和良好的坍落度保持性能，是环保型的外加剂，近两年得到了大量推广应用。2007年国内年产量已达41.43万吨，其发展速度是非常快的。许多厂家生产能力都比较大，但尚处于以销定产的状态。

  早强剂的特性：缩短混凝土的蒸养时间；加速自然养护混凝土的硬化，提高早期强度。

  缓凝剂是减缓水泥水化速度，从而延长混凝土的凝结时间，并且不降低混凝土最终强度的外加剂。缓凝剂大多也是表面活性物质，因为吸附于水泥颗粒表面而使水泥水化反应减慢，进而达到缓凝效果。

  （1）松香树脂类：松香热聚物，为P C－2型引气制；松香皂，如CO N－A微沫剂；

  引气剂的特性：改善混凝土拌合物的工作性，减少混凝土泌水离析，提高硬化混凝土的抗冻融性。

  早强剂是指为促进混凝土早期强度发展而添加的化学物质。它具有使混凝土加速凝结、硬化的功能，一般对混凝土后期强度无显著影响，常用于要求早拆模的工程、抢修工程和冬季施工，早强剂的作用机理在于能加快水泥水化反应速度，加快水泥水化产物的产生，或能与水化产物反应生成不溶性盐类，形成坚硬骨架而使早期强度提高。

  缓凝剂的特性：缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增强作用，对钢筋无锈蚀作用，一般掺量较少，对水泥品种适应性十分明显，不同水泥品种缓凝效果不相同，使用前应试拌检测。

  在全球热切关注环境保护、减少温室效应的今天，砼外加剂在砼施工中的环保作用，越来越明显。木质素、木钙减水剂生产使用的原料纸浆废液，每生产一吨木质素磺酸盐减水剂就可以消纳浓度为40%的废液2.5吨，减少或避免了废液流入江河造成了一定的环境污染，在取得良好经济效益的同时，又为保护环境作出贡献。我省煤炭深加工的副产品如煤焦油、萘渣都可做为外加剂生产的原材料，如大加利用，必将产生巨大的社会效益。另外，在予拌砼中使用外加剂，能改善和提高砼各种物理性能，延长砼的常规使用的寿命，还减少了砼现场搅拌中产生的粉尘污染和施工噪音，改善了施工现场环境。

  （1）无机早强剂类：可分为氯化物系如氯化钠、氯化钙、氯化铁、氯化铝等，硫酸盐系如硫酸钠，硫代硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝钾，除此以外还有亚硝酸钠、硫酸铝以及铬酸盐等。

  （2）有机早强剂类：它们是一些有机物质，常用的有三乙醇胺、三异丙醇胺、乙酸钠、甲酸钙等。

  （3）复合早强剂：即无机、有机早强剂复合，或早强剂与其它外加剂复合使用，一般比单组分作用更有效，工程中往往采用复合早强剂。目前越来越倾向用早强减水剂，这样不但有早强剂促进水泥水化和早强作用，又有减水剂减水提高混凝土密实度的作用，所以效果更显著。