謝大銀（科之杰新材料集團(tuán)（貴州）有限公司，技術(shù)工程師）

高國成（威海冠宏商品混凝土有限公司，工程師）

本刊評(píng)論員

隨著外加劑研發(fā)技術(shù)的提升和混凝土及原材料對(duì)外加劑要求的不斷提高，外加劑大家庭近些年新增了不少新成員。各種混凝土外加劑的應(yīng)用改善了新拌和硬化混凝土性能，促進(jìn)了混凝土新技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了工業(yè)副產(chǎn)品在膠凝材料系統(tǒng)中更多的應(yīng)用，還有助于節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)，已經(jīng)逐步成為優(yōu)質(zhì)混凝土必不可少的材料。

混凝土外加劑按主要使用功能分為以下四類：一是改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，包括各種減水劑和泵送劑等；二是調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、促凝劑及速凝劑等；三是改善混凝土耐久性能的外加劑，包括引氣劑、防水劑、阻銹劑等；四是改善混凝土其他性能的外加劑，包括膨脹劑、防凍劑等。

近些年，外加劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也不斷豐富和完善，新的外加劑名稱和品種也不斷涌現(xiàn)，如減膠劑、增效劑，還有管樁用外加劑、預(yù)制混凝土用外加劑、透水混凝土用外加劑、植生混凝土外加劑等，新名稱層出不窮、五花八門。

針對(duì)上述問題，談一下本人的看法。

一、支持技術(shù)創(chuàng)新，外加劑今后發(fā)展方向應(yīng)具備多功能性和滿足特殊性能。外加劑發(fā)展方向應(yīng)追隨混凝土技術(shù)的方向而前進(jìn)，混凝土從之前更多注重安全性（主要從力學(xué)角度出發(fā)），發(fā)展到同時(shí)注重安全性和耐久性，目前混凝土技術(shù)在安全性和耐久性的基礎(chǔ)上已向服役性和多功能性方向發(fā)展，也就是要求混凝土和自然更加和諧。因此外加劑技術(shù)也需要從之前的主要改變混凝土拌合物流變性能發(fā)展到需要滿足混凝土各種特殊性能，改善因原材料變化而帶來的各種問題。新事物出現(xiàn)是需要行業(yè)予以支持的，很多之前認(rèn)為不太可能實(shí)現(xiàn)的新產(chǎn)品、新技術(shù)在多年后很快就會(huì)在市場(chǎng)上占主角。記得在 2006 年的一個(gè)會(huì)議上，某行業(yè)大咖斷定聚羧酸外加劑很難在國內(nèi)推廣，判定依據(jù)是高昂的價(jià)格和敏感的性能，沒想到僅僅過了幾年，聚羧酸外加劑就在市場(chǎng)上超越萘系和脂肪族，占據(jù)了外加劑的絕大部分市場(chǎng)。

二、外加劑創(chuàng)新不應(yīng)以降低混凝土質(zhì)量或僅為滿足某一項(xiàng)性能而采用劣質(zhì)原材料來生產(chǎn)混凝土?；炷潦亲钪饕慕ㄖ牧希淠途眯允玛P(guān)建筑的百年大計(jì)，外加劑雖然用量小，但起的作用很大。一些外加劑企業(yè)為了營銷需要，夸大了外加劑的功能，使得一些混凝土企業(yè)采用劣質(zhì)原材料來生產(chǎn)混凝土，或者無原則地降低膠材用量來生產(chǎn)混凝土，這些都會(huì)給混凝土企業(yè)帶來較大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

三、萬變不離其宗，新品種外加劑應(yīng)在機(jī)理上有明確科學(xué)依據(jù)。很多市場(chǎng)上的外加劑是為了商業(yè)營銷，將一些外加劑改頭換面，作用機(jī)理上和現(xiàn)有的一些外加劑沒什么區(qū)別，卻稱之為能改善某種特殊性能。問詢作用機(jī)理，卻三緘其口，說是商業(yè)機(jī)密。因此我們應(yīng)避免此類的產(chǎn)品“創(chuàng)新”，鼓勵(lì)真正能解決問題的發(fā)明創(chuàng)新。

1 引氣劑

引氣劑的作用機(jī)理是在混凝土攪拌過程中引入大量微小的氣泡，該氣泡能穩(wěn)定地存在于混凝土內(nèi)，提高混凝土的和易性。引氣劑包括松香樹脂類、烷基和烷基芳烴磺酸類、脂肪醇磺酸鹽類。現(xiàn)有引氣劑存在的問題包括：為了滿足和易性，混凝土初始含氣量較高，但經(jīng)時(shí)損失后氣泡破掉，混凝土和易性變差。

2 消泡劑

消泡劑的作用機(jī)理是降低混凝土中氣泡表面張力，而氣泡周圍的表面張力幾乎沒有變化。消泡劑按作用機(jī)理可分為兩種，一種是消除混凝土表面肉眼可見的氣泡，另外一種是消除混凝土內(nèi)部氣泡，使大氣泡變成微小氣泡（有益氣泡）?，F(xiàn)有消泡劑都存在摻量過高，混凝土流動(dòng)性差的問題。

3 流變劑

流變劑其實(shí)就是增稠劑或保水劑，其作用機(jī)理是增加混凝土漿體稠度，將混凝土中的自由水包裹在混凝土內(nèi)部，提高混凝土的流動(dòng)性。常用的有纖維素醚、糊精、聚丙烯酸、木質(zhì)素等，目前市場(chǎng)上的流變劑大部分是將增稠劑、引氣劑、消泡劑按照一定比例復(fù)合在一起，并不是新型助劑。

4 降粘劑

降粘劑主要用于高強(qiáng)度等級(jí)混凝土，其原理跟減水劑基本相同，沒有保坍性，將分散性較強(qiáng)的減水劑母液與適量引氣劑、增稠劑、消泡劑復(fù)合而成，作用機(jī)理是通過分散性較強(qiáng)的減水劑將混凝土中自由水釋放出來，通過引氣劑和增稠劑使混凝土漿體變?nèi)彳?，從而獲得更好的流動(dòng)性。

5 抗泥劑

抗泥劑的作用機(jī)理是在混凝土中吸附于泥塊表面，阻止泥塊與減水劑接觸，從而提高減水劑的保坍性能。常用的抗泥劑為焦亞硫酸鈉，化學(xué)式 Na2S2O5，帶有強(qiáng)烈的刺鼻性氣味。適量的抗泥劑能提高減水劑的保坍性，也可提高減水劑與水泥的適應(yīng)性，但過高會(huì)降低混凝土的和易性，增加減水劑的敏感性，同時(shí)會(huì)與鐵銹反應(yīng)，腐蝕鐵罐，應(yīng)該慎用。

6 增效劑

增效劑又叫減膠劑，其作用機(jī)理是通過降低水泥的表面能，提高水泥顆粒的分散性，加速水泥水化反應(yīng)，將混凝土的強(qiáng)度提前激發(fā)出來。對(duì)混凝土的耐久性是否有害目前還不清楚。增效劑的配方目前各廠家都未公開，通過實(shí)驗(yàn)基本能確定大部分組份，包括醇胺類物質(zhì)（三乙醇胺、三異丙醇胺、乙二醇）、元明粉、酒石酸以及適量聚羧酸減水劑等。該助劑屬于近年新出的助劑，有利也有弊，有利是能降低混凝土中膠材用量，為攪拌站節(jié)約成本；有弊是對(duì)于外加劑廠家，降低膠材用量，為了滿足施工性能，外加劑中要加入更多助劑，如引氣劑、增稠劑。

7 保坍劑

保坍劑又叫保塑劑，保坍劑是在減水劑基礎(chǔ)上發(fā)展出來，其原理是緩慢釋放減水劑從而達(dá)到保坍效果，并不是一種緩凝劑。為了滿足混凝土施工要求，有純保坍性能的保坍劑，有持部分減水功能的保坍劑，但都存在一個(gè)致命缺陷——保坍劑加入過高會(huì)降低混凝土和易性，增加減水劑敏感性。

8 緩凝劑

緩凝劑的作用機(jī)理是在水泥顆粒表面形成了一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，從而抑制水泥的水化進(jìn)程，延緩水泥水化反應(yīng)。包括木質(zhì)素類、糖類、磷酸鹽、酒石酸鹽、葡萄糖酸鹽、檸檬酸及其鹽類等。緩凝劑都存在過摻導(dǎo)致混凝土長時(shí)間不凝結(jié)的問題。

9 防凍劑

當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到 0℃ 以下，混凝土內(nèi)部液態(tài)水結(jié)冰，水泥水化反應(yīng)受阻，同時(shí)混凝土內(nèi)部結(jié)冰體積膨脹，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞。防凍劑的作用機(jī)理是降低冰點(diǎn)，保證在一定負(fù)溫下混凝土中水泥水化所需的液態(tài)水，加速水泥水化反應(yīng)。國內(nèi)目前混凝土防凍劑使用溫度在 -10～-15℃ 之間，其主要組成有早強(qiáng)組份、引氣組份、減水組份、防凍組份。早強(qiáng)組份如三乙醇胺、乙二醇、元明粉等，其作用是加速水泥水化反應(yīng)進(jìn)程，加快混凝土硬化；引氣組份如各類型引氣劑，通過在混凝土內(nèi)部引入微小氣泡，提高混凝土抗凍融能力和耐久性；減水組份如聚羧酸減水劑，其作用是減少混凝土中游離水總量，減輕混凝土內(nèi)部脹凍壓力；防凍組份如NaNO2、Na2SO4、Ca(NO3)2等無機(jī)鹽，其作用是降低冰點(diǎn)，保證水化反應(yīng)所需的液態(tài)水。

混凝土外加劑“助劑”是為改善生產(chǎn)過程中提高生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量，或者為輔助產(chǎn)品某種特有的應(yīng)用性能所添加的輔助化學(xué)品。嚴(yán)格意義上來說，外加劑助劑是參與到化工合成中采用的一種化學(xué)原料。而混凝土外加劑復(fù)配中采用的小料，嚴(yán)格意義上來說稱不上助劑。只不過在復(fù)配中改善混凝土某些性能，起輔助性滿足混凝土拌合物的要求，形式上都是輔助性材料，這些稱為外加劑小料比較恰當(dāng)，而生產(chǎn)廠家為了提高宣傳噱頭和神秘感，稱為“助劑”。無論合成中材料的小料還是復(fù)配用的小料，我們暫且都稱為“助劑”。

下面探討一下混凝土外加劑中常用的助劑以及原理作用，比如在減水劑合成過程中用的功能性單體、巰基丙酸和維生素 C 等都是在高分子合成中改善合成的高分子結(jié)構(gòu)更適合滿足減水和保持性能。根據(jù)聚羧酸減水原理，其理想結(jié)構(gòu)應(yīng)該是均勻的梳形結(jié)構(gòu)，即疏水性主鏈上接枝適當(dāng)?shù)挠H水支鏈，疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)相間分布，在水中能拓展開而不團(tuán)聚，所以在合成中加入分子量調(diào)節(jié)劑、引發(fā)劑、終止劑、轉(zhuǎn)移劑等不同的控制聚合反應(yīng)的助劑。梳水基鏈較短而親水基鏈較長的這些助劑的使用是提升和改善合成的產(chǎn)品質(zhì)量。比如抗泥性功能性單體是取代一部分單體，在合成過程中引入抗泥官能團(tuán)來解決砂中對(duì)泥粉的吸附能力，從而改善混凝土因含泥量過多對(duì)外加劑的吸附作用。

目前復(fù)配中常用的“助劑”有抗泥劑、保塑劑、機(jī)制砂調(diào)節(jié)劑、降黏劑、增效劑等等。抗泥劑主要是小分子，復(fù)配到減水劑中，優(yōu)先吸附到泥粉表面，包裹泥粉，進(jìn)而促使減水劑最大程度發(fā)揮減水和保持。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，泥粉的結(jié)構(gòu)和品種眾多復(fù)雜，一般市面的抗泥劑需要多做試驗(yàn)，選擇對(duì)應(yīng)適合的才行，否則除了可能增加成本而一無用處。保塑劑類似保坍劑，摻加到混凝土中，減少混凝土坍落度損失，調(diào)整混凝土的和易性。機(jī)制砂調(diào)節(jié)劑是針對(duì)機(jī)制砂應(yīng)用在混凝土中改善混凝土性能的一種新型外加劑，特別針對(duì)含石粉量大、含泥量高的機(jī)制砂，提高混凝土工作性能，改善和易性，減少泌水，延長混凝土保坍時(shí)間，對(duì)機(jī)制砂石粉含量敏感度低。

降黏劑為基于混凝土膠材的粘結(jié)性，加入的一種適量分子的非離子復(fù)合物，能改善膠體的表面張力，降低無機(jī)膠體在有限自由水中的粘性，而不影響凝結(jié)（硬化）后基體的抗壓強(qiáng)度及耐久性等。一般粘性過大的混凝土或者高強(qiáng)度等級(jí)混凝土采用。

增效劑是一種激發(fā)劑，主要激發(fā)分散水泥顆粒，促使混凝土中起到填充的水泥顆粒發(fā)生水泥水化進(jìn)而提升混凝土的強(qiáng)度或者是在降低水泥用量的情況下，保持強(qiáng)度不變。

混凝土外加劑“助劑”是對(duì)因在合成中還是復(fù)配中主要材料有明顯的缺陷的彌補(bǔ)。首先作為使用方要理解這種“助劑”的基本原理，通過大量試驗(yàn)來找到合適摻量值來滿足混凝土性能的需求?；炷镣饧觿┎皇巧裣伤?，外加劑助劑更不是靈丹妙藥。須結(jié)合實(shí)際的材料選擇合適的混凝土外加劑“助劑”來真正意義上改善提升混凝土產(chǎn)品的性能。