王培林 （安徽省建筑工程質(zhì)量第二監(jiān)督檢測(cè)站，安徽 合肥 230031）

0 前言

混凝土作為主要的建筑材料之一，其原材料主要包括水、砂石、水泥和外加劑，將這些材料按照一定的配合比進(jìn)行拌和就能制成強(qiáng)度等級(jí)和功能不同的混凝土?，F(xiàn)如今，外加劑的使用逐漸頻繁，不管是高強(qiáng)度混凝土，還是噴射混凝土，都需要使用外加劑，簡(jiǎn)言之，外加劑的使用豐富了混凝土的功能。因此，對(duì)此課題進(jìn)行研究，具有十分重要的意義。

1 混凝土原材料現(xiàn)狀和政策對(duì)外加劑的影響

1.1 混凝土原材料現(xiàn)狀

自十二五規(guī)劃以來，國(guó)家十分重視天然河砂的開采，認(rèn)為過度開采天然河砂，會(huì)影響生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性，故實(shí)施了相關(guān)政策，對(duì)天然河砂開采進(jìn)行限制，同時(shí)禁止開采海砂。但這樣一來，就使市場(chǎng)中的砂石供應(yīng)產(chǎn)生了巨大缺口，在這一背景下，為了使砂石需求得到滿足，機(jī)制砂成為了重點(diǎn)研究方向。據(jù)查閱統(tǒng)計(jì)資料得知，我國(guó)已經(jīng)是機(jī)制砂產(chǎn)量和消耗量最高的國(guó)家，機(jī)制砂年產(chǎn)量超過了90億噸，機(jī)制砂生產(chǎn)行業(yè)成為了消耗固體資源量最多的行業(yè)之一。但企業(yè)在生產(chǎn)機(jī)制砂的過程中，不僅需要消耗固體原材料，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的泥粉，而泥粉與普通的水泥顆粒相比，對(duì)于外加劑的吸附速率和吸附量較大，很難充分發(fā)揮外加劑的作用。

此外，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，城市規(guī)模日益擴(kuò)張，對(duì)于混凝土材料的需求進(jìn)一步增加，尤其是城市建設(shè)，會(huì)消耗大量的混凝土材料，但與此同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生混凝土垃圾，據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2010年以來，我國(guó)每年都會(huì)產(chǎn)生13億噸以上的混凝土垃圾，如何對(duì)其進(jìn)行處理，成為了亟需解決的問題。將其作為再生骨料，重新應(yīng)用于混凝土制作是一條有效的問題解決路徑，這樣一來，不僅可以滿足建筑工程施工對(duì)骨料的需求，還能實(shí)現(xiàn)廢物利用，起到保護(hù)環(huán)境的目的。但是這種骨料的性能卻無法與天然骨料相媲美，具體表現(xiàn)在再生骨料顆粒表面十分粗糙，且存在大量的裂紋，吸水率偏低，且不具備和易性，故在使用過程中需要輔以大量的外加劑，其應(yīng)用成本會(huì)因此而上升。

1.2 國(guó)家政策對(duì)外加劑的影響

目前，國(guó)家制定并落實(shí)了節(jié)能減排的政策，在這個(gè)政策的要求下，大量的工業(yè)副產(chǎn)品和肥料被應(yīng)用到水泥的制作之中，故不同地區(qū)和不同廠家在生產(chǎn)水泥時(shí)，所采用的配合比和原材料有所不同，致使外加劑和水泥存在嚴(yán)重的適應(yīng)性問題，這個(gè)問題尚未得到有效的解決，對(duì)外加劑的發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響[1]。

2 外加劑的發(fā)展方向

2.1 功能逐漸完善

現(xiàn)階段，人們對(duì)于建筑工程的功能提出了更多的要求，為滿足需求，建筑工程項(xiàng)目在施工過程中需要使用不同種類的混凝土，賦予了混凝土多樣性的特點(diǎn)，以瀝青混凝土為例，瀝青混凝土由于具有較高的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，故在公路工程施工中的應(yīng)用十分廣泛，為保證工程施工質(zhì)量，在混凝土制備完成后，需要通過試驗(yàn)的方式，對(duì)其針入度、延度、密度和軟化點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，確保混凝土各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)這一目的，需要在混凝土制造過程中使用外加劑，這表明，外加劑的功能需要逐漸完善，只有這樣，才能與混凝土的發(fā)展相吻合。比如：技術(shù)人員在研究外加劑時(shí)，可以將使用要求作為依據(jù)，如果使用要求為改變聚羧酸系減水劑的分子結(jié)構(gòu)特征，則研究人員就可以研發(fā)出聚羧酸系減水劑，從而使施工需求得到滿足。國(guó)內(nèi)學(xué)者將甲基丙烯酸、二乙二醇單丁醚等作為主要材料，完成一種低收縮率且具有降低黏度功能減水劑的制作。與之相類似的研發(fā)還有許多，表明外加劑未來會(huì)由單一功能型向復(fù)合功能型發(fā)展[2]。

瀝青混凝土試驗(yàn)結(jié)果

2.2 無機(jī)型向有機(jī)、無機(jī)復(fù)合型發(fā)展

一般情況下，有機(jī)型外加劑的使用量都會(huì)低于無機(jī)型外加劑，且前者的效能遠(yuǎn)高于后者，同時(shí)，后者在使用后，會(huì)增加混凝土內(nèi)部有害金屬離子的數(shù)量，容易降低混凝土的使用壽命，并導(dǎo)致各類混凝土質(zhì)量問題的出現(xiàn)。目前，我國(guó)實(shí)施了多種技術(shù)規(guī)范，對(duì)混凝土中氯離子含量進(jìn)行了限制，比如：《混凝土外加劑》（GB8076-2008）以及《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》等等。因此，使用高效能，且摻加量少的有機(jī)型外加劑十分關(guān)鍵，無機(jī)型外加劑必然會(huì)被有機(jī)型外加劑所取代。比如：國(guó)內(nèi)學(xué)者使用了硫酸鋰和三乙醇胺復(fù)摻，研制出了一種具有良好應(yīng)用效能的復(fù)合型外加劑。還有一些學(xué)者將納米尺度的水化硅酸鈣和早強(qiáng)型減水劑進(jìn)行復(fù)合，得到了一種性能十分優(yōu)越的早強(qiáng)劑。

2.3 制備工藝的升級(jí)和多樣化

在保證外加劑質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對(duì)其制備工藝進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約資源，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并與國(guó)家環(huán)保政策要求相契合，已經(jīng)成為外加劑制備企業(yè)的重點(diǎn)工作內(nèi)容。在此背景下，大量的新制備工藝被提出，比如：微波合成技術(shù)、超枝化聚羧酸系減水劑等。其中，我國(guó)較為知名的減水劑制備工藝為粉體聚羧酸系減水劑制備工藝。這種制備工藝有以下方面的優(yōu)勢(shì)：①支持材料的長(zhǎng)途運(yùn)輸；②生產(chǎn)成本低廉；③保質(zhì)期長(zhǎng)；④能夠適用于各種施工材料，比如噴射混凝土、干混砂漿等[3]。

2.4 使用天然材料和工業(yè)副產(chǎn)品，開發(fā)外加劑種類

近些年，通過使用一些低成本的天然材料，制備外加劑成為了業(yè)內(nèi)的重點(diǎn)話題，常見的低價(jià)天然材料包括淀粉、殼聚糖以及木質(zhì)素。接枝改性木質(zhì)素可以使材料原本的不足得到改善，從而將這種天然原材料應(yīng)用于工程領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)學(xué)者采取多種方式，降解羧甲基淀粉，然后將其與醚型聚羧酸減水劑復(fù)合，從而制備了一種具有優(yōu)異效能的減水劑。另有一部分學(xué)者對(duì)玉米淀粉進(jìn)行了酸解處理，在氧化和醚化后，制作了一種全新的復(fù)合減水劑，實(shí)踐應(yīng)用效果表明，這種淀粉減水劑的效能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的萘系減水劑。

2.5 外加劑會(huì)影響水泥的改性作用

在混凝土材料中使用外加劑，有助于增強(qiáng)混凝土材料的性能，雖然使用大量的外加劑可以適當(dāng)減少水泥的用量，但與普通混凝土相比，所耗費(fèi)的外加劑卻高出了近兩倍，為此，研究人員需要對(duì)此類現(xiàn)象加以關(guān)注。此外，一部分高強(qiáng)度混凝土對(duì)外加劑十分依賴，使用不同種類超塑化劑制備的混凝土，在強(qiáng)度和強(qiáng)度變化趨勢(shì)上的差異十分顯著，而導(dǎo)致此類現(xiàn)象發(fā)生的主要原因就是活性劑會(huì)影響水泥的水化性。通常情況下，在低水灰比高流態(tài)混凝土中使用塑化劑，在攪拌10min后，結(jié)板現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)，具體表現(xiàn)為在混凝土坍落后，如果沒有及時(shí)攪拌，混凝土?xí)倌⑶蚁虏炕炷劣捕壬仙?，然而不使用塑化劑的混凝土卻不容易出現(xiàn)這種情況，對(duì)這種問題進(jìn)行預(yù)防和避免，需要專家進(jìn)行研究。

2.6 分析檢測(cè)方法的研究

除了要加強(qiáng)外加劑本身的研究，還要對(duì)分析檢測(cè)方法進(jìn)行研究，究其原因，主要是通過研究分析檢測(cè)方法，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和把握外加劑的使用現(xiàn)象和規(guī)律，從而強(qiáng)化外加劑的研究效果，促進(jìn)高效能外加劑的出現(xiàn)。

3 結(jié)論

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，外加劑研究是大勢(shì)所趨，混凝土也因此實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，其性能和功能愈加完善，促進(jìn)了建筑工程質(zhì)量的提升。但與此同時(shí)，目前所使用的外加劑依然存在一些不足，因此，有關(guān)研究者需要把握外加劑未來發(fā)展的方向，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)新型外加劑進(jìn)行研發(fā)，從而滿足混凝土發(fā)展的需求。