混凝土应该加入什么添加剂来增加强度？

混凝土外加剂是指在混凝土搅拌时能显著改善混凝土性能的物质。其掺量一般不超过水泥质量的5%。由于外加剂对混凝土性能的改善，其在工程中的应用比例越来越大。在许多国家，掺有外加剂的混凝土已占混凝土总量的60% ~ 90%。因此，外加剂逐渐成为混凝土的第五组分。

一、外加剂分类

混凝土外加剂有很多种。根据混凝土外加剂的分类、命名和定义，混凝土外加剂按其主要功能分为四类:

1.改善和易性的外加剂:减水剂、泵送剂、引气剂。

2.调整凝结硬化时间的外加剂:缓凝剂、早强剂、速凝剂。

3.提高耐久性的添加剂:防锈剂、防水剂和引气剂。

4.改善其他性能的添加剂:引气剂、着色剂、膨胀剂和防冻剂。

二、减水剂

减水剂是指在混凝土坍落度基本不变的情况下，加入能显著降低搅拌用水量的添加剂。

(一)减水剂的作用机理

减水剂是一种表面活性物质，其分子由亲水基团和疏水基团组成。水泥与水混合时，水泥浆形成絮凝结构，包裹一部分混合水，降低流动性。减水剂的作用机理表现在以下三个方面:

(1)其疏水基团定向吸附在水泥颗粒表面，其亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带同电荷，斥力使水泥颗粒分离，释放出具有絮凝结构的自由水，增加流动性；

(2)亲水基团吸附大量极性水分子，增加水泥颗粒表面溶剂化水膜厚度，起到润滑作用，改善和易性；

(3)减水剂降低表面张力，使水泥颗粒更容易润湿，水化更充分，从而提高混凝土的强度。

水泥浆絮凝结构和减水剂作用示意图。

(二)减水剂的技术经济效果

1.增加流动性。当用水量和水灰比一定时，在不影响混凝土强度的情况下，混凝土坍落度可增加100 ~ 200 mm。

2.提高混凝土的强度。在保持流动性和水泥用量不变的情况下，可减少拌和用水量10% ~ 15%，从而降低水灰比，提高混凝土强度15% ~ 20%。

3.节约水泥。在保持流动性和水灰比不变的情况下，可以减少拌合用水量，相应减少水泥用量。

4.提高混凝土的耐久性。

(3)减水剂的种类

按化学成分分，主要有木质素系、萘系、水溶性树脂、糖蜜和复合减水剂。

1.木质素减水剂

包括木质素磺酸钙(木质素磺酸盐)、木质素磺酸钠(木质素磺酸盐)、木质素磺酸镁(木质素磺酸盐)等。其中，木钙减水剂应用广泛。

木钙减水剂是由纸浆或纤维浆生产过程中遗留的亚硫酸盐浆废液，经石灰乳中和，生物发酵除糖，蒸发浓缩，喷雾干燥而成的棕黄色粉末。

木钙减水剂的适宜掺量一般为水泥质量的0.2% ~ 0.3%。减水率为10% ~ 15%，混凝土28d抗压强度提高10% ~ 20%。如果不减少用水量，混凝土的坍落度可增加80 ~ 100mm；若混凝土抗压强度和坍落度保持不变，可节约水泥用量约10%。木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，掺量过多或低温时缓凝效果更明显，还可能降低混凝土强度，使用时应注意。

木钙减水剂可用于一般混凝土工程，特别是大体积浇筑、滑模施工、泵送混凝土和夏季施工。冬季施工不应单独使用木钙减水剂。当日最低气温低于5℃时，应配合早强剂或防冻剂使用。蒸养混凝土和预应力混凝土不应单独使用木钙减水剂，以免蒸养后混凝土表面疏松。

2.萘磺酸盐减水剂

萘系减水剂是由萘或萘同系物经磺化和甲醇回缩制得。目前，我国主要生产NNO、NF、FDN、UNF、MF、建一等减水剂，其中大部分是非引气型减水剂。

萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的0.5% ~ 1.0%，减水率为10% ~ 25%，混凝土28d强度提高20%以上。萘系减水剂具有良好的减水和增强效果，对不同种类的水泥适应性强。适用于配制早强、高强、流态和蒸汽养护混凝土。

3.水溶性树脂减水剂

这种减水剂由一些水溶性树脂制成，如三聚氰胺树脂、古马隆树脂等。这种减水剂具有显著的增强效果，是一种高效减水剂。我们的产品包括SM树脂减水剂。

SM减水剂掺量为水泥质量的0.5% ~ 2.0%，减水率为15% ~ 27%，混凝土3d强度提高30% ~ 100%，28d强度提高20% ~ 30%。SM减水剂适用于配制高强混凝土、早强混凝土、流态混凝土和蒸汽养护混凝土。

三、早强剂

早强剂是加速混凝土早期强度发展，对后期强度无明显影响的添加剂。早强剂能加速混凝土在常温、低温和负温(不低于-5℃)下的硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。早强剂主要包括无机盐(氯化物盐和磷酸盐)、有机胺和有机-无机化合物。

1.氯盐早强剂

氯盐早强剂主要有氯化钙、氯化钾、氯化铝和氯化铁，其中氯化钙的应用最为广泛。氯化钙为白色粉末，其适宜掺量为水泥质量的0.5% ~ 1.0%，可使混凝土3d强度提高50% ~ 10%，7d强度提高20% ~ 40%。同时可以降低混凝土中水的冰点，防止混凝土早期冻结。

用氯化钙做早强剂最大的缺点是含有Cl-离子，会腐蚀钢筋，导致混凝土开裂。为了抑制氯化钙对钢筋的腐蚀作用，氯化钙常与阻锈剂亚硝酸钠结合使用。

2.硫酸盐早强剂

硫酸盐早强剂主要有硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝和硫酸铝钾，其中硫酸钠应用较为广泛。硫酸钠为白色粉末，一般用量为0.5% ~ 2.0%。当掺量为1% ~ 1.5%时，混凝土达到70%设计强度的时间可缩短一半左右。

硫酸钠对钢筋无腐蚀作用，适用于不允许掺氯盐的混凝土。但由于与氢氧化钙反应生成强碱NaOH，为防止碱-骨料反应，含活性骨料的混凝土中严禁使用硫酸钠，注意不要添加过多，以免混凝土后期膨胀、开裂、损坏，防止混凝土表面“起霜”。

3.有机胺早强剂

有机胺早强剂主要有三乙醇胺和三异丙醇胺，其中三乙醇胺是最好的早强剂。

三乙醇胺是无色或微黄色油状液体，呈碱性，可溶于水。掺量为水泥质量的0.02% ~ 0.05%，能提高混凝土的早期强度。三乙醇胺对混凝土有轻微的缓凝作用，掺量过多会造成混凝土严重缓凝，降低混凝土强度，应严格控制掺量。

四、缓速器

缓凝剂是一种能延缓混凝土凝结时间，对混凝土后期强度发展没有不利影响的添加剂。缓凝剂有四种主要类型:糖类，如糖蜜；木质素磺酸盐，如木质素磺酸钙和木质素磺酸钠。常用的缓凝剂有木质素磺酸盐和糖蜜，其中糖蜜的缓凝效果最好。

缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热、增强的作用，对钢筋无腐蚀作用。主要适用于大体积混凝土和炎热气候下施工的混凝土，以及需要长期停放或长途运输的混凝土。

动词 （verb的缩写）引气剂

引气剂是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量均匀分布的微小气泡，从而减少混凝土拌合物泌水和离析，改善和易性，显著提高硬化混凝土抗冻性和耐久性的添加剂。目前常用的引气剂有松香热聚合物、松香皂、烷基苯磺酸盐等。由于大量微小、封闭且分布均匀的气泡的存在，混凝土的某些性能得到了明显的改善或改变。

1.改善混凝土拌合物的和易性

2.显著提高混凝土的抗渗性和抗冻性。

3.降低混凝土的强度。普通混凝土含气量增加65438±0%时，抗压强度下降4% ~ 6%，抗折强度下降2% ~ 3%。

引气剂可用于抗渗混凝土、抗冻混凝土、抗硫酸盐混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻混凝土、有装饰要求的混凝土，但不适用于蒸汽养护混凝土和预应力混凝土。

六、防冻液

防冻剂是一种能在负温下硬化混凝土，并在规定的养护条件下达到预期性能的添加剂。常用的防冻剂有氯盐、氯盐防锈剂和氯盐。

防冻剂用于在负温条件下施工的混凝土。目前国内防冻剂适用于0 ~-15℃的温度，在较低温度下施工时应增加其他混凝土冬季施工措施。

七。加速器

速凝剂是指能使混凝土快速凝结硬化的外加剂。促进剂主要包括无机盐和有机化合物。无机盐是国内常用的促进剂，主要有红星I型、711型、728型、8604型。

速凝剂掺入混凝土后，5分钟内可使混凝土初凝，1h可产生强度，1d强度提高2-3倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺外加剂时的80%-90%。速凝剂的速凝早强机理是使水泥中的石膏变成Na2SO4而失去缓凝作用，从而促进C3A快速水化，并使其水化产物晶体在溶液中析出，导致水泥浆体快速凝固。速凝剂主要用于矿山隧道、铁路隧道、饮用水涵洞、地下工程以及喷射混凝土或砂浆工程中的喷锚支护。