混凝土外加劑是指在混凝土拌和過(guò)程中摻入的能顯著改善砼的性能的物質(zhì)。其摻量一般不大于水泥質(zhì)量的5%。由于外加劑對(duì)混凝土性能的改善，它在工程中應(yīng)用的比例越來(lái)越大，不少國(guó)家使用摻外加劑的混凝土已占混凝土總量的60%~90%。
混凝土外加劑分類
混凝土外加劑種類繁多，根據(jù)《混凝土外加劑的分類、命名與定義》規(guī)定，混凝土外加劑按其主要功能分為四類：
1.改善工作性的外加劑：減水性、泵送劑、引氣劑；
2.調(diào)節(jié)凝結(jié)硬化時(shí)間的外加劑：緩凝劑、早強(qiáng)劑、速凝劑；
3.改善耐久性的外加劑：阻銹劑、防水劑、引氣劑；
4.改善其它性能的外加劑：加氣劑、著色劑、膨脹劑、防凍劑。

一、減水劑
減水劑是指在砼坍落度基本相同條件下，加入能顯著減少拌和用水量的外加劑。
(一) 減水劑的作用機(jī)理
減水劑為表面活性物質(zhì)，其分子由親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)兩個(gè)部分組成。水泥加水拌和，水泥漿成絮凝結(jié)構(gòu)，包裹一部分拌和水，降低了流動(dòng)性。減水劑的作用機(jī)理表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
1.其疏水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面，親水基團(tuán)指向水溶液，使水泥顆粒表面帶有相同電荷，斥力作用使水泥顆粒分開，放出絮凝結(jié)構(gòu)游離水，增加流動(dòng)性；
2.親水基吸附大量極性水分子，增加水泥顆粒表面溶劑化水膜厚度，起潤(rùn)滑作用，改善工作性;
3.減水劑降低表面張力，水泥顆粒更易濕潤(rùn)，使水化比較充分，從而提高混凝土的強(qiáng)度。
(二) 減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果
1.增大流動(dòng)性。在用水量及水灰比不變時(shí)，混凝土坍落度可增大100~200mm，且不影響混凝土的強(qiáng)度。
2.提高混凝土的強(qiáng)度。在保持流動(dòng)性及水泥用量不變的條件下，可減少拌和用水量10%~15%，從而降低水灰比，使混凝土強(qiáng)度提高15%~20%。
3.節(jié)約水泥。在保持流動(dòng)性及水灰比不變的條件下，可以在減少拌和水量的同時(shí)，相應(yīng)減少水泥用量。
4.改善混凝土的耐久性。
(三) 減水劑的種類
按化學(xué)成分主要有木質(zhì)素系、萘系、水溶性樹脂類、糖蜜類和復(fù)合型減水劑等。
1.木質(zhì)素系減水劑
包括木質(zhì)素磺酸鈣（木鈣）、木質(zhì)素磺酸鈉（木鈉）、木質(zhì)素磺酸鎂（木鎂）等。其中木鈣減水劑應(yīng)用較多。
木鈣減水劑是以生產(chǎn)紙漿或纖維漿剩余下來(lái)的亞硫酸漿廢液為原料，采用石灰乳中和，經(jīng)生物發(fā)酵除糖、蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥而制得的棕黃色粉末。
木鈣減水劑的適宜摻量，一般為水泥質(zhì)量的0.2%~0.3%。其減水率為10%~15%，混凝土28d抗壓強(qiáng)度提高10%~20%；若不減水，混凝土坍落度可增大80~100mm；若保持混凝土的抗壓強(qiáng)度和坍落度不變，可節(jié)約水泥用量10%左右。木鈣減水劑對(duì)混凝土有緩凝作用，摻量過(guò)多或在低溫下，其緩凝作用更為顯著，而且還可能使混凝土強(qiáng)度降低，使用時(shí)應(yīng)注意。
木鈣減水劑可用于一般混凝土工程，尤其適用于大體積澆筑、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。木鈣減水劑不宜單獨(dú)用于冬季施工，在日最低氣溫低于5℃，應(yīng)與早強(qiáng)劑或防凍劑復(fù)合使用。木鈣減水劑也不宜單獨(dú)用于蒸養(yǎng)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土，以免蒸養(yǎng)后混凝土表面出現(xiàn)疏松現(xiàn)象。
2.萘磺酸鹽系減水
萘系減水劑，是用萘或萘的同系物經(jīng)磺化與甲醇縮回而成。目前，我國(guó)生產(chǎn)的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建I型等減水劑，其中大部分品牌為非引氣型減水劑。
萘系減水劑的適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.5%~1.0%，減水率為10%~25%，混凝土28d強(qiáng)度提高20%以上。萘系減水劑的減水增強(qiáng)效果好，對(duì)不同品種水泥的適應(yīng)性較強(qiáng)，適用于配制早強(qiáng)、高強(qiáng)、流態(tài)、蒸養(yǎng)混凝土。
3.水溶性樹脂減水劑
這類減水劑時(shí)以一些水溶性樹脂為主要原料制成的減水劑，如三聚氰胺樹脂、古瑪隆樹脂等。該類減水劑增強(qiáng)效果顯著，為高效減水劑，我國(guó)產(chǎn)品有SM樹脂減水劑等。
SM減水劑摻量為水泥質(zhì)量的0.5%~2.0%，其減水率為15%~27%，混凝土3d強(qiáng)度提高30%~100%，28d強(qiáng)度可提高20%~30%。SM減水劑適于配制高強(qiáng)混凝土、早強(qiáng)混凝土、流態(tài)混凝土及蒸養(yǎng)混凝土等。
二、早強(qiáng)劑
早強(qiáng)劑是加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展，并對(duì)后期強(qiáng)度無(wú)顯著影響的外加劑。早強(qiáng)劑可以在常溫、低溫荷負(fù)溫（不低于-5℃）條件下加速混凝土的硬化過(guò)程，多用于冬季施工和搶修工程。早強(qiáng)劑主要有無(wú)機(jī)鹽類（氯鹽類、磷酸鹽類）和有機(jī)胺及有機(jī)-無(wú)機(jī)的復(fù)合物三大類。
1.氯鹽類早強(qiáng)劑
氯鹽類早強(qiáng)劑主要有氯化鈣、氯化鉀、氯化鋁及三氯化鐵等，其中以氯化鈣應(yīng)用最廣，氯化鈣為白色粉末狀物，其適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.5%~1.0%，能使混凝土3d強(qiáng)度提高50%~10%，7d強(qiáng)度提高20%~40%，同時(shí)能降低混凝土中水的冰點(diǎn)，防止混凝土早期受凍。
采用氯化鈣作早強(qiáng)劑，最大的缺點(diǎn)使含有Cl-離子，會(huì)使鋼筋銹蝕，并導(dǎo)致混凝土開裂。為了抑制氯化鈣對(duì)鋼筋的銹蝕作用，常將氯化鈣與阻銹劑亞硝酸鈉（NaNO2)復(fù)合作用。
2.硫酸鹽類早強(qiáng)劑
硫酸鹽類早強(qiáng)劑，主要有硫酸鈉、硫代硫酸鈣、硫酸鋁、硫酸鋁鉀等，其中硫酸鈉應(yīng)用較多。硫酸鈉為白色粉狀物，一般摻量為0.5%~2.0%，當(dāng)摻量為1%~1.5%時(shí)，達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%的時(shí)間可縮短一半左右。
硫酸鈉對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用，適用于不允許摻用氯鹽的混凝土。但由于它與氫氧化鈣作用生成強(qiáng)堿NaOH，為防止堿骨料反應(yīng)。硫酸鈉嚴(yán)禁用于含有活性骨料的混凝土，同時(shí)應(yīng)注意不能超量摻加。以免導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生后期膨脹開裂破壞，并防止混凝土表面產(chǎn)生“白霜”。
3.有機(jī)胺類早強(qiáng)劑
有機(jī)胺類早強(qiáng)劑主要有三乙醇胺、三異丙醇胺等，其中早強(qiáng)效果以三乙醇胺為佳。
三乙醇胺為無(wú)色或淡黃色油狀液體，呈堿性，能溶于水。摻量為水泥質(zhì)量的0.02%~0.05%，能使混凝土早期強(qiáng)度提高。三乙醇胺對(duì)混凝土稍有緩凝作用，摻量過(guò)多會(huì)造成混凝土嚴(yán)重緩凝和混凝土強(qiáng)度下降，故應(yīng)嚴(yán)格控制摻量。
三、緩凝劑
緩凝劑是指能延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間，并對(duì)混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展無(wú)不利影響的外加劑.緩凝劑主要有四類：糖類，如糖蜜；木質(zhì)素磺酸鹽類，如木鈣、木鈉。常用的緩凝劑是木鈣和糖蜜，其中糖蜜的緩凝效果最好。
緩凝劑具有緩凝、減水、降低水化熱和增強(qiáng)作用，對(duì)鋼筋也無(wú)銹蝕作用。主要使適用于大體積混凝土和炎熱氣候下施工的混凝土，以及需長(zhǎng)時(shí)間停放或長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)幕炷痢?br /> 四、引氣劑
引氣劑是指在混凝土攪拌過(guò)程中，能引入大量分布均勻的微小氣泡，以減少混凝土拌和物的泌水、離析，改善和易性，并能顯著提高硬化混凝土抗凍性、耐久性的外加劑。目前，應(yīng)用較多的引氣劑為松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。由于大量微小、封閉并均勻分布的氣泡的存在，使混凝土的某些性能得到明顯改善或改變。
1.改善混凝土拌和物的和易性；
2.顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性；
3.降低混凝土強(qiáng)度。一般混凝土的含氣量每增加1%時(shí)，其抗壓強(qiáng)度將降低4%~6%，抗折強(qiáng)度降低2%~3%。
引氣劑可用于抗?jié)B混凝土、抗凍混凝土、抗硫酸鹽侵蝕混凝土、泌水嚴(yán)重的混凝土、貧混凝土、輕混凝土，以及對(duì)飾面有要求的混凝土等，但引氣劑不宜用于蒸養(yǎng)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土。
五、防凍劑
防凍劑是能使混凝土在負(fù)溫下硬化，并在規(guī)定養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到預(yù)期性能的外加劑。常用的防凍劑有氯鹽類、氯鹽阻銹類、物氯鹽類。
防凍劑用于負(fù)溫條件下施工的混凝土。目前，國(guó)產(chǎn)防凍劑品種適用于0-15℃的氣溫，當(dāng)在更低氣溫下施工時(shí)，應(yīng)增加其它混凝土冬季施工措施。
六、速凝劑
速凝劑是指能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。速凝劑主要有無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物類兩類。我國(guó)常用的速凝劑使無(wú)機(jī)鹽類，主要有紅星I型、711型、728型、8604型等。
速凝劑摻入混凝土后，能使混凝土在5min內(nèi)初凝，1h就可產(chǎn)生強(qiáng)度，1d強(qiáng)度提高2～3倍，但后期強(qiáng)度會(huì)下降，28d強(qiáng)度約為不摻時(shí)的80%~90%。速凝劑的速凝早強(qiáng)作用機(jī)理，是使水泥中的石膏變成Na2SO4，失去緩凝作用，從而促使C3A迅速水化，并在溶液中析出其水化產(chǎn)物晶體，導(dǎo)致水泥漿迅速凝固。速凝劑主要用于礦山井巷、鐵路隧道、飲水涵洞、地下工程以及噴錨支護(hù)時(shí)的噴射混凝土或噴射砂漿工程中。