混凝土外加剂品种、性能和标准

•缓凝高效减水剂
•早强剂
•速凝剂
•膨胀剂
•早强减水剂
•缓凝剂
•防冻剂
•防水剂
•缓凝减水剂
•泵送剂
(1)普通减水剂（木质素磺酸盐）

作用：
工作度不变时，减少水灰比（即减水作用）；
水灰比相同时，提高工作度（即塑化作用）。

副作用：缓凝和引气作用 产品来源和制备工艺决定了化学结构和分子
量的大小，对性能产生的影响。
盐、氟硅酸盐、锌盐等。

有机类缓凝剂：羟基羧酸盐类和多元醇及其
衍生物类（如山梨醇、丙三醇等）、木质素
磺酸盐等。

缓凝效果：取决于掺量、水泥品种、水泥中
所用石膏种类。
(7) 缓凝减水剂

能延缓混凝土的凝结和早期硬化，并能减少
混凝土的拌和水量。一等品的减水率应该
≥8%，混凝土初凝时间延迟90min以上。
降低坍落度损失 改善泵送性 改善加工性能
五.外加剂的选用(2)
混 凝 土 种 类 外加剂品种 使用目的 高 效 减 水 剂 缓 凝 高 效 普 通 减 水 剂 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 早 强 减 水 剂 早 强 剂 引 气 减 水 剂 引 气 剂 缓 凝 减 水 剂 √ 缓 凝 剂 √ 防 水 剂 膨 胀 剂 泵 送 剂 防 冻 剂 速 凝 剂 絮 凝 剂 阻 锈 剂
延长凝结时间 缩短凝结时间 改 善 硬 化 中 混 凝 土 性 能 减少泌水 防 冻 √ √
√
降低早期水化热 减少早期龟裂 改善加工性 提高早期强度
五.外加剂的选用(3)
混 凝 土 种 类 外加剂品种 高 效 减 水 剂 缓 凝 高 效 普 通 减 水 剂 早 强 减 水 剂 早 强 剂 引 气 减 水 剂 引 气 剂 缓 凝 减 水 剂 缓 凝 剂 防 水 剂 膨 胀 剂 泵 送 剂 防 冻 剂 速 凝 剂 絮 凝 剂 阻 锈 剂
强
剂
引 气 减 水 剂
引
气
剂
缓 凝 减 水 剂
缓
防
膨
泵
防
速
絮
阻
凝
剂
水
剂
胀
剂
送
剂
冻
剂
凝
剂
凝
剂
锈
剂
轻混凝土
预填集料混凝土 生 产 特 种 混 凝 土 膨胀混凝土 超高强混凝土 √ √
发泡剂、起泡剂
预填集料压浆混凝土用外加剂 √
水中混凝土
喷射混凝土 √
√
六.外加剂与水泥的适应性
Compatibility!!


早强减水剂 = 早强剂 + 减水剂（普通型减水 剂或高效减水剂）等组分复合；
(6) 缓凝剂

缓凝剂：用来延缓水泥混凝土凝结时间的外加剂 使新拌混凝土在长时间里保持良好的工作性；在 夏季施工或大体积混凝土中掺用；

延缓水泥水化放热，降低混凝土温升，减少温差 裂缝。

无机盐类缓凝剂：硼酸盐、磷酸盐和偏磷酸
减水率高，早期混凝土坍落度损失较小，在生产 过程中无废水、废料排放，但其成本比萘系高效 减水剂高， 掺量对混凝土的水胶比变化非常敏感，容易造成 混凝土离析和泌水。 通常将其与萘系高效减水剂或其它高效减水剂复 合使用，以克服其本身存在的一些缺陷。
Hale Waihona Puke 注意：生产中加入了少量尿素以改善性能和降 低成本； 在一定条件下，硬化后的混凝土有氨气 放出，会造成居室内空气污染，所以对 采用部分尿素为原料的氨基磺酸盐高效 减水剂应注意使用场所。

(3) 缓凝高效减水剂

高效减水剂加入适量的缓凝组份，使其 符合工程要求；

适用于大体积混凝土、商品混凝土、泵 送混凝土；

量大面广的外加剂品种之一。
(4) 早强剂

增加早期反应速度、显著提高早期强度的化学外
加剂。

提高混凝土早期强度、缩短养护时间 ( 混凝土脱
模、预应力结构的张拉或放松、水泥制品的出厂、 冬期施工) 4 种方法：快硬早强水泥、增加水泥用量、蓄热 处理或掺加混凝土早强剂等技术措施。

缓凝减水剂：减水剂（普通减水剂或高效减
水剂）与缓凝剂复合配制的。

复配时应注意各种组分之间的适应性。
(8) 引气剂

引入大量的均匀分布的微气泡，而且在硬
化后能保留。 提高混凝土耐久性 —— 抗冻性和抗盐冻剥 蚀 引气剂提高混凝土公路耐久性的好材料。


混凝土化学外加剂
——松香热聚物引气剂

(13) 防 水 剂

改善砂浆及混凝土的耐久性，降低其在静水压
力下透水性的外加剂。

注意：在很多情况下，为了生产水密性好的混
凝土，使用减水剂减水，应用防裂剂防止开裂，
比单独作用的防水剂具有更好的效果。
(14)泵 送 剂

商品混凝土在大中城市泵送率达60%
左右。

泵送剂——保证混凝土大流动性，坍落
(9) 引气减水剂

引气减水剂是兼有引气和减水两种功能的
外加剂。
(10) 速 凝 剂

调节凝结时间和硬化速度的外加剂，它能加速水 广泛应用于道路、隧道、矿山井巷和地下室的支 将水泥、砂、石、速凝剂和水借助于高速气流直
泥的水化作用，并显著缩短凝结时间。

护衬砌。

接喷射成有一定厚度（ 50~300mm ）的混凝土衬

早强剂的发展过程


19世纪末，氯化钙早强剂
20世纪50年代，无机材料


60年代以来，有机和无机材料相结合的早强剂
70年代，三乙醇胺/NaCl/NaNO2复合早强剂 Na2SO4/NaNO2/石膏复合早强剂

80年代以后，糖钙/ Na2SO4复合早强剂
(5) 早强减水剂

同时具有早强和减水功能的外加剂； 一 等 品 ： 减 水 率 ≥ 8% ； 1d 抗 压 强 度 比 ≥140%；

混凝土中增加 1%的含气量，混凝土的抗压强
度降低率 ≤ 3% ，低于其它引气剂的强度降低
值(5%)。
黑龙江哈同高等级公路
——SJ-2皂甙类新型引气剂及应用技术
传统路面撒除冰盐后开始破坏的情况
应用新抗冻砼材料施工后，路面未见破坏
停止撒盐后2个月，传统砼路面的破坏情况
停止撒盐后2个月，抗冻砼路面仍然完好
最广泛使用的引气剂 将松香、苯酚、硫酸按一定比例投入反应釜， 在一定温度和合适条件下反应，经过缩合、聚 合，生成一种分子量比较大的物质，再用氢氧 化钠处理而成。
混凝土化学外加剂
——皂甙类引气剂

原料——从皂荚中提取皂素。原料去籽粉碎后，
喷雾干燥即可，主要成分为三萜皂甙。
煮熬、分离、浓缩、加入改性物质，混合均匀， 易溶于水，对酸、碱和硬水的化学稳定好，复 配性较好，在混凝土中形成的气泡孔径细小，
二.混凝土外加剂的定义
混凝土外加剂：在搅拌过程中掺入
的用以改善混凝土性能的物质，掺量不 大于水泥质量的5%（特殊情况除外） 的物质。
三.外加剂的主要功能（1）
（1）改善混凝土或砂浆拌合物施工时的和 易
（2）提高混凝土或砂浆的强度及其它物理 力学性能； （3）节约水泥或代替特种水泥； （4）加速混凝土或砂浆的早期强度发展；
混凝土外加剂的品种、性能
和标准介绍
中国建筑材料科学研究院
田
培
主要内容
一.混凝土化学外加剂发展历史 二.混凝土外加剂的定义 三.外加剂的主要功能 四.混凝土外加剂的品种 五.混凝土外加剂的选用 六.外加剂与水泥之间适应性 七.混凝土外加剂标准介绍
一.混凝土化学外加剂发展历史
自30年代开始使用木质素减水剂，60 年代日本和西 德研制成功高效减水剂以来，混凝土外加剂已有 70多 年的历史。 从20世纪60年代以后，外加剂进入了迅速发展的时 代。 我国自70 年代以来，外加剂的科研、生产和应用也 取得许多重大的进展。
1. 适应性的概念
(2)高效减水剂

减水率可达20%以上

没有严重的缓凝及引气量过多的问题。
高效减水剂国外也称为超塑化剂、超流 化剂、高范围减水剂等。


提高流动性 —— 在水泥用量相等，不降低强
度的情况下，用于浇筑大流动性混凝土；

提高强度 —— 用较低的用水量，生产正常工
作度的高强混凝土；

节约水泥 —— 在坍落度和强度相同时，可以
度损失小，粘性较好，混凝土不离析， 不泌水。
泵送剂

泵送剂组成
（1）减水组分 （2）缓凝组分 （3）润滑组分 （4）引气组分
（5）增稠组分

复合泵送剂的组成，应根据具体情况而选择， 不一定都含有上述的组成。
五.外加剂的选用(1)
混 凝 土 种 类 外加剂品种 使用目的 降低单位用水量 降低单位水泥用量 改 善 新 拌 混 凝 土 性 能 提高工作性 提高粘性 引 气 √ √ √ √ √ √ 高 效 减 水 剂 √ √ √ √ 缓 凝 高 效 普 通 减 水 剂 √ √ √ √ 早 强 减 水 剂 √ √ √ √ 早 强 剂 引 气 减 水 剂 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 引 气 剂 √ 缓 凝 减 水 剂 √ √ √ √ √ √ √ 缓 凝 剂 防 水 剂 膨 胀 剂 泵 送 剂 √ 防 冻 剂 速 凝 剂 絮 凝 剂 阻 锈 剂 √ √ √ √
使用目的
提高长期强度 改 善 硬 化 后 混 凝 土 性 能
√
√
√
√
√
√
降低水化热
√
√
√
√
√
提高抗冻性
√
√
减少收缩
√
√
√
√
√
√
五.外加剂的选用(4)
混 凝 土 种 类 外加剂品种 使用目的 提高抗冻融性 高 效 减 水 剂 缓 凝 高 效 普 通 减 水 剂 早 强 减 水 剂 早 强 剂 引 气 减 水 剂 √ 引 气 剂 √ 缓 凝 减 水 剂 缓 凝 剂 防 水 剂 膨 胀 剂 泵 送 剂 防 冻 剂 速 凝 剂 絮 凝 剂 阻 锈 剂
降低吸水性
降低碳化速度 降低透水性 √ √ √ √
√
√ √
√
√ √ √ √
√
√
提 高 耐 久 性
√
√
降低ARR 提高抗化学腐蚀性
防止钢筋锈蚀
√ √
√ √
√ √
√ √
√ √
√ √
√ √
√ √
√
√
五.外加剂的选用(5)
混 凝 土 种 类
外加剂品种 使用目的 高 效 减 水 剂 缓 凝 高 效 普 通 减 水 剂 早 强 减 水 剂 早
成能溶解于水的线性高分子。

白色，适合于清水混凝土。
——聚羧酸盐聚合物

减水率高；
价格稍高；
是由丙烯酸（CH2=CH—COOH）或甲基丙
烯酸（CH2=C（CH3）—COOH）单体在游
离基的加成聚合作用下合成的，可以设计其
分子结构。
——氨基磺酸盐高效减水剂


氨基芳基磺酸盐—苯酚—甲醛的缩合物，
节约水泥10%以上。
——萘磺酸盐甲醛缩合物（萘系减水剂）
生产过程 —— 磺化，
缩合，中和，过滤，液体 产品，经喷雾干燥即可得 到粉状产品。 特点 —— 原料来源广 泛，价格波动大，应用技 术成熟
—— 水溶性树脂（密胺树脂）类减水剂
生产过程——磺化，缩合，使羟甲基三聚氰

胺单磺酸钠单体之间以醚键相互联接起来，制
三.外加剂的主要功能（2）
（5）调节混凝土或砂浆的凝结硬化速度； （6）调节混凝土或砂浆的含气量； （7）降低水泥初期水化热或延缓水化放热； （8）改善拌合物的泌水性；
三.外加剂的主要功能（3）
（9）提高混凝土或砂浆耐各种侵蚀性盐类
的腐蚀性；
（10）减弱碱—集料反应；
（11）改善混凝土或砂浆的毛细孔结构； （12）改善混凝土的泵送性；
三.外加剂的主要功能（4）
（13）提高钢筋的抗锈蚀能力； （ 14 ）提高集料与砂浆界面的粘结力，提 高钢筋与混凝土的握裹力；
（15）提高新老混凝土界面的粘结力；
（16）改变砂浆及混凝土的颜色。
四.混凝土外加剂的品种
已制订有标准的共有14种化学外加剂。
•普通减水剂
•高效减水剂
•引气剂
•引气减水剂
(12) 膨 胀 剂

膨胀剂是一种在水泥凝结硬化过程中使混凝土
（包括砂浆及水泥净浆）产生可控膨胀以减少 收缩的外加剂。 膨胀：自身产生膨胀，也能与其它成分反应产 生膨胀。


可以配制补偿收缩混凝土和自应力混凝土
膨 胀 剂
膨胀剂的种类如下：

硫铝酸钙系膨胀剂
石灰系膨胀剂
铁粉系膨胀剂

复合型膨胀剂
5%~7%。

1~0℃：水化活性剧烈地降低，水化作用缓慢。
低于0℃的某个范围时，游离水将开始结冰；
-15℃左右时，游离水结冰，水化和硬化停止。
防冻剂

防冻剂作用：降低冰点，使混凝土在负温下保持足够 的液相，使水泥的水化得以继续进行；转入正温后， 混凝土强度能进一步增长，并达到或超过设计标号。

复合防冻剂=防冻剂＋早强剂＋减水剂＋引气剂
砌。

可分为两类：
一类是以铝酸盐和碳酸盐为主；
另一类则以水玻璃为主要成分。

液体速凝剂：发展方向，适应湿喷工艺，作业
面粉尘浓度低，混凝土后期强度损失小（约
10%），有利于保证混凝土工程质量。
混凝土化学外加剂
(11) 防冻剂

低温或负温对混凝土施工十分不利。
温 度 每 降 低 1℃ ， 水 泥 的 水 化 作 用 约 降 低