你用对了混凝土外加剂吗?这些容易忽视的应用误区必须了解!

关于外加剂

从1824年阿思普丁取得水泥专利，至今近200年时间里，水泥无论从配料到生产，并无革命性的提升与变化，但混凝土却有了翻天覆地的变化，最主要的原因在哪里？——外加剂！

外加剂的出现推动了混凝土的发展，是我们可以根据需要选用不同的外加剂来实现相应的性能。

比如冬季施工用防冻剂、引气剂解决施工期间混凝土抗冻问题和硬化后耐久性问题，

夏季施工的缓凝剂克服高温带来的坍损快的问题，后浇带或地下室采用膨胀剂解决抗收缩问题，

海工混凝土通过掺用阻锈剂抑制钢筋锈蚀、喷射混凝土掺用速凝剂快硬等等等等！可以说，没有外加剂就没有混凝土的进步！

但是在外加剂应用中，最基本的概念和观念一定要有，而不能盲从盲目

我还是再强调一下：一定要加深对最基本概念的了解和理解！！！比如膨胀剂，做混凝土的人都知道，混凝土硬化过程也是个收缩过程，难免产生裂缝，一旦开裂，又造成很多安全性和耐久性的隐患！因此，掺用膨胀剂是惯用的做法！

现在的膨胀剂一般是双膨胀源：硫铝酸盐和氧化钙！下面公式是反应膨胀的机理，从这里可以看出氧化钙与水生成氢氧化钙，体积膨胀，硫铝酸盐与氢氧化钙、硫酸钙和水又生成带32个结晶水的水化硫铝酸钙，也就是钙矾石，水泥水化物的一种。

这个公式回答了两个问题：

1）膨胀剂内掺（计入胶凝材料总量）还是外掺（不计入胶凝材料）

既然有水化作用，产生水泥石，当然是内掺！！！

2）高强度等级混凝土是否要掺入膨胀剂

一般而言，很难听强度等级越高，自收缩越大，那么，掺入膨胀剂就是很自然想到的！但是，高强度等级肯定要低水胶比，比如都在0.35以内，理论上，水泥能完全水化再加上胶凝孔毛细孔内的水分，水胶比为0.38，所以冯乃谦先生要求高性能混凝土的水胶比要低于0.38，从公式里可以看出，膨胀剂药发生膨胀反应，就要大量的水，高强混凝土里，自身水化反应的水都不够用，哪还有水让你去膨胀？

另外，加了膨胀剂，更要加强养护，否则裂得更厉害，这里道理不再细讲。

下图是加入膨胀剂后的混凝土与普通混凝土就养护制度不同，收缩量的一个对比！

补偿收缩混凝土与普通混凝土的长度变化特性

从这张图很清楚看到，加了膨胀剂，养护不到位一样收缩！！！不要以为加了膨胀剂就万事大吉！

2000年左右，我在天津滨海大道做沿海高速技术支持工作，其间，很多朋友给我介绍防腐剂，设计图纸也设计要加入防腐剂（主要是桩基），因为沿海地区腐蚀严重，各方都很重视！

但防腐剂当时并无标准，没这个提法！我便问材料经销商，防腐剂的机理是什么，他回答不上来。我说那我来讲吧，对钢筋混凝土，无非是防混凝土劣化或钢筋锈蚀。对混凝土而言，防混凝土腐蚀，在滨海环境下，通过减水剂降低水胶比、通过掺入掺和料消纳水化产生的石灰，提高密实性就可以做到，对于抑止碱-骨料反应，理论上锂盐可以，但没听说大规模工程院用。剩下就是钢筋，钢筋防什么？锈蚀！桩基是绝氧环境，基本不会锈蚀！后来他告诉我，实际就是阻锈剂！

沿海地区主要的腐蚀因素就是硫酸盐、氯离子、镁离子等，对有碱活性骨料，还要考虑加钾离子和钠离子。其中，让大家最关注的就是氯离子对钢筋的锈蚀作用。

氯离子在反应的前后不发生变化，氯化亚铁络合物只是中间产物，最终产物还是氯离子，也就是说氯离子参加反应只是起到个搬运工的作用，在氢氧根离子作用下产生请氧化亚铁。

对钢筋锈蚀，则必须有氧气和水才能发生！

作为桩基，根本就不具备这个反应前提！这就像非给三亚人们每人发一套防寒服！穿了还中暑呢！！！

也就是说，桩基根本就没有掺阻锈剂的必要，而且只有害处没有好处！

很有意思，大概2000年左右，有个专门针对桩基防腐的研讨会，邀我去做报告！我就这个专题做了发言，上台之前，台下好多朋友与我打招呼：来了啊......我热情洋溢地讲着讲着，发现有点不对头了，台下掌声没了最后讲完，主持人很尴尬宣布有请下一位，我灰溜溜下台了，稀稀拉拉的掌声都没有了，包括会议主办方，包括台下嘉宾，大多卖阻锈剂！

后来有次中建培训，培训间隙，我与清华大学冯乃谦老师提到以上两个问题，他很认可：对呀，就是这么回事，怎么很多人会不理解呢？

关于规范

既然是感悟，信马由缰，不成体系，这留待以后再整理丰富并校正吧！我把配比设计比作炒菜，有些人认为很贴切，有些人认为很不妥，这也很正常，各抒己见，也能互相促进。但这里实际上隐藏着一个问题：对规范的理解！配比是什么？配比就是N种材料的合理组合，前提是要达到什么效果、满足某种预期要求！炒菜是根据你手边的食材配以佐料，做出可口的菜肴！这两者有相似，也有区别。

有的同志提，不合格的食材坚决不能用到餐桌上，不合格的原材也不能用到混凝土里！这个建议肯定是出于很善良的愿望！

但从另一个角度，譬如风味：豆腐放坏了，按常规做法没法吃，就得仍，但我们的先辈觉得扔掉太可惜，油炸一下，放点佐料，很好吃，就成了武汉名吃——不臭还会被认为假冒伪劣呢！四川潮湿温热，古时候没有冰箱，肉很容易变质发臭，也是用麻辣料来遮掩肉味，同时起到杀菌作用！建筑垃圾以前根本不可能用到混凝土里，现在为合理利用资源，出台相应的规范，使之洗白，合理合法应用！这都可以理解为对规范的理解与认识的变迁！

我国有很多规范，企业标准、地方标准、行业标准、国家标准等等等等，各自拉山头，互不衔接，很混乱，此处不过多去说。因为历史原因，我国早期的规范都是沿袭前苏联的，大概在上世纪九十年代开始，我们把眼光又投向了欧美，主要是欧盟，我们的很多规范都是这样！

我国混凝土耐久性的研究基本也是那时候开始的，最早在天津，1991年12月全国混凝土耐久性学组在天津成立，使我国混凝土结构耐久性的研究朝系统化、规范化方向迈进了一步。

我国耐久性的规范，应该脱胎于我国新千年的几个重点工程，比如杭州湾大桥、卢浦大桥、杨浦大桥等，当时大家都认识到了耐久性的重要性，但没有相应的规范作支撑，便在一些国家重点工程上出台了专用的设计施工指南，为工程的顺利进行起到了保驾护航作用！

其后，总结这些经验，我国开始了相关耐久性规范的编制工作。当时有次会议上，陈肇元院士说：耐久性研究在我国起步较晚，但问题很突出，必须编制相应的规范来引导工程建设，但一些指标肯定有问题，我们还没有多少资料上的积累，那么宁严勿松！我很赞成陈院士的提法！我也是在那前后，参考相应资料、法规，编制了我们天津是的地方标准，在后来的修编过程中，回头看过我自己的东西，总结这些年的经验，很多指标要求确实需要修正！

就在昨天下午，河北某高速公路建设方工程科长还给我电话：前天省站来检查，说混凝土的碱含量要控制在1.8公斤每立米，你们的指导书控制3公斤，这是咋回事？咋解释？我与他讲：在以前规范里确实这么要求，特大桥限制碱含量不超过1.8公斤每立米，但这一条现在还有人用吗？根本就不切实际，现在的桥有几座不是特大桥，按这样的要求，全国可能一座桥都建不起来！规范编制者怎么还能容忍这样一条要求堂而皇之的存在规范里？3公斤也是规范的要求，能达到这个就能杜绝碱—集料反应，这个指标也不是好达到的！

说起规范，感触良多，规范能有效指导工程建设，但弄不好也会误导—特别对热情很高、经验不足、理解不深的年轻人！比如大的背景下：欧盟早就处于工程的维护加固期，建设量很少，对混凝土的需求很少，原材料的生产储运都很规范、粒型很好、干净，自然规范的要求就高——比如C50混凝土，欧盟要求不超过450公斤粉料每立米，这是没有问题的；但照搬到我国，根本就做不出来，因为石子的生产工艺不同，针片状含量很高，按这个要求根本没法施工，这类问题很多，所以，我们做技术支撑会出专用指南，把指标进行调整——在可控范围内！很多同志应该去过日本，感触很深刻的就是人家的基础设施建设很规范，公用设施很精致——除去文化背景、民族个性，我觉得人家基础建设方面基本饱和了，那么做的更精细也有了时间，也有了必要性！但我国还处于大规模建设阶段，也得考虑这个现实！

这也要求，规范的编制者一定要多了解规范要求的本质和制定的历史背景，比如，对于桥梁，以前规范要求坍落度70-90mm，后来90-110mm，这根本就没法施工！当时我们放到140-180mm！很多老专家都不理解，但监理和施工单位都很高兴——好施工，质量也好保障！当时在秦皇岛，监理单位组织技术交流，邀我专门就这个问题进行讲解。

规范是要与时俱进的！

我与大家讲：规范是要与时俱进的，规范是很多成功经验的总结，会有一定的滞后性，这一点必须考虑！我们现在的材料体系、结构体系、施工技术都发生了很大变化，相应的工艺必须要跟上！比如桥梁，早期我国的汽车很少，而且设计的载重量也不高，随着我国经济的不断发展，汽车运输、仓储物流越来越发达，那么汽车的载重量越来越大，还有很多车私下改装，超十倍运载，那么我国的路桥设计规范也在不停调整，以前我国的桥梁，以小跨径、小厚度的板梁居多，后来都用箱梁或T梁，跨径越来越大，25米，40米，50米 ......,梁体也越来越高，相应的，含钢量也越来越高，底板、腹板、顶板还要加入预应力波纹管穿线，间隙越来越小，客观上也要求必须大坍落度才能施工——这是结构体系所决定的！另外，板梁时代，含钢梁低，梁又矮，那时的混凝土生产也主要以自落式搅拌机为主，不用外加剂，小坍落度是可以的，因为不用外加剂，混凝土内部形成很多絮凝的水囊，强力振捣的时候可能振散一部分，表现为振完坍落度加大，自然可以流到结构内部，但现在应用的外加剂，水基本都游离出来了，再振，流动性也不会有太大改观，不用太过关注振捣引起的离析。——这是材料体系决定的！

不用外加剂形成的水囊示意图

使用外加剂的效果示意图

另外，现在的混凝土运输用罐车运，小坍落度也不可能卸料，那时使用翻斗车，所以这一切都要求坍落度要大！

规范的编制者也必须要多了解时代背景、技术变迁。比如，到现在很多规范里还在讲斜向分层，技术培训会上还在大谈特谈眉飞色舞，我一直很反对，因为什么？那是小坍落度混凝土的工艺，现在的预拌混凝土，都是大坍落度，斜向分层的结果是什么？离析！！！浆石分离！！！很多质量缺陷都是这么产生的，除了问题还在那找原因——这才是最原因，根上就错了！

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