在混凝土、砂浆和净浆的制备过程中，掺入少量的(不超水泥用量的5%)能对混凝土、砂浆或净浆改变性能的一种产品，称为混凝土外加剂。

　　在混凝土中加入适量的外加剂，能提高混凝土质量，改善混凝土性能，减少混凝土用水量，节约水泥，降低成本，加快施工进度。随着技术的进步，外加剂已成为除水泥、粗细骨料、掺合料和水以外的第5种必备材料，掺外加剂是混凝土配合比优化设计和提高混凝土耐久性的一项重要措施。

　　1、外加剂的分类

　　混凝土外加剂按其主要功能可分为以下4类：

　　(1)改善混凝土拌和物流变性能的外加剂。包括普通减水剂和高效减水剂、引气剂和泵送剂等。

　　(2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。

　　(3)改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。

　　(4)改善混凝土其他性能的外加剂。包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等。

　　水工混凝土常用的外加剂种类主要有减水剂、缓凝剂、引气剂以及各种复合性的外加剂，如缓凝减水剂或缓凝高效减水剂、早强减水剂、引气减水剂，根据特殊需要，也掺用其它种类的外加剂，如泵送剂、防水剂、防冻剂等等。GB8076-1997《混凝土外加剂》、DL/T5100-1999《水工混凝土外加剂技术规程》等国家和行业标准对这些外加剂的性能指标和技术规程都有严格要求，可根据混凝土的不同需要进行选用。

　　2、减水剂

　　减水剂又称塑化剂或分散剂。拌和混凝土时加入适量的减水剂，可使水泥颗粒分散均匀，同时将水泥颗粒包裹的水份释放出来，从而能明显减少混凝土用水量。

　　减水剂的作用是在保持混凝土配合比不变的情况下，改善其工作性;或在保持工作性不变的情况下减少用水量，提高混凝土强度;或在保持强度不变时减少水泥用量，节约水泥，降低成本。同时，加入减水剂后混凝土更为均匀密实，改善一系列物理化学性能，如抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等，提高了混凝土的耐久性。

　　以往水工混凝土使用的减水剂一般是纸浆废液、木钙、糖蜜一类的普通减水剂，减水率不高，一般为5%～10%。随着对水工混凝土质量要求的提高，对减水剂的质量要求也越来越高。二滩、三峡等大型水电工程大量应用的萘系高效减水剂，减水率高达20%～30%，主要用来配制高强度和高流态混凝土或是需大幅度减少用水量的混凝土。高效减水剂对提高水泥使用效率具有明显效果，可节省水泥用量20%左右。三峡工程花岗岩人工骨料混凝土使用普通减水剂时，用水量高达110 kg/m3左右，采用了优选的ZB-1A高效减水剂，并和DH9引气剂、Ⅰ级粉煤灰联掺后，用水量降至85 kg/m3左右，达到了国内外先进水平。三峡工程还使用了减水率更高的丙烯酸类高效减水剂X404，减水率在30%以上，但这类减水剂的价格昂贵，主要用在高强度混凝土部位。

　　3、缓凝剂

　　缓凝剂能延缓混凝土凝结硬化时间，便于施工;能使混凝土浆体水化速度减慢，延长水化放热过程，有利于大体积混凝土温度控制。缓凝剂会对混凝土1～3 d早期强度有所降低，但对后期强度的正常发展并无影响。

　　一般缓凝剂可使混凝土的初凝时间延长1～4 h，但这对高温情况下大仓面混凝土施工是不够的。为了满足高温地区和高温季节大体积混凝土施工需要，国家“八五”科技攻关项目研究出了高温缓凝剂，这种缓凝剂能在气温为(35+2)℃、相对湿度为(60+5)%的条件下混凝土初凝时间为6～8 h。目前在三峡等工程中大量使用的缓凝高效减水剂，通过适当增加掺量，都可使混凝土初凝时间达到6～8 h以上，满足了35℃左右高温季节大仓面混凝土施工需要。

　　4、引气剂

　　引气剂是一种表面活性物质，是混凝土常用的外加剂之一，它能使混凝土在搅拌过程中从大气中引入大量均匀封闭的小气泡，使混凝土中含有一定量的空气。好的引气剂能引入混凝土中的气泡达10亿个之多，孔径多为0.05～0.2 mm，一般为不连续的封闭球形，分布均匀，稳定性好，这样能显著提高混凝土的抗冻性、耐久性(三峡工程内部混凝土抗冻融循环次数达150次以上，外部混凝土达300次以上);同时还能改善混凝土和易性，特别是在人工骨料或天然砂颗粒较粗、级配较差以及在贫水泥混凝土中使用效果更好;改善混凝土的泌水和离析;减少混凝土渗透性，提高混凝土抗侵蚀能力。

　　引气剂的掺量一般在水泥重量的万分之0.3～2的范围内，由于掺量小，因此要称量准确，拌和均匀。另外，影响引气量的因素很多，如水灰比、水泥用量、砂率、集料、振捣方式、搅拌时间、坍塌度、成型温度等，都需严格规范操作，否则就达不到应有效果。

　　5、复合外加剂

　　复合外加剂是具有两种以上主要功能的外加剂，如缓凝减水剂同时具有缓凝和减水功能，引气减水剂同时具有引气和减水功能。

　　许多水电工程，特别是三峡工程，将两种外加剂复合使用，如缓凝高效减水剂和引气剂复合，同时具有高效减水、引气、缓凝作用，取得了很好的效果，既满足了大仓面浇筑混凝土缓凝的要求，又达到了减水和提高耐久性的目的。

　　6、外加剂的选用原则

　　一个工程使用什么样的外加剂应根据工程设计和施工技术要求在工程开工之前进行认真优选，并根据原材料进行严格的适应性试验论证确定。三峡工程在开工初期曾对全国近30个外加剂正规厂家生产的30多个品种按国家标准进行了初选试验，在此基础上，对初选出来的几个品质优良的产品，由3个具有资质的试验单位，结合三峡工程的原材料进行了全面的混凝土适应性试验，经过充分论证和严格评审，最终优选出了2～3个品质优选的、适合三峡工程实际情况的外加剂品种，满足了大仓面、高强度混凝土施工需要，提高了混凝土的各种性能，取得了良好的经济效益。

　　为了方便管理，一个大中型工程优选出1~2种同类外加剂为宜(包括备用在内)，一般情况下，在工程施工中不要随便更换外加剂品种。

　　相对于其他原材料而言，外加剂掺量虽然较少，但对混凝土质量至关重要，因此其掺量经试验论证确定之后，应严格控制，外加剂质量及其稳定性应按相关标准在出厂和使用过程中进行严格检验，外加剂的运输和储存也要按相关标准规定严格执行。　高效引气减水剂是近几年刚开发的一种减水率 高、塌落度损失小并有一定引气作用的减水剂。它与以往的高效减水剂相比，不仅保持了高效减水剂分散作用强、减水率高的优点，而且克服了高效减水剂塌落度损 失大的缺点，使混凝土的各项性能得到进一步的改善。

　　一、高效引气减水剂的主要化学成分

　　高效引气 减水剂的主要化学成分有四种：

　　(1)改性木质素磺酸盐及其衍生物;

　　(2)改性萘磺酸盐甲醛缩合物，烷基苯磺酸盐及烷基萘磺酸 盐;

　　(3)羧酸盐及聚羧酸盐;

　　(4)徐放型特殊高分子表面活性剂。

　　高效引气减水剂具有高减水率及塌落度损失小 两大特点。以上四种主要成分中，⑴和⑵为改性高效减水剂具有高效减水率的特点，而⑶和⑷则具有塌落度损失小的特点。所以高效引气减水剂一般由以上几种具有 不同特点的几种成分复合而成。在以上几种成分复合时，还需复合高分子引气剂。

　　高效引气减水剂的主要化学成分如下：

　　改性木质素磺酸盐能提高减水效果;羧酸盐和聚羧酸盐类物质，能较长时间保持塌落度。

　　二、高效引气减水剂的作用机理

　　高效引气减水剂对水泥分散体系的作用机理就是反应性高分子徐放机理和特殊高分 子表面活性剂作用机理。

　　1、反应性高分子徐放机理

　　高效引气减水剂中含有反应性高分子化合物，它能减少和防止新拌混凝土的塌落 度损失。

　　反应性高分子徐放分散机理分四个阶段进行：

　　⑴由于水泥水化反应，产生氢氧根离子(OH-);

　　⑵OH- 离子攻击反应性高分子表面的憎水部分;

　　⑶憎水部分加水分解为羧酸型分散剂而溶于水;

　　⑷被水泥粒子表面吸附，使之带负电荷，从 而因同性电荷相斥，而起到分散作用。

　　这种反应性高分子的徐放速度可以根据反应性高分子的基团种类、粒径及掺量任意调节，因此使混凝土塌落度 在一定时间内得以控制。 为了防止塌落度损失，在考虑最适合的反应性高分子的连续缓慢发挥作用时，必须知道影响加水分解反应的因素。这种反应在"固--液"界面进行，是非均相反应。在混凝土中温度和碱度是取决于试验条件的特定值。因此反应性高分子的粒径变成决定缓慢发挥量的主要因素。也就是 说，调节反应性高分子的粒径大小，就能控制塌落度损失的程度。

　　2、特殊高分子阴离子表面活性剂作用机理

　　特殊高分子阴离子表面 活性剂是分散作用很强的聚合物电解质，具有立体晶体结构。它被水泥吸附后，在形成带多电荷的强电场吸附层的同时，在水泥粒子之间形成一层立体障碍，以阻止 粒子的碰撞和凝集，从而保持了分散性。

　　三、掺高效引气减水剂的混凝土性能

　　掺高效引气减水剂的新 拌混凝土和硬化混凝土的性能如下：

　　1、减水率。比普通引气剂高5%-10%，而且不出现离析现象。

　　2、塌落度。随着高效引气 减水剂掺量增加，塌落度几乎成正比例增加、而塌落度损失较小。

　　3、凝结时间。随着高效引气减水剂掺量的增加，通常会出现缓凝现象。

　　4、泌水性。由于单位用水量大幅度减少，以及水溶性高分子化合物增加液相的粘度，所以提高了新拌混凝土抗离析性，泌水量显著减少。

　　5、硬 化混凝土的性能。高效引气减水剂的减小率较高，因此不但能补偿引气作用的强度损失，而且还能显著提高混凝土的强度。与普通引气减水剂不同，高效引气减水剂 可用于配制高强度混凝土，并且能解决高强混凝土的抗冻溶性的问题。掺高效引气减水剂能使混凝土内部气泡间隔系数减小(1～5μm)，所以耐久性好。

　　四、高效引气减水剂的应用

　　商品混凝土往往需要长距离运输，而施工时采用泵送，因此大多制备大流动性、塌落度 的经时损失小的混凝土。采用普通引气减水剂很难满足使用要求，因为经60min，普通引气减水剂的混凝土塌落度损失6cm左右，而高效引气减水剂仅为 1cm以下。另外，由于集料质量劣化而采用碎石、人造砂或海砂，致使单位用水量提高，影响混凝土强度和耐久性。掺高效引气减水剂后，单位用水量可比普通引 气减水剂减少15kg/m3，同时水泥用量还可以减少20～30kg/m3。因此高效引气减水剂的使用比例迅速增长，逐渐取代普通引气减水剂而占领商品混 凝土市场。

　　混凝土中应用高效引气减水剂可以改善混凝土拌合物流动性，调节混凝土的凝结时间、硬化性能及混凝土的耐久性，在施工方面可以保证 质量、在经济方面可以节约一定资金。由此可见，大力提倡使用高效引气减水剂在建筑施工中是一个方向。