干貨！混凝土外加劑中的學問

混凝土外加劑使用，大大改善了混凝土的流動性能，同時降低了混凝土中膠凝材料的用量。因此，混凝土外加劑得到了廣泛使用。在長期的生產(chǎn)實踐中，筆者發(fā)現(xiàn)許多攪拌站都存在著外加劑使用誤區(qū)，導致混凝土強度不足、工作性不佳，或混凝土配合比成本過高。掌握外加劑的正確使用方法，可以在保持配合比成本不變的前提下，提高混凝土強度；或者在保持混凝土強度不變的前提下，降低配合比成本；在保證水膠比不變的情況下，改善混凝土的工作性能。  

常見的外加劑使用誤區(qū)  

現(xiàn)在很多攪拌站混凝土強度一直很難提高。如果想提高混凝土強度，處在殘酷的市場競爭環(huán)境中，又面臨是否提高成本、降低利的困惑。通過深入的考察、分析發(fā)現(xiàn)，多數(shù)此類攪拌站進入了混凝土外加劑使用的誤區(qū)，具體如下：  

1.低價采購外加劑  

由于市場競爭激烈，攪拌站對于原材料的采購控制嚴格。攪拌站都希望以最低的價格采購到原材料，混凝土外加劑也是如此。  

攪拌站將外加劑采購價壓低，勢必導致外加劑廠家降低質(zhì)量水平。而一般攪拌站在采購合同中很少明確外加劑的驗收標準。即使有，也只是明確按照國標要求，而國標要求一般是最低的標準。這就導致外加劑廠家在低價中標的情況下，供應的外加劑質(zhì)量較低，一般勉強達到國標要求，難以滿足攪拌站對外加劑的使用功能需求。  

2.限制外加劑摻量  

攪拌站決策層對配合比成本監(jiān)控嚴格，甚至對水用量、外加劑摻量也進行了明確要求。這必然導致技術(shù)部門在配合比設(shè)計時，不敢突破決策層的外加劑最高摻量要求。  

3.缺乏對外加劑的質(zhì)量監(jiān)控和試配驗證  

目前，對于外加劑的入庫檢測，多數(shù)攪拌站是進行含固量、減水率、密度、凈漿流動度等技術(shù)指標中的1～2項檢測，很少攪拌站進行混凝土試。  

在生產(chǎn)實踐中我們發(fā)現(xiàn)，即使外加劑含固量、減水率、密度、凈漿流動度等技術(shù)指標滿足要求，混凝土試驗仍有可能達不到當初試配的效果，即混凝土減水率不足，或適應性不好。  

外加劑使用不當對混凝土質(zhì)量和成本的影響  

由于低價采購的外加劑質(zhì)量水平較低，為了達到足夠的減水效果，技術(shù)部門往往會加大外加劑摻量，造成外加劑低質(zhì)多用的后果。相反，一些質(zhì)量控制穩(wěn)定、配合比成本控制較好的攪拌站，使用的外加劑質(zhì)量較好、價格較高，由于高質(zhì)少用，外加劑的單方成本反而下降。  

有些攪拌站限制外加劑摻量。在混凝土坍落度不足的情況下，技術(shù)部門要么降低砂、石含水率，要么提高混凝土單方用水量，直接導致混凝土強度下降。質(zhì)量意識較強的技術(shù)部門則會在間接或直接提高混凝土單方用水量的同時，適當提高膠凝材料的用量（保持水膠比不變），導致混凝土配合比成本增加。  

攪拌站缺乏對外加劑的質(zhì)量監(jiān)控和試配驗證。在外加劑質(zhì)量波動（下降）時，技術(shù)部門仍然使用原有的配合比。為滿足混凝土坍落度要求，混凝土實際用水量增加，水膠比增大，混凝土強度下降。  

外加劑的作用機理  

目前常用的萘系外加劑和聚羧酸鹽類外加劑，均為相對分子質(zhì)量較高（一般為1500～10000）的有機化合物，屬于表面活性的范疇。  

表面活性劑的分子具有兩極構(gòu)造，其一端為非極性親油基團（或稱非極性憎水基團），另一端為極性親水基。表面活性劑溶于水后，在降低表面張的同時，可起到分散、潤濕、乳化、起泡、洗滌等多種作用。  

①吸附—分散作用  

混凝土拌合物的流動性取決于混凝土中游離水的多少?；炷林屑尤胪饧觿┖?，由于水泥顆粒表面定向吸附外加劑分子，相互之間產(chǎn)生靜電斥力導致水泥顆粒相互分散。從而破壞了水泥絮凝結(jié)構(gòu)，釋放出大量游離水，大大增加了混凝土拌合物的流動性。  

②潤濕作用  

由于外加劑分子在水泥顆粒表面的定向排列，形成了單分子溶劑化水膜。這種水膜一方面增大了水泥顆粒與水的接觸面積，另一方面具有一定的潤濕作用。因此，水泥得以充分水化，水泥強度增長迅速。  

外加劑的基本作用  

（1）在不減少單位用水量的情況下，水膠比不變，改善新拌混凝土的工作度，提高流動性；由于水泥顆粒與水的接觸面積大大增加，水泥水化充分，雖然水膠比不變，混凝土強度往往卻有一定的提高。  

（2）在保持一定的工作度下，減少用水量，水膠比減小，提高混凝土的強度。  

（3）在保持一定強度的情況下，減少膠凝材料用量，減少用水量，水膠比不變，節(jié)約水泥等膠凝材料。  

如何正確地采購和使用外加劑  

正確地采購和使用外加劑，可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟技術(shù)價值。不僅可以提高混凝土強度，更能降低混凝土配合比成本。具體方法如下：  

①試驗環(huán)節(jié)  

外加劑的各項技術(shù)指標的試驗檢測，是采購談判之前的重要環(huán)節(jié)。通過試驗，應確定外加劑的各項技術(shù)指標的合格標準。包括外加劑的含固量、減水率、密度、凈漿流動度、混凝土減水率等技術(shù)指標。建議將混凝土減水率作為衡量外加劑質(zhì)量水平的關(guān)鍵指標。  

②采購環(huán)節(jié)  

明確外加劑的合格標準后，即可開始采購談判。建議按照試驗確定的合格標準，對外加劑廠家進行招標。在外加劑供貨質(zhì)量水平不低于招標要求的前提下，按低價中標原則確定供貨廠家。  

同時，對外加劑廠家的選擇，應綜合考慮廠家生產(chǎn)規(guī)模、運距、運輸能力，大規(guī)模攪拌站或大型工程項目供貨經(jīng)驗和供貨質(zhì)量水平，以及售后服務能力和水平，不宜把價格作為廠家篩選的唯一指標。  

③驗收環(huán)節(jié)  

攪拌站在外加劑入庫前應對外加劑進行檢測，檢測結(jié)果對照合同簽訂標準合格后方可入庫。建議區(qū)分關(guān)鍵指標和參考指標。通過長期的實踐，筆者認為，外加劑的關(guān)鍵指標為減水率（膠砂）和混凝土減水率；參考指標為密度（比重）、含固量和水泥凈漿流動度。由于檢測時間的原因，一般在驗收環(huán)節(jié)進行檢測的技術(shù)指標是密度、水泥凈漿流動度和減水率（膠砂）。  

如入庫檢測顯示外加劑不合格，建議處理方案如下：  

（1）退貨：在制定外加劑的合格標準時，會有一個允許波動的上下限值。如減水率檢測結(jié)果低于合格標準下限，應做退貨處理。  

（2）降級使用：在緊急情況下，例如外加劑現(xiàn)有庫存無法滿足生產(chǎn)需求，經(jīng)雙方協(xié)商一致，可做降級處理，一般由于減水率的不足導致外加劑摻量的增加部分由外加劑廠家負責；或經(jīng)雙方協(xié)商一致，亦可作降級處理，處理方案同上。  

關(guān)于外加劑的不合格處理，建議在采購合同中給予注明，避免供需雙方在外加劑不合格時無章可循而產(chǎn)生糾紛。  

④使用環(huán)節(jié)  

（1）一般情況下，質(zhì)檢員應嚴格執(zhí)行既定的混凝土配合比，包括配合比中外加劑的摻量；  

（2）每天生產(chǎn)前和生產(chǎn)過程中，質(zhì)檢員應對砂、石骨料含水進行檢測，用于指導實際生產(chǎn)；生產(chǎn)中砂、石實測含水率的使用，可以比較準確的反映單方用水量的實際用量，即反映膠凝材料和骨料的需水量的波動，以及外加劑的減水率的波動；  

（3）原材料性能發(fā)生波動時，應及時調(diào)整混凝土配合比。膠凝材料和骨料的需水量的增大，以及外加劑的減水率的下降，都會造成單方用水量不足。正確的做法是，適當提高外加劑的摻量，使得單方用水量不突破既定的混凝土配合比，保持水膠比不變以保證混凝土強度。  

⑤常規(guī)檢測  

外加劑經(jīng)過入庫前檢測，符合合同約定標準后準予入庫。由于減水率的檢測結(jié)果和混凝土試拌結(jié)果會有一定出入，建議入庫后對外加劑進行常規(guī)檢測。檢測項目包括，混凝土減水率、固含量等指標。其中，混凝土減水為關(guān)鍵指標，必須符合要求。  

經(jīng)過常規(guī)檢測，如混凝土減水率波動較大，應取出以往外加劑合格留樣進行對比，分析發(fā)生變化的原材料是外加劑還是其它原材料。并根據(jù)分析結(jié)果及時通知質(zhì)檢員調(diào)整混凝土外加劑摻量，保證水膠比不超過設(shè)計值，進而保證混凝土強度不受影響。同時應立即通知發(fā)生變化的原材料供應商進行質(zhì)量改進。  

⑥試配驗證  

為保證生產(chǎn)配合比的合理性，建議至少每月對常用混凝土配合比進行不低于2次的試配驗證。筆者發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)混凝土強度問題或成本過高的絕大多數(shù)攪拌站，缺乏對常用混凝土配合比的試配驗證。  

混凝土試配驗證，是對現(xiàn)有混凝土原材料質(zhì)量狀況、混凝土工作性和強度的綜合驗證。  

結(jié)語  

（1）攪拌站產(chǎn)生外加劑使用的誤區(qū)，原因在于對外加劑的作用機理和基本作用不夠了解，以及水膠比對混凝土強度的影響程度未能深刻領(lǐng)會；  

（2）糾正攪拌站外加劑使用的誤區(qū)，應從試驗環(huán)節(jié)、采購環(huán)節(jié)、驗收環(huán)節(jié)、使用環(huán)節(jié)、常規(guī)檢測、試配驗證等各個方面系統(tǒng)地加以控制；其中，保證混凝土的強度的關(guān)鍵在于，控制生產(chǎn)中實際用水量，保證水膠比不大于設(shè)計值；  

（3）在外加劑質(zhì)量水平較低的情況下，為達到理想的減水效果，必須增大外加劑摻量。實踐證明，采購和使用低摻量的高標準外加劑，相比高摻量的低標準外加劑，無論從混凝土的強度保證，還是外加劑的單方成本控制，都是有優(yōu)勢的；  

（4）盲目的限制外加劑的摻量是一種不科學的做法。這種做法往往會導致混凝土單方用水量和單方膠凝材料的整體提高，從而大大提升配合比成本。建議先根據(jù)試驗，確定水膠比和單方用水量上限，從而控制配合比成本中最大權(quán)重部分（膠凝材料）。在此基礎(chǔ)上，找出滿足混凝土坍落要求的外加劑最佳摻量；  

（5）缺乏對外加劑的質(zhì)量監(jiān)控和試配驗證，外加劑的質(zhì)量水平有可能會不斷下降。這種情況下，保持原有外加劑摻量而導致的單方用水量的增加，將會對混凝土強度產(chǎn)生災難性的影響。所以，加強對外加劑的質(zhì)量監(jiān)控，直接關(guān)系到混凝土的抗壓強度能否得到保證或者是否穩(wěn)定。  

總之，只要我們掌握了外加劑的正確使用方法，就可以在保持配合比成本不變的前提下，提高混凝土強度；或者在保持混凝土強度不變的前提下，降低配