混凝土的外加劑是指在混凝土拌和過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%,因此，外加劑逐漸成為混凝土占的第五種成分。
一、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
二、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。

圖水泥漿的絮凝結(jié)構(gòu)和減水劑作用示意圖
(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。
三、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。
四、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 style="color: rgb(51, 51, 51); font-family: "Microsoft YAHEI", Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 14px; white-space: normal;"/>五、引氣劑
引氣劑是指在混凝土攪拌過程中，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。
六、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。
七、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。