外加劑是指能有效改善混凝土某項(xiàng)或多項(xiàng)性能的一類材料。其摻量一般只占水泥量的5%以下，卻能顯著改善混凝土的和易性、強(qiáng)度、耐久性或調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間及節(jié)約水泥。
（一）外加劑的分類
混凝土外加劑一般根據(jù)其主要功能分類：
1．改善混凝土流變性能的外加劑。主要有減水劑、引氣劑、泵送劑等。
2．調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)硬化性能的外加劑。主要有緩凝劑、速凝劑、早強(qiáng)劑等。
3．調(diào)節(jié)混凝土含氣量的外加劑。主要有引氣劑、加氣劑、泡沫劑等。
4．改善混凝土耐久性的外加劑。主要有引氣劑、防水劑、阻銹劑等。
5．提供混凝土特殊性能的外加劑。主要有防凍劑、膨脹劑、著色劑、引氣劑和泵送劑等。
（二）常用高效減水劑
減水劑是指在混凝土坍落度相同的條件下，能減少拌合用水量；或者在混凝土配合比和用水量均不變的情況下，能增加混凝土坍落度的外加劑。根據(jù)減水率大小或坍落度增加幅度分為普通減水劑和高效減水劑兩大類。
此外，尚有復(fù)合型減水劑，如引氣減水劑，既具有減水作用，同時(shí)具有引氣作用；早強(qiáng)減水劑，既具有減水作用，又具有提高早期強(qiáng)度作用；緩凝減水劑，同時(shí)具有延緩凝結(jié)時(shí)間的功能等等。
（1）減水劑的主要功能。
1.配合比不變時(shí)顯著提高流動(dòng)性。
2.流動(dòng)性和水泥用量不變時(shí)，減少用水量，降低水灰比，提高強(qiáng)度。
3.保持流動(dòng)性和強(qiáng)度不變時(shí)，節(jié)約水泥用量，降低成本。
4.提高混凝土的工作性
5.改善混凝土的耐久性
6.配置高強(qiáng)高性能混凝土。
聚磺酸鹽系列：包括萘磺酸鹽甲醛縮合物（NSF）、三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮聚物（MSF）、對(duì)氨基苯磺酸鹽甲醛縮聚物、改性木質(zhì)素磺酸鹽、聚苯乙烯磺酸鹽和磺化酮醛樹脂等。如我們常用的FDN，屬于萘磺酸鹽甲醛縮合物。
聚羧酸鹽系列：有效的控制初期水化過程，使混凝土坍落度損失減小。
高效減水劑與普通減水劑差別主要體現(xiàn)在高效減水劑能在一個(gè)較大的范圍內(nèi)使流動(dòng)度不斷的增大，或者需水量不斷的減少。而普通減水劑的這一有效范圍是較小的。
不能以小摻量時(shí)減水劑的作用效果作為減水劑性能判定的依據(jù)。在減水劑的選擇時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn)。應(yīng)通過試驗(yàn)來確定減水劑的摻量，更不應(yīng)該僅僅根據(jù)減水劑廠家的摻量來使用。
（2）減水劑的作用機(jī)理
減水劑提高混凝土拌合物流動(dòng)性的作用機(jī)理主要包括分散作用和潤(rùn)滑作用兩方而。減水劑實(shí)際上為一種表面活性劑，長(zhǎng)分子鏈的一端易溶于水——親水基，另一端難溶于水——憎水基。
1.分散作用：水泥加水拌合后，由于水泥顆粒分子引力的作用，使水泥漿形成絮凝結(jié)構(gòu)，使10%～30%的拌合水被包裹在水泥顆粒之中，不能參與自由流動(dòng)和潤(rùn)滑作用，從而影響了混凝土拌合物的流動(dòng)性。當(dāng)加入減水劑后，由于減水劑分子能定向吸附于水泥顆粒表面，使水泥顆粒表面帶有同一種電荷（通常為負(fù)電荷），形成靜電排斥作用，促使水泥顆粒相互分散，絮凝結(jié)構(gòu)破壞，釋放出被包裹部分水，參與流動(dòng)，從而有效地增加混凝土拌合物的流動(dòng)性。
2.潤(rùn)滑作用：減水劑中的親水基極性很強(qiáng)，因此水泥顆粒表面的減水劑吸附膜能與水分子形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，這層水膜具有很好的潤(rùn)滑作用，能有效降低水泥顆粒間的滑動(dòng)阻力，從而使混凝土流動(dòng)性進(jìn)一步提高。
（3）減水劑對(duì)混凝土等影響
1.凝結(jié)時(shí)間。高效減水劑一般沒有緩凝作用，甚至還有可能促進(jìn)水泥的水化硬化。緩凝型高效減水劑是由高效減水劑與緩凝劑復(fù)合而成的。一般情況下，商品混凝土攪拌站為延緩水泥水化，減少坍落度損失在減水劑中都摻加了一定量的緩凝劑。
2.含氣量。目前常用的聚羧酸減水劑有一定含氣量，混凝土含氣量不宜過高，否則混凝土強(qiáng)度大幅度降低。
3.保水性。高效減水劑對(duì)減少混凝土的泌水貢獻(xiàn)不大，甚至還可能增大泌水。當(dāng)用量過量時(shí)混凝土泌水增大。
（三）緩凝劑
緩凝劑分有機(jī)緩凝劑和無機(jī)緩凝劑，有機(jī)緩凝劑多數(shù)具有減水作用，因而也稱為緩凝減水劑，目前我們一般使用的都屬于有機(jī)緩凝劑。有機(jī)緩凝劑主要是使C3A水化減慢，木質(zhì)素磺酸鹽還能使C4AF的水化延緩。不同成分的木質(zhì)素磺酸鹽可能表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，有時(shí)還會(huì)使水泥發(fā)生假凝。
在商品混凝土中摻用緩凝劑應(yīng)注意以下一些問題：
1.注意與膠凝材料體系和其它化學(xué)外加劑相適應(yīng)。
2.注意溫度環(huán)境的變化
3.注意施工進(jìn)度與運(yùn)輸距離
4.注意工程的要求
5.使用緩凝劑時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)
（四）膨脹劑
根據(jù)產(chǎn)生膨脹的組分，主要有三種類型的膨脹劑，即硫鋁酸鹽型膨脹劑、氧化鈣型膨脹劑和氧化鎂膨脹劑。目前常用的是硫鋁酸鹽型膨脹劑。
硫鋁酸鹽型膨脹劑是通過反應(yīng)生成水化硫鋁酸鹽而產(chǎn)生膨脹。形成水化硫鋁酸鹽的途徑很多。我國(guó)目前最常用的UEA膨脹劑是一種將無水硫鋁酸鹽與明礬石等復(fù)合在一起的復(fù)合型硫鋁酸鹽膨脹劑，它利用煅燒形成的無水硫鋁酸鹽礦物產(chǎn)生早期膨脹，利用明礬石產(chǎn)生后期膨脹，使膨脹發(fā)展得較平緩。
在混凝土中使用膨脹劑主要是利用膨脹組分的膨脹來補(bǔ)償混凝土的各種收縮，以提高混凝土的抗裂性和抗?jié)B性?？梢哉J(rèn)為，骨料是不發(fā)生自生體積變形的，干縮變形一般也很小，可以忽略不計(jì)。硬化水泥石通常有較大的自身體積變形，而且一般表現(xiàn)為收縮，它與干縮變形相疊加，使得硬化水泥處于受拉狀態(tài)。當(dāng)拉應(yīng)力較大時(shí)，硬化水泥中將會(huì)產(chǎn)生微裂縫。由于這種微裂縫存在，大大降低了混凝土的抗拉性能，也影響了混凝土的抗裂性能。摻入膨脹劑后，使硬化水泥石的自生體積變形轉(zhuǎn)變?yōu)榕蛎浶?，它與硬化水泥的干縮變形相抵消，減小了硬化水泥石的變形，從而減小了混凝土中微裂縫形成的可能性，使得混凝土的抗拉性能得到較大的改善。這是膨脹劑提高混凝土抗裂性的更重要的原因。
使用膨脹劑時(shí)應(yīng)注意的問題
（1）膨脹必須與強(qiáng)度發(fā)展相協(xié)調(diào)。顯然，在混凝土處于流動(dòng)狀態(tài)時(shí)的膨脹是一種無效的膨脹。如果在強(qiáng)度很低時(shí)產(chǎn)生較大的膨脹，也會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。因此，膨脹的發(fā)展必須與強(qiáng)度的發(fā)展相協(xié)調(diào)，才會(huì)充分的利用膨脹能。
（2）膨脹必須在足夠的限制控制之下?；炷恋呐蛎浫绻鱿拗茥l件的控制，將會(huì)變成一種破壞力。在這種情況下，膨脹不但不能提高混凝土的性能，反而會(huì)使混凝土的性能顯著降低。因此，對(duì)于膨脹劑所產(chǎn)生的膨脹必須有足夠的控制，使膨脹朝著有利的方向發(fā)展。
在混凝土中膨脹劑必須分布均，一要延長(zhǎng)攪拌時(shí)間；二是要防止離析，離析將破壞混凝土的均勻性。
（3）摻膨脹劑混凝土必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。膨脹組分的水化需要大量的水，沒有水，膨脹組分就不能很好的水化，因而也就不能很好的發(fā)揮作用。因此，摻膨脹劑混凝土必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。混凝土硬化后不僅要及時(shí)噴水，而且要有足夠的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，GB119《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定膨脹混凝土必須在潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護(hù)14天以上。
注意：摻有膨脹劑的混凝土要求嚴(yán)格的水養(yǎng)條件！施工單位不提供足夠的潮濕養(yǎng)護(hù)條件，則膨脹劑等于“白用”，用了之后不但沒有起到相應(yīng)的作用，反而還會(huì)帶來其他負(fù)面影響。礦物摻合料有抑制膨脹的作用。
（五）早強(qiáng)劑
早強(qiáng)劑是指能加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑。主要作用機(jī)理是加速水泥水化速度，加速水化產(chǎn)物的早期結(jié)晶和沉淀。主要功能是縮短混凝土施工養(yǎng)護(hù)期，加快施工進(jìn)度，提高模板的周轉(zhuǎn)率。主要適用于有早強(qiáng)要求的混凝土工程及低溫、負(fù)溫施工混凝土、有防凍要求的混凝土、預(yù)制構(gòu)件、蒸汽養(yǎng)護(hù)等等。早強(qiáng)劑的主要品種有氯鹽、硫酸鹽和有機(jī)胺三大類，但更多使用的是它們的復(fù)合早強(qiáng)劑。
（1）氯化鈣早強(qiáng)劑
氯鹽類早強(qiáng)劑主要有CaCl2、NaCl、KCl、AlCl3和FeCl3等。工程上最常用的是CaCl2，為白色粉末，適宜摻量0.5%～3%。由于Cl-對(duì)鋼筋有腐蝕作用，故鋼筋混凝土中摻量應(yīng)控制在1%以內(nèi)。CaCl2早強(qiáng)劑能使混凝土3天強(qiáng)度提高50%～100%，7天強(qiáng)度提高20%～40%，但后期強(qiáng)度不一定提高，甚至可能低于基準(zhǔn)混凝土。此外，氯鹽類早強(qiáng)劑對(duì)混凝土耐久性有一定影響，因此CaCl2早強(qiáng)劑及氯鹽復(fù)合早強(qiáng)劑不得在下列工程中使用：
1.環(huán)境相對(duì)濕度大于8%、水位升降區(qū)、露天結(jié)構(gòu)或經(jīng)常受水淋的結(jié)構(gòu)。主要是防止泛鹵。
2.鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位及有外露鋼筋埋件而無防護(hù)措施的結(jié)構(gòu)。
3.含有酸堿或硫酸鹽侵蝕介質(zhì)中使用的結(jié)構(gòu)。
4.環(huán)境溫度高于60℃的結(jié)構(gòu)。
5.使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲的結(jié)構(gòu)。
6.給排水構(gòu)筑物、薄壁構(gòu)件、中級(jí)和重級(jí)吊車、屋架、落錘或鍛錘基礎(chǔ)。
7.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。
8.含有活性骨料的混凝土結(jié)構(gòu)。
9.電力設(shè)施系統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)。
此外，為消除CaCl2對(duì)鋼筋的銹蝕作用，通常要求與阻銹劑亞硝酸鈉復(fù)合使用。
（2）硫酸鹽類早強(qiáng)劑
硫酸鹽類早強(qiáng)劑主要有硫酸鈉（即元明粉，俗稱芒硝）、硫代硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鋁及硫酸鋁鉀（即明礬）等。建筑工程中最常用的為硫酸鈉早強(qiáng)劑。
硫酸鈉為白色粉末，適宜摻量為0.5%～2.0%；早強(qiáng)效果不及CaCl2。對(duì)礦渣水泥混凝土早強(qiáng)效果較顯著，但后期強(qiáng)度略有下降。硫酸鈉早強(qiáng)劑在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的摻量不得大于1%；潮濕環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中摻量不得大于1.5%；嚴(yán)格控制最大摻量，超摻可導(dǎo)致混凝土后期膨脹開裂，強(qiáng)度下降；混凝土表面起“白霜”，影響外觀和表面裝飾。此外，硫酸鈉早強(qiáng)劑不得用于下列工程：
1.與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結(jié)構(gòu)及外露鋼筋預(yù)埋件而無防護(hù)措施的結(jié)構(gòu)。
2.使用直流電源的工廠及電氣化運(yùn)輸設(shè)施的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
3.含有活性骨料的混凝土結(jié)構(gòu)。
（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、三異醇胺等。工程上最常用的為三乙醇胺。三乙醇胺為無色或淡黃色油狀液體，呈堿性，易溶于水。三乙醇胺的摻量極微，一般為水泥重的0.02%～0.05%，雖然早強(qiáng)效果不及CaCl2，但后期強(qiáng)度不下降并略有提高，且無其他影響混凝土耐久性的不利作用。但摻量不宜超過0.1%，否則可能導(dǎo)致混凝土后期強(qiáng)度下降。摻用時(shí)可將三乙醇胺先用水按一定比例稀釋，以便于準(zhǔn)確計(jì)量。此外，為改善三乙醇胺的早強(qiáng)效果，通常與其他早強(qiáng)劑復(fù)合使用。
（4）復(fù)合早強(qiáng)劑
為了克服單一早強(qiáng)劑存在的各種不足，發(fā)揮各自特點(diǎn)，通常將三乙醇胺、硫酸鈉、氯化鈣、氯化鈉、石膏及其他外加劑復(fù)配組成復(fù)合早強(qiáng)劑效果大大改善，有時(shí)可產(chǎn)生超疊加作用。常用配方有：
1.三乙醇胺0.02%～0.05%+NaCl0.5%。
2.三乙醇胺0.02%～0.05%+NaCl0.3～0.5%+亞硝酸鈉1%～2%。
3.三乙醇胺0.02%～0.05%+生石膏2%+亞硝酸鈉1%。
4.硫酸鈉+亞硝酸鈉+氯化鈣+氯化鈉＝（1%～1.5%）+（1%～3%）+（0.3%～0.5%）+（0.3%～0.5%）。
5.硫酸鈉+NaCl=（0.5%～1.5%）+（0.3%～0.5%）。
6.硫酸鈉+亞硝酸鈉＝（0.5%～1.5%）+1.0%。
7.硫酸鈉+三乙醇胺＝（0.5%～1.5%）+0.05%。
8.硫酸鈉+三乙醇胺+石膏＝（1%～1.5%）+2%+（0.03%～0.05%）。
9.CaCl2+亞硝酸鈉＝（0.5%～3.5%）+1%。
