外加劑是指能有效改善混凝土某項或多項性能的一類材料。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、強度、耐久性或調(diào)節(jié)凝結(jié)時間及節(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，尚有復合型減水劑，如引氣減水劑，既具有減水作用，同時具有引氣作用；早強減水劑，既具有減水作用，又具有提高早期強度作用；緩凝減水劑，同時具有延緩凝結(jié)時間的功能等等。
（1）減水劑的主要功能。

1.配合比不變時顯著提高流動性。

2.流動性和水泥用量不變時，減少用水量，降低水灰比，提高強度。

3.保持流動性和強度不變時，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較大的范圍內(nèi)使流動度不斷的增大，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)。在減水劑的選擇時應注意這一點。應通過試驗來確定減水劑的摻量，更不應該僅僅根據(jù)減水劑廠家的摻量來使用。
（2）減水劑的作用機理

減水劑提高混凝土拌合物流動性的作用機理主要包括分散作用和潤滑作用兩方而。減水劑實際上為一種表面活性劑，長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，不能參與自由流動和潤滑作用，從而影響了混凝土拌合物的流動性。當加入減水劑后，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，從而有效地增加混凝土拌合物的流動性。

2.潤滑作用：減水劑中的親水基極性很強，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滑作用，能有效降低水泥顆粒間的滑動阻力，從而使混凝土流動性進一步提高。
（3）減水劑對混凝土等影響

1.凝結(jié)時間。高效減水劑一般沒有緩凝作用，甚至還有可能促進水泥的水化硬化。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，否則混凝土強度大幅度降低。

3.保水性。高效減水劑對減少混凝土的泌水貢獻不大，甚至還可能增大泌水。當用量過量時混凝土泌水增大。
（三）緩凝劑

緩凝劑分有機緩凝劑和無機緩凝劑，有機緩凝劑多數(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緩凝劑。有機緩凝劑主要是使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)，有時還會使水泥發(fā)生假凝。

在商品混凝土中摻用緩凝劑應注意以下一些問題：

1.注意與膠凝材料體系和其它化學外加劑相適應。

2.注意溫度環(huán)境的變化

3.注意施工進度與運輸距離

4.注意工程的要求

5.使用緩凝劑時應注意加強養(yǎng)護
（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合在一起的復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償混凝土的各種收縮，以提高混凝土的抗裂性和抗?jié)B性。可以認為，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。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)。當拉應力較大時，硬化水泥中將會產(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)榕蛎浶停c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。
使用膨脹劑時應注意的問題

（1）膨脹必須與強度發(fā)展相協(xié)調(diào)。顯然，在混凝土處于流動狀態(tài)時的膨脹是一種無效的膨脹。如果在強度很低時產(chǎn)生較大的膨脹，也會導致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。因此，膨脹的發(fā)展必須與強度的發(fā)展相協(xié)調(diào)，才會充分的利用膨脹能。

（2）膨脹必須在足夠的限制控制之下。混凝土的膨脹如果超出限制條件的控制，將會變成一種破壞力。在這種情況下，膨脹不但不能提高混凝土的性能，反而會使混凝土的性能顯著降低。因此，對于膨脹劑所產(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，一要延長攪拌時間；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養(yǎng)護。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養(yǎng)護。混凝土硬化后不僅要及時噴水，而且要有足夠的養(yǎng)護時間，GB119《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》規(guī)定膨脹混凝土必須在潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護14天以上。

注意：摻有膨脹劑的混凝土要求嚴格的水養(yǎng)條件！施工單位不提供足夠的潮濕養(yǎng)護條件，則膨脹劑等于“白用”，用了之后不但沒有起到相應的作用，反而還會帶來其他負面影響。礦物摻合料有抑制膨脹的作用。
（五）早強劑

早強劑是指能加速混凝土早期強度發(fā)展的外加劑。主要作用機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)護期，加快施工進度，提高模板的周轉(zhuǎn)率。主要適用于有早強要求的混凝土工程及低溫、負溫施工混凝土、有防凍要求的混凝土、預制構(gòu)件、蒸汽養(yǎng)護等等。早強劑的主要品種有氯鹽、硫酸鹽和有機胺三大類，但更多使用的是它們的復合早強劑。
（1）氯化鈣早強劑

氯鹽類早強劑主要有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-對鋼筋有腐蝕作用，故鋼筋混凝土中摻量應控制在1%以內(nèi)。CaCl2早強劑能使混凝土3天強度提高50%～100%，7天強度提高20%～40%，但后期強度不一定提高，甚至可能低于基準混凝土。此外，氯鹽類早強劑對混凝土耐久性有一定影響，因此CaCl2早強劑及氯鹽復合早強劑不得在下列工程中使用：

1.環(huán)境相對濕度大于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、中級和重級吊車、屋架、落錘或鍛錘基礎。

7.預應力混凝土結(jié)構(gòu)。

8.含有活性骨料的混凝土結(jié)構(gòu)。

9.電力設施系統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)。

此外，為消除CaCl2對鋼筋的銹蝕作用，通常要求與阻銹劑亞硝酸鈉復合使用。
（2）硫酸鹽類早強劑

硫酸鹽類早強劑主要有硫酸鈉（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劑。

硫酸鈉為白色粉末，適宜摻量為0.5%～2.0%；早強效果不及CaCl2。對礦渣水泥混凝土早強效果較顯著，但后期強度略有下降。硫酸鈉早強劑在預應力混凝土結(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%；嚴格控制最大摻量，超摻可導致混凝土后期膨脹開裂，強度下降；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)及外露鋼筋預埋件而無防護措施的結(jié)構(gòu)。

2.使用直流電源的工廠及電氣化運輸設施的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

3.含有活性骨料的混凝土結(jié)構(gòu)。
（3）有機胺類早強劑

有機胺類早強劑主要有三乙醇胺、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%，雖然早強效果不及CaCl2，但后期強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%，否則可能導致混凝土后期強度下降。摻用時可將三乙醇胺先用水按一定比例稀釋，以便于準確計量。此外，為改善三乙醇胺的早強效果，通常與其他早強劑復合使用。
（4）復合早強劑

為了克服單一早強劑存在的各種不足，發(fā)揮各自特點，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配組成復合早強劑效果大大改善，有時可產(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%。