常用外加剂的功能及宜用范围

外加剂类型	主要功能	应用范围
普通减水剂	1 ）减少混凝土拌合物的用水量，提高混凝土的强度、耐久性、抗渗性 2 ）改善混凝土的工作性，提高施工速度和施工质量，满足机械化施工要求，减少噪声及劳动强度 3 ）节省水泥等	用于日早低气温 5 ℃ 以上的混凝土施工；大体积混凝土，泵送混凝土；大模板施工；滑模施工；各种现浇及预制混凝土以及钢筋混凝土构件
高效减水剂	1 ）大幅度减少混凝土拌合物的用水量，显著地提高混凝土的强度及其他物理力学性能 2 ）大幅度地提高混凝土拌合物的流动性 3 ）节省水泥及代替特种水泥	用于日最低气温 0 ℃ 以上的混凝土施工；制备早强、高强、高流动性混凝土；蒸养混凝土
早强剂及早强减水剂	1 ）早强剂能提高混凝土的早期强度，对后期强度影响较小 2 ）早强减水剂除能提高混凝土早期强度外，还具有减水剂的功能	用于覆盖层下混凝土表面温度为 -3 ℃ 以上的混凝土施工；早强混凝土；蒸养混凝土
引气剂及引气减水剂	1 ）提高混凝土的耐久性和抗渗性能 2 ）提高混凝土拌合物的和易性，减少混凝土的泌水离析 3 ）引气减水剂还具有减水剂的功能	有抗冻融要求的混凝土；防水混凝土；耐碱及耐盐类结晶破坏的混凝土；泵送混凝土；轻骨料混凝土以及骨料质量差、泌水严重的混凝土
缓凝剂及缓凝减水剂	1 ）延缓混凝土的凝结时间 2 ）降低水泥的初期水化热 3 ）缓凝减水剂还具有减水剂的功能	大体积混凝土；夏季和炎热气候地区施工的混凝土；长距离运输的混凝土；有缓凝要求的混凝土；用于日最低气温 + 5 ℃ 以上。
防冻剂	在一定温的负温下能使水泥水化并达到预期强度，而混凝土不遭受冻害	冬季负温（ 0 ℃ 以下）混凝土施工
膨胀剂	使混凝土在水化和硬化过程中产生一定的体积膨胀，以减少混凝土干缩裂缝，提高抗裂性和抗渗性，或产生适量的自应力	补偿收缩混凝土用于自防水屋面、地下防水、基础后浇缝、防水堵漏等；填充用膨胀混凝土用于设备底座灌浆、地脚螺栓固定等；自应力混凝土用于自应力混凝土压力管

外加剂掺量参考表

外加剂类型	主要成分	一般掺量（ C × % ）
普通减水剂 高效减水剂	木质素磺酸盐（ M 剂等） 萘磺酸甲醛缩合物（ NF 、 FDN 等） 三聚氰胺甲醛缩合物（ SM ） 聚次甲基多环芬香烃磺酸盐（ AF ）	0.2~0.3 0.5~1.0 0.5~1.0 0.5~0.75
引气剂及引气减水剂	松香树脂及其衍生物（ PC 、 CO Ｎ－Ａ等） 烷基磺酸钠	0. 00 5~0. 015 0.00 5~0.01
缓凝剂及缓凝减水剂	羟基羧酸及其盐类（柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸） 无机盐（锌盐、硼酸盐、磷酸盐） 高掺量木质素磺酸盐 糖类及碳水化合物（糖蜜、淀粉）	0.03 ~0. 10 0. 10 ~0. 25 0. 30 ~0. 50 0. 10 ~0. 30
早强剂及早强减水剂	氯盐（氯化钙、氯化钠） 硫酸盐（硫酸钠、硫酸钾、硫酸铝） 普通减水剂复合硫酸钠 高效减水剂复合硫酸钠	0. 5 ~ 1.0 0. 5 ~ 1.5 (0. 15左右)＋(1 .5 左右) ( 0. 5左右)＋(1 .5 左右)

各种外加剂的组成材料

外加剂名称	材　　料
普通减水剂	1 ）木质素磺酸盐（木钙、木镁、木钠） 2 ）腐植酸类 3 ）烤胶类
高效减水剂	1 ）多环芳香族磺酸盐类（萘系磺化物与甲醛缩合的盐类） 2 ）水溶性树脂磺酸盐类（磺化三聚氰胺树脂、磺化古玛隆树脂）
早强剂及早强减水剂	1 ）氯盐类（氯化钙、氯化钠） 2 ）硫酸盐类（硫酸钠、硫化硫酸钠） 3 ）有机胺类（三乙醇胺、三乙丙醇胺）
缓凝剂及缓凝减水剂	1 ）糖类（糖钙） 2 ）木质素磺酸盐类（木钙、木钠、木镁） 3 ）羟基羧酸及其盐类（柠檬酸、酒石酸钾钠） 4 ）无机盐类（锌盐、硼酸盐、磷酸盐）
引气剂及引气减水剂	1 ）松香树脂类（松香热聚物、松香皂） 2 ）烷基苯磺酸盐类（烷基苯磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯酚聚氧乙烯醚） 3 ）脂肪醇磺酸盐类（脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠）
膨胀剂	1 ）硫铝酸钙类（明矾石、 CSA 膨胀剂） 2 ）氧化钙类（石灰膨胀剂） 3 ）氧化镁类（氧化镁） 4 ）金属类（铁屑） 5 ）复合类（氧化钙、硫铝酸钙）

混凝土中掺入减水剂能提高抗渗的原因

（ 1 ）混凝土中掺入减水剂后，由于减水剂分子对水泥颗粒的吸附 - 分散、润滑和润湿作用，减少拌合用水量，提高新拌混凝土的保水性和抗离析性，尤其是当掺入引气型减水剂后，犹如掺入引气剂，在混凝土中产生封闭、均匀分散的小气泡，增加和易性，降低泌水率，从而减少了混凝土中泌水通道的产生，防止了内分层现象的发生。
（2 ）由于在保持相同和易性情况下，掺加减水剂能减少混凝土拌合用水量，使得混凝土中超过水泥水化所需的水量减少，这部分自由水蒸发后留下的毛细孔体积就相应减小，提高了混凝土的密实性。
（ 3 ）如果使用引气型减水剂，可以在混凝土中引入一定量独立、分散的小气泡，由于这种气泡的阻隔作用，改变了毛细管的数量和特征。

混凝土外加剂选用参考表

外加剂类别

混凝土类别

高强混凝土

防水混凝土

大体积混凝土

蒸养设备

预制构件

泵送混凝土

流态混凝土

夏季施工混凝土

冬季施工混凝土

负温施工混凝土

喷射混凝土

砌筑砂浆

高效减水剂

√

√

√

√

√

√

√

√

普通减水剂

√

√

√

√

√

早强剂

√

√

√

√

√

缓凝剂

√

√

√

缓凝减水剂

√

√

√

√

引气剂

引气减水剂

√

√

速凝剂

√

防水剂

√

砂浆塑化剂

√

抗冻剂

√

[ 应用实例 1]

利用 FDN 减水剂非压蒸生产 C80 高强混凝土管桩
•  试产用原材料
1 、 FDN 减水剂
　　 FDN 减水剂为褐黄色粉末产品， PH 值 8 ～ 10 。使用时把称量好的粉剂与砂、石、水泥等一起倒入搅拌机械中进行搅拌，也可以先用水溶解成所需的浓度，再进行使用，这样使用其减水效果将更好。 FDN 硫酸钠低于 0.8% ，因此在使用时不会产生 Na 2 SO 4 结晶而影响其使用效果。 FDN 常用掺量为 0.3% ～ 0.6% 时，其减水率可达 15% ～ 20% ，在生产压蒸 C80 高强混凝土管桩时，掺加 0.5% ～ 0.6%FDN 可以完全满足生产要求。
　　 FDN 为液剂产品，含固量为 38% ～ 42% ，使用时，可直接与加入的水泥、砂、石等一起搅拌，常用掺量为 0.5% ～ 0.8% ，在配制 C80 高强砼管桩生产时，掺量在 1.0% ～ 1.5% 时砼减水率可达 25% 以上。 FDN 高效减水剂 Na 2 SO 4 含量通常在 0.4% 以下，因此，不会因环境温度的下降产生 Na 2 SO 4 结晶而影响其减水效果。

2 、水泥
　　 试产用水泥为 42.5 型硅酸盐水泥，水泥的物理性能见表 1 所示。

表 1 水泥物理性能

3 、黄砂
　　 试产用黄砂为河砂，其物理性能

表 2 河砂的物理性能

4 、碎石
　　 试产用碎石为石矿生产，经水冲洗、筛分、人工搭配使用，其物理性能见表 3 所示。

表 3 碎石的物理性能

二、非压蒸 C80 高强混凝土试配
　　 根据预应力高强混凝土管桩高速离心生产工艺的特点，确定非压蒸 C80 高强混凝土配合比设计方案，见表 4 所示。每立方米混凝土各种原料用量见表 5 所示。

表 4 非压蒸 C80 高强砼配合比设计

表 5 每立方米砼原材料配比 单位：㎏

　　利用表 4 、表 5 配料方案，于 1996 年 8 月、 9 月二个月在中山鸿运管桩有限公司进行了非压蒸高强混凝土试配，其强度测定结果见表 6 、表 7 、表 8 所示。为了便于分析，表 9 中列出了对应 1996 年度 8 月、 9 月二个月 PHC 桩生产时压蒸高强混凝土的强度测定结果。
　　 实测试配的混凝土塌落度 4cm ～ 6cm ，满足生产要求。从表 6 、表 7 、表 8 、表 9 结果可见，利用 FDN 高效减水剂在不掺加高活性混合材的情况下，非压蒸工艺以生产 C80 高强混凝土，而且使用 FDN 高效减水剂的新拌混凝土其凝聚性很好，砼的泌水和离析很少，这可以充分保证预应力砼管桩离心工艺生产。

表 6 非压蒸 C80 高强砼试配结果 （ 1996.8 ）

表 7 非压蒸 C80 高强砼试配结果 （ 1996.9 ）

表 8 非压蒸 C80 高强砼强度统计结果

表 9 压蒸高强混凝土强度统计结果

三、非压蒸工艺 C80 高强砼桩试产
　　 在上述大量非压蒸 C80 高强混凝土试配的基础上，进行了小批量的 C80 高强砼管桩的试产，并根据 GBl3476 — 92 《先张法预应力砼管桩》标准在规定龄期进行了 PHC 桩的力学性能测定，结果见表 10 、表 11 所示。

表 10 非压蒸 C80 高强砼管桩结构及配筋

表 11 管桩结构力学抗弯性能检验结果

注： Mcr —开裂弯矩， Mu —极限弯矩。
　　 从表 10 、表 11 可见，非压蒸工艺利用 FDN 高效减水剂生产 PHC 桩是完全可行的，其力学性能完全达到 GBl3476 — 92 标准规定的要求。

四、分析、讨论　　　

在建筑工程中，配制 C60 以上标号的高强混凝土通常采用“高效减水剂掺加高活性掺合料”这种双掺施工技术，这种方法对于一般施工应用是完全可以满足要求的。但若用在预应力高强混凝土管桩生产中，则将会产生一系列的问题。由于硅灰这种高活性掺合料比表面积很大，密度小，比重很轻，在管桩进行高速离心工艺时 ( 离心加速度 a ＝ 35g ～ 40g ) ，易产生分层而与水泥浮浆一起排出，这样就降低了硅灰的增强效果；同时，硅灰是一种十分昂贵的材料，在 PHC 桩生产中 ( 一般掺量在 10 ％～ 15 ％ ) ，会增加生产成本，且生产工艺及计量更加复杂，因此， PHC 桩生产厂家都不使用该技术。 　 　利用 FDN 高效减水剂这种高浓型萘系混凝土外加剂产品质量稳定，减水率高，硫酸钠含量很低，配制的混凝土凝聚性好，砼离散性很小，砼强度均方差小，砼标准强度就高。在充分保证水泥、砂、碎石质量的前提下，配制非压蒸 C80 砼是可以实现的，生产非压蒸 C80 高强混凝土管桩是完全可行的。 　　 水泥胶结料和砼集料的质量对于配制非压蒸 C80 高强混凝土和生产 PHC 桩同样十分重要。试验表明，采用的 525# Ⅱ型硅酸盐水泥，必须有 100 ％的富余强度，最好采用 625# 和 725 # Ⅰ 或Ⅱ型硅酸盐水泥，不能使用普通硅酸盐水泥或其它品种水泥。河砂的含泥量必须控制在 0.6 ％以下，绝不能超过 0.8 ％，否则将降低外加剂的减水效果，同时对河砂中的杂质如贝壳、螺丝壳等都必须过筛清除；碎石的强度必须大于 160MPa ，含泥量应小于 0.4 ％，针片状含量不得大于 10 ％。碎石的级配对于高强离心砼十分重要，在试验条件下， 5mm ～ 15mm 与 15mm ～ 25mm 二档的碎石累计筛余比为 36 ： 64 时可以达到最佳试配强度。 　　 当然，由于管桩在常压蒸养脱模后没有经过压蒸养护，因此在非压蒸生产 PHC桩时，必须有充足的产品堆场，同时每天必须对管桩进行洒水湿养，以充分保证混凝土的后期正常水化，确保 PHC 桩产品质量。应加强成品堆场的调度管理，在达到规定龄期后产品才能出厂供桩。

五、结论
(1)FDN 减水剂具有早强、高强、超塑化、低引气、高效减水等多种功能，特别适用于蒸养和高压蒸养混凝土制品，对提高 PHC 桩产品质量具有很好的使用效果。
(2) 利用 FDN 减水剂在不掺加高活性掺合料情况下，非压蒸工艺配制 C80 高强混凝土是可行的，且可以满足离心工艺要求。
(3) 在现有生产条件下，充分保证水泥、砂、石等原材料质量，利用 FDN 减水剂，完全可以生产非压蒸 C80 高强混凝土管桩，其力学性能全部达到 GBl3476 — 92 的要求。
(4)FDN 减水剂浓度高， Na 2 SO 4 含量低，产品质量稳定，砼单位掺量小，使用成本低，是生产非压蒸 C80PHC 桩和压蒸 PHC 桩理想的混凝土外加剂，具有很大的推广使用价值。

FDN 系列主要质量技术标准
Main technology standards of FDN series.

注：硫酸钠含量按国标重量法测定。
Notes: Content of Na 2 SO 4 is measured in accordance with international method method of weight.

工程质检中心检验报告
Checking report of engineering quality control centre of Metallurgical Department.

萘磺酸盐甲醛缩合物

　　萘磺酸盐甲醛缩合物简称萘系减水剂，是芳香族磺酸盐甲醛缩合物 ( 见图 1) 。此类减水剂的主要成分为萘或萘的同系物磺酸盐与甲醛缩合物，属于阴离子表面活性剂，其结构式 ( 式中 n 为缩合的核体数，约 6 — 13) 如下：
　　 我国从 20 世纪 70 年代开始研制萘系高效减水剂，以精萘和工业萘为原料的产品有 NNO 、 SPA 、 BW 、 FE 、 NF 、 FDN 、 UN F － 2 、 SN —Ⅱ等，以甲基萘和萘残油为原料的产品有 MF 、建 1 、 DH 4 ，以蒽油为原料的产品有 AF 、 JW — 1 等。这些产品的生产工艺，大同小异。以工业萘为例，其工艺流程 ( 见图 2) 如下：

图 1 萘磺酸钠甲醛缩合物

图 2 萘系减水剂制备工艺流程图
1 ．原 料
(1) 萘
　　 工业萘或精萘的分子式为 C 10 H 8 。生产实践证明，用含萘量高的物料生产的产品引气性较小，性能较好，所以目前一些大的减水剂生产厂，大都使用工业萘或精萘，以利于产品质量稳定。当从煤焦油中提取精萘或工业萘时，馏分温度为 21 0 ℃ 。萘为白色易挥发片状晶体，具有可燃性和强烈的焦油味，密度 (d 乳 ) 1.145g /cm 3 ，熔点 80. 2 ℃ ，沸点 217.7 6 ℃ ，闪点 17 6 ℉ ( 8 0 ℃ ) ，自燃点 97 9 ℉ ( 526.11 ℃ ) ，溶于苯、无水乙醇和醚，不溶于水。

(2) 硫 酸
　　 用作磺化的硫酸常用浓度为 98 ％的浓硫酸，磺化反应为亲电子反应，参加反应的不是阴离子 SO 和 HSO ，而是阳离子 H 3 SO 广和中性分子 SO 3 ，后者只有在浓度大于 75 ％的硫酸和发烟硫酸中才存在。

(3) 甲醛工业品
　　 甲醛工业品，其浓度为 35 ％～ 37 ％，五色透明液体，有刺激气味， 15 ℃ 时密度 1.10g /cm 3 ，分子式 HCHO 。

(4) 烧碱工业品
　　 固碱、液碱均可。使用固碱时应配制成 30 ％～ 40 ％的水溶液。

2 ．磺化反应
　　 磺化反应是浓硫酸作用于萘，磺酸根取代萘的氢原子，反应结果生成萘磺酸。
　　 磺化反应控制的好坏，直接影响 β- 萘磺酸的含量，对缩合后产品质量影响较大。影响磺化反应的因素主要有磺化温度、磺化时间、硫酸浓度、硫酸加入量及杂质等。

(1) 萘与硫酸的用量比
　　 萘与硫酸的摩 [ 尔 ] 比为 1 ； 1.3 ～ 1.4 。硫酸浓度降低到不能磺化时的临界浓度 ( 以 SO 3 百分数表示 ) ，称为该条件下的磺化 π 值。根据磺化 π 值的定义可以推算 1 ㎏ 分子萘在磺化时所需的硫酸量 χ( 以 kg 计 ) ：

　　式中， α 为磺化剂硫酸的原始浓度 ( 以 SO 3 百分数表示 ) ，如 98 ％硫酸以 SO 3 百分数表示为 80 ， 16 0 ℃ 下萘磺化 π 值为 52 ，则

　　由此可知，磺化 1 ㎏ 分子萘需 137kg 、 98 ％的硫酸，也即 1.37kg 分子硫酸。

(2) 磺化温度
　　 在磺化反应中，温度不仅影响反应速度，更主要的是影响反应产物。萘的磺化是复杂过程，极易生成异构体。高效减水剂生产所需的是 β- 萘磺酸，该产物在 160 ～ 165 ℃ 磺化时生成。
　　 在磺化反应中，应先将萘投人反应锅，加热熔化至 130 ～ 140 ℃ 时加入浓硫酸，投酸后由于磺化反应温度上升，容易导致局部过热，所以硫酸必须滴加，边滴边搅拌，保持温度在 160 ～ 16 5 ℃ 之间。

表 1 磺化温度对 α- 萘磺酸含量的影响

(3) 磺化时间
　　 硫酸滴加后，温度应在 160 ～ 16 5 ℃ 之间维持 2h 。时间短，磺化不充分；时间过长，则影响其产量。

3 ．水解反应

(1) 水解目的
　　 由前述可知，在生产 β- 萘磺酸时，生成一部分 α - 萘磺酸，为了水解 α - 萘磺酸，有利于以后的缩聚反应，应使 α - 萘磺酸水解。水解时应将反应物降温至 12 0 ℃ 左右加水，此时 β- 萘磺酸稳定，而 α - 萘磺酸则易水解。

(2) 水解用水量
　　 水解时加水量多对水解反应有利，但加水量多给缩聚反应带来不利影响。故水解用水量一般为 2 ～ 3 至 4 ～ 5 摩 [ 尔 ] 水 /1 摩 [ 尔 ] 萘。总之，在控制总酸度相同情况下，水解加水量少些产品性能好。

(3) 水解总酸度
　　 水解时外加硫酸，控制其总酸度在 30 ％左右，水解总酸度低，加水量大，降低反应物浓度；水解总酸度高，缩合时物料黏度大，不利于反应进行。

(4) 水解时间
　　 一般加水搅拌半小时左右。

4 ．缩合反应
　　 萘磺酸水解后继续降温到 80 ～ 9 0 ℃ 左右，滴加甲醛缩合，其反应方程如下：

　　缩合反应是减水剂生产过程中的重要反应，也是时间较长的一个工序。技术关键是使反应尽可能地完全，得到长链分子，同时反应时间尽可能的短，以便缩短周期。
　　 影响缩合反应的因素很多，主要有配比、加水量、酸度、反应时间及反应温度。

(1) 甲醛用量
　　 甲醛用量大，有利于得到多核分子，提高产品质量，但缩合时间要加长，以使反应完全。若甲醛参加反应充分，则当萘磺酸：甲醛＝ 2 ： 1 时得到二核体 ( 即扩散剂 NNO) ；当萘磺酸；甲醛＝ 10 ： 9 时得到核体数 n ＝ 10 的高效减水剂。可见增大甲醛用量，有利于得到多核分子的高效减水剂，提高产品质量。一般萘与甲醛的摩 [ 尔 ] 比可取 1 ： 1 。但由于磺化反应的副反应， 1 摩 [ 尔 ] 萘不会全部磺化为 β- 萘磺酸，故在密封较好、控制严格的生产条件下，甲醛用量可适当减少。一般萘与甲醛的摩 [ 尔 ] 比为 1 ： 0.8 ，甲醛控制在 0.7 ～ 0.95 之间。

(2) 缩合温度
　　 缩合温度一般在 90 ～ 105 ℃ 之间，有压力下可选择 130 ～ 14 0 ℃ 。温度较高时，反应速率随之增大，可以较快地趋向于平衡，同时有利于小分子副产物的移除，有利于高聚合物的形成。但因缩合反应为逐步反应，如温度和酸度太高，则反应过快，可能产生暴聚而结硬。

(3) 缩合酸度
　　 硫酸是萘磺酸缩聚的催化剂，酸度低时虽有节约硫酸、反应物料较稀薄等优点，但产品的分散性较差。酸度高有利于缩合反应的进行，但亦不应过高。故酸度一般控制在 26 ％～ 30 ％，少数产品为 30 ％～ 33 ％。

(4) 压 力
　　 因为常压下缩合温度不能超过 11 0 ℃ ，否则溶液中的水大量汽化；反应速度慢，时间长 ( 一般滴加甲醛 2 ～ 3h ，滴加后缩合反应 3 ～ 4h) ，采用 2 ～ 2.5 大气压下缩合，则反应温度为 130 ～ 14 0 ℃ ， 2h 左右即可反应完毕。

(5) 缩合反应时间
　　 大多数有机物间的反应速度比较慢，很难瞬间完成，需要较长时间。时间过短反应不完全，过长又使生产周期延长，成本增高，产量降低。故应取保证产品质量的最短时间。一般控制为投完甲醛其温度升至 105 ℃ 后，再恒温 3 ～ 4h 。

5 ．中 和
　　 缩聚物中的萘磺酸，可转化为钠盐、铵盐、钾盐、锂盐，甚至钙盐，但常转化为钠盐。过量的硫酸可转化为钙盐，也可转化为钠盐。生产减水剂时，常用这两种中和方法。

(1) 氢氧化钠中和法
　　 反应物中加人氢氧化钠，使硫酸与磺酸均转化为钠盐。
　　H2SO4 ＋ 2NaOH → Na2SO4 +H2O
　　 ArSO3H+NaOH → ArSO3Na+H2O
　　 所得减水剂为低浓减水剂，其中硫酸钠含量≤ 20 ％ ( 固体 ) 。但目前生产的减水剂中硫酸钠含量也有达 30 ％的。

(2) 石灰 - 碳酸钠 ( 或氢氧化钠 ) 中和法
　　 缩聚产物中加石灰，使硫酸转化为硫酸钙沉淀。
　　 H2SO4+Ca(OH) 2 →CaSO 4 ↓+2H 2 O
　　 滤除沉淀，磺酸存留于滤液中，然后用碳酸钠 ( 或氢氧化钠 ) 中和。

　　2ArSO3H 十 Na2CO3 → 2ArSO3Na2 +H2O+CO2 ↑
　　 ArSO3H ＋ NaOH → ArSO3Na+H2O
　　 此为高浓减水剂，其中硫酸钠含量≤ 3 ％ ( 固体 ) 。
　　 为了进一步降低萘系减水剂的水不溶物，在过滤物料时加入一定数量的硅藻土 ( 浓度为 40 ％的 1t 物料中加入 5kg 硅藻土 ) ，其产品中水不溶物仅为 0.1 ％。

6 ．作用机理
　　 各种高效减水剂对水泥都有明显的分散作用，而无副作用。高效减水剂的分散能力超过普通减水剂。一般认为高效减水剂吸附在水泥颗粒上，使水妮颗粒带负电荷。由于高效减水剂阴离子本身的相互作用，使水泥颗粒互相排斥，这种吸附和分散作用与普通阴离子减水剂的作用相似 ( 见图 3 ，图 4) 。

图 3 掺 MF 的试件照片 图 4 未掺 MF 试件的照片
　　 试验表明，高效减水剂 ( 萘系 ) 的最佳掺量与混凝土或砂浆拌合物的表面积成正比，这一事实使水泥 - 水 - 高效减水剂之间的吸附作用得到证实。

7 ．萘系减水剂的性能与应用
　　 萘系高效减水剂由于减水率高，对水泥混凝土的凝结时间影响较小，无显著的引气作用，有着广泛的用途。

(1) 对混凝土性能的影响
　　 掺萘系高效减水剂混凝土的性能应符合表 2 的要求。

表 2 掺萘系高效减水剂混凝土性能

注：萘系高效减水剂在混凝土中应用时，要注意坍落度损失过快带来对施工的影响 (GB8076 — 1997) 。

(2) 主要用途
　　 萘系高效减水剂适宜于高强混凝土、流态混凝土、高强流态混凝土、早强混凝土、防渗混凝土、冬季施工用混凝土、蒸养混凝土、港工混凝土、喷射混凝土等。

(3) 使用注意事项
①萘系高效减水剂的适宜掺量一般为水泥质量的 0.5 ％～ 1.0 ％。
②高效减水剂的掺法对塑化效果影响较大，一般在搅拌过程中先加水搅拌 2 ～ 3min ，然后加入减水剂的作用效果好。
③大坍落度混凝土不宜用翻斗车长距离运输，应采用后掺法。
④萘系高效减水剂的坍落度损失快，故长距离运输的商品混凝土，必须配合缓凝型减水剂共同使用，或在施工现场后掺外加剂。
⑤对多孔骨料混凝土，必须先加水，最后加减水剂。

GB/T 8076—2009

混凝土外加剂

Concrete admixtures

1 范围
　　 本标准规定了用于水泥混凝土中外加剂的定义、技术要求、试验方法、检验规则、包装、出厂、贮存及退货等。
　　 本标准适用于高性能减水剂、泵送剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、普通减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、早强剂、缓凝剂和引气剂共九种混凝土外加剂。

2 规范性引用文件
　　 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单 ( 不包括勘误的内容 ) 或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T176-1996 水泥化学分析方法
GB/T8074 水泥表面积测定方法 勃氏法
GB/T 8075 混凝土外加剂的分类、命名与定义
GB/T8077 混凝土外加剂匀质性能试验方法
GB/T14684-2001 建筑用砂
GB/T14685-2001 建筑用卵石、碎石
GB/T50080-2002 普通混凝土拌合物性能试验方法标准
GB/T50081-2002 普通混凝土力学性能试验方法标准
GBJ 82-85 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法
JGJ 55 普通混凝土配合比设计规程
JGJ63 混凝土用水标准

3 定义
　　 下列定义适用于本标准。

3 ． 1 高性能减水剂 high performance water-reducer
　　 与高效减水剂相比，具有更高减水效果、更好坍落度保持性能和较小干燥收缩的外加剂。其余混凝土外加剂的定义见 GB/T8075 。

3 ． 2 基准水泥 reference cement
　　 符合本标准附录 A 要求的、专门用于检验混凝土外加剂性能的水泥。

3 ． 3 基准混凝土 reference concrete
　　 按照本标准规定的试验条件配制的不掺外加剂的混凝土。

3 ． 4 受检混凝土 test concrete
　　 按照本标准规定的试验条件配制的掺有外加剂的混凝土。

4 技术要求

4 ． 1 受检混凝土，性能指标
　　 掺外加剂混凝土性能应符合表 1 的要求。

表 1 掺外加剂混凝土性能指标

4.2 匀质性指标
　　 匀质性指标应符合表 2 的要求。

表 2 匀质性指标

5 试验方法
5 ． 1 材料
5 ． 1 ． 1 水泥
　　 采用本标准附录 A 规定的水泥。

5 ． 1 ． 2 砂
　　 符合 GB/T1468 4 － 2001 中Ⅱ区要求的中砂，但细度模数为 2.6 ～ 2.9 ，含泥量小于 1 ％。

5 ． 1 ． 3 石子
　　 符合 GB/Tl4685-2001 要求的粒径为 5mm ～ 20mm 的碎石，采用二级配，其中 5mm ～ 10mm 占 40 ％， 10mm ~ 20mm 占 60 ％，满足连续级配要求，针片状物质含量小于 10 ％，紧密堆积空隙率小于 40 ％，含泥量小于 0.5 ％。

5 ． 1 ． 4 水
　　 符合 JGJ63 要求。

5 ． 1 ． 5 外加剂
　　 需要检测的外加剂。

5 ． 2 配合比
　　 基准混凝土配合比按 JGJ 55 进行设计。掺非引气型外加剂的受检混凝土和其对应的基准混凝土的水泥、砂、石的比例相同。配合比设计应符合以下规定：
a) 水泥用量：掺高性能减水剂和泵送剂的混凝土单位水泥用量为 360kg /m 3 ；掺其他外加剂的混凝土单位水泥用量为 330kg /m 3 。
b) 砂率：掺高性能减水剂和泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的砂率均为 43 ％～ 47 ％ 5 掺其它外加剂的混凝土的砂率为 36 ％ ~40 ％：但掺引气减水剂和引气剂的受检混凝土砂率应比基准混凝土的砂率低 1 ％～ 3 ％。
c) 外加剂掺量：按生产厂家指定掺量。
d) 用水量：掺高性能减水剂和泵送剂混凝土的基准混凝土和受检混凝土的坍落度控制为 (210+10)mm ，掺其它外加剂混凝土的坍落度控制为 (80+10)mm 。

5 ． 3 混凝土搅拌
　　 采用 60L 强制式或自落式混凝土搅拌机，全部材料及外加剂一次投入，拌合量应不少于 20L ，不宜大于 45L ，强制式搅拌机搅拌 2min ，自落式搅拌机搅拌 3min ，出料后在铁板上用人工翻拌 2 ～ 3 次，再行试验。
　　 各种混凝土试验材料及环境温度均应保持在 (20 ± 3) ℃。

5 ． 4 试件制作及试验所需试件数量
5 ． 4 ． 1 试件制作
　　 混凝土试件制作及养护按 GBJ50080-2002 进行，但混凝土预养温度为 (20 土 3) ℃。

5 ． 4 ． 2 试验项目及数量
　　 试验项目及数量详见表 3 。
　　 表 3 试验项目及所需数量

5 ． 5 混凝土拌合物性能试验方法
5 ． 5 ． 1 坍落度测定
　　 混凝土坍落度按照 GBJ5008 0 － 2002 测定；但坍落度为 (210 ± 10)mm 的混凝土，分两层装料，每层装入高度为筒高的一半，每层用插捣棒插捣 15 次。

5 ． 5 ． 2 减水率测定
　　 减水率为坍落度基本相同时，基准混凝土和受检混凝土单位用水量之差与基准混凝土单位用水量之比。坍落度按 GB/T50080 － 2002 测定。减水率按式 (1) 计算：

式中：
W R ——减水率，用百分数表示 ( ％ ) ；
W 0 ——基准混凝土单位用水量，单位为公斤每立方米 (kg/m 3 ) ；
W 1 ——受检混凝土单位用水量，单位为公斤每立方米 (kg/m 3 ) 。
　　 W R 以三批试验的算术平均值计，精确到小数点后一位数。若三批试验的最大值或最小值中有一个与中间值之差超过中间值的 15 ％时，则把最大值与最小值一并舍去，取中间值作为该组试验的减水率。若有两个测值与中间值之差均超过 15 ％时，则该批试验结果无效，应该重做。

5 ． 5 ． 3 泌水率比测定
　　 泌水率比按式 (2) 计算，精确到小数点后一位数。

式中： R B ——泌水率之比，用百分数表示（ % ）；
B t ——掺外加剂混凝土泌水率，用百分数表示（ % ）；
B c ——基准混凝土泌水率，用百分数表示（ % ）。

泌水率的测定和计算方法如下：
　　 先用湿布润湿容积为 5L 的带盖筒（内径为 185 ㎜，高 200 ㎜），将混凝土拌合物一次装入，在振动台上振动 20s ，然后用抹刀轻轻抹平，加盖以防水分蒸发。试样表面应比筒口边低约 20 ㎜。自抹面开始计算时间，在前 60min ，每隔 10min 用吸液管吸出泌水一次，以后每隔 20min 吸水一次，直至连续三次无泌水为止。每次吸水前 5min ，应将筒底一侧垫高约 20 ㎜，使筒倾斜，以便于吸水。吸水后，将筒轻轻放平盖好。将每次吸出的水都注入带塞的量筒，最后计算出总的泌水量，准确至 1g ，并按式（ 3 ）、（ 4 ）计算泌水率：

G w = G 1 — G 0 ……………………………… （ 4 ）

式中： B ——泌水率，用百分数表示（ % ）；
V W ——泌水总质量，单位为克（ g ）；
W ——混凝土拌合物的用水量，单位为克（ g ）；
G ——混凝土拌合物的总质量，单位为克（ g ）；
G w ——试样质量，单位为克（ g ）；
G 1 ——筒及试样质量，单位为克（ g ）；
G 0 ——筒质量，单位为克（ g ）。

　　试验时，每批混凝土拌合物取一个试样，泌水率取三个试样的算术平均值。若三个试样的最大值或最小值中有一个与中间值之差大于中间值的 15% ，则把最大值与最小值一并舍去，取中间值作为该组试验的泌水率，如果最大与最小值与中间值之差均大于中间值的 15% 时，则应重做。

5.5.4 含气量
　　 按 GB/T50080 用气水混合式含气量测定仪，并按仪器说明进行操作，但混凝土拌合物应一次装满并稍高于容器，用振动台振实 1 5S ～ 20S 。
　　 试验时，每批混凝土拌合物取一个试样，含气量以三个试样测值的算术平均值来表示。若三个试样中的最大值或最小值中有一个与中间值之差超过 0.5% 时，将最大值与最小值一并舍去，取中间值作为该批的试验结果，如果最大值与最小值均超过 0.5% ，则应重作。

5 ． 5 ． 5 凝结时间差测定：
凝结时间差按式（ 5 ）计算：

△ T = T t — T c ……………………………… （ 5 ）

式中：△ T ——凝结时间之差，单位为分钟（ min ）；
T t ——掺外加剂混凝土的初凝或终凝时间，单位为分钟（ min ）；
T c ——基准混凝土的初凝或终凝时间，单位为分钟（ min ）。
　　 凝结时间采用贯入阻力仪测定，仪器精度为 10N ，凝结时间测定方法如下：
　　 将混凝土拌合物用 5 ㎜（圆孔筛）振动筛筛出砂浆，拌匀后装入上口内径为 160 ㎜，下口内径为 150 ㎜，净高 150 ㎜的刚性不渗水的金属圆筒，试样表面应略低于筒口，用振动台振实（约 3s ～ 5s ），置于（ 20 ± 2 ）℃的环境中，容器加盖。一般基准混凝土在成型后 3h ～ 4h ，掺早强剂的在成型后 1h ～ 2h ，掺缓凝剂的在成型后 4h ～ 6h 开始测定，以后每 0.5h 或 1 h 测定一次，但在临近初、终凝时，可以缩短测定间隔时间。每次测点应避开前一次测孔，其净距为试针直径的 2 倍，但至少不小于 15 ㎜，试针与容器边缘之距离不小于 25 ㎜。测定初凝时间用截面积为 100 ㎜ 2 的试针，测定终凝时间用 20 ㎜ 2 的试针。
　　 测试时，将砂浆试样筒置入阻力仪上，测针端部与砂浆表面接触，然后在（ 10 ± 2 ） S 内均匀地使测针贯入砂浆（ 25 ± 2 ）㎜深度。记录贯入阻力，精确至 10N ，记录测量时间，精确至 1min 。贯入阻力按式（ 6 ）计算：

式中： R —— 贯入阻力值，单位为兆帕（ MPa ）；
P ——贯入深度达 25 ㎜时所需的净压力，单位为牛顿（ N ）；
A ——贯入仪试针的截面积，单位为平方毫米（㎜ 2 ）。
　　 根据计算结果，以贯入阻力值为纵坐标，测试时间为横坐标，绘制贯入阻力值与时间关系曲线，求出贯入阻力值达 3.5MPa 时，对应的时间作为初凝时间；及贯入阻力值达 28MPa 时，对应的时间作为终凝时间。从水泥与水接触时开始计算凝结时间。
　　 试验时，每批混凝土拌合物取一个试样，凝结时间取三个试样的平均值。若三批试验的最大值或最小值之中有一个与中间值之差超过 30min 把最大值与最小值一并舍去，取中间值作为该组试验的凝结时间。若两测值与中间值之差的均超过 30min 时，该组试验结果无效，则应重做。

5 ． 5 ． 6 坍落度和含气量经时变化
　　 将按照 5 ． 3 搅拌的混凝土留下足够坍落度和含气量试验数量，并装入用湿布擦过的试样筒内，静止至 1 小时 ( 从加水搅拌时开始计算 ) ，然后倒出，在铁板上用铁锹翻拌数次均匀后，再按照坍落度和含气量测定方法测定坍落度和含气量，计算出机时和 1 小时之后坍落度和含气量之差值，即得到坍落度和含气量的经时变化。

坍落度和含气量经时变化按式 (7) 和式 (8) 计算：

　　△ S1= S1 6 0 － S1 0 ………………………………………………（７）

　　△ A = A 6 0 － A 0 ………………………………………………（８）

式中：△ S1 ——坍落度经时变化，单位为毫米 (mm) ；
S1 60 ——凝土加水搅拌， 1 小时后测得的坍落度，单位为毫米 (mm) ；
S1 0 ——混凝土加水搅拌，出机时测得的坍落度，单位为毫米 (mm) ：
△ A ——含气量经时变化，用百分数表示 ( ％ ) ：
A 60 ——混凝土加水搅拌， 1 小时后测得的含气量，用百分数表示 ( ％ ) ；
A 0 ——混凝土加水搅拌，出机后测得的含气量，用百分数表示 ( ％ ) 。
　　 试验时，每批混凝土取一个试样，坍落度和含气量的经时变化以三次试验结果的平均值表示。

5 ． 6 硬化混凝土性能试验方法
5 ． 6 ． 1 抗压强度比测定
　　 抗压强度比以掺外加剂混凝土与基准混凝土同龄期抗压强度之比表示，按式 (9) 计算：

式中：
Ｒ f ——抗压强度比，用百分比表示 ( ％ ) ；
? t ——掺外加剂混凝土的抗压强度，单位为兆帕 (MPa) ；
? c ——基准混凝土的抗压强度，单位为兆帕 (MPa) 。
　　 受检混凝土与基准混凝土的抗压强度按 GBJ 5008 1 － 2002 进行试验和计算。试件用振动台振动 15s ～ 20s 。试件预养温度为 (20+3) ℃。试验结果以三批试验测值的平均值表示，若三批试验中有一批的最大值或最小值与中间值的差值超过中间值的 15 ％，则把最大及最小值一并舍去，取中间值作为该批的试验结果，如有两批测值与中间值的差均超过中间值的 15 ％，则试验结果无效，应该重做。

5 ． 6 ． 2 收缩率比测定
　　 收缩率比以 28d 龄期时受检混凝土与基准混凝土的干缩率的比值表示，按 (10) 式计算：

式中：
R ? ——收缩率比，用百分比表示 ( ％ ) ；
? t ——受检混凝土的收缩率，用百分比表示 ( ％ ) ；
? c ——基准混凝土的收缩率，用百分比表示 ( ％ ) 。
　　 受检混凝土及基准混凝土的收缩率按 GBJ 8 2 － 85 测定和计算，试件用振动台成型，振动 15s~20s 。每批混凝土拌合物取一个试样，以三个试样收缩率的算术平均值表示。

5 ． 6 ． 3 相对耐久性试验
　　 按 GBJ 82-85 进行，试件采用振动台成型，振动 15s ～ 20s ，标准养护 28d 后进行冻融循环试验。　　相对耐久性指标是以掺外加剂混凝土冻融 200 次后的动弹性模量降至 80 ％或 60 ％以上评定外加剂质量。每批混凝土拌合物取一个试样，冻融循环次数以三个试件动弹性模量的算术平均值表示。

5 ． 7 匀质性方法
5 ． 7 ． 1 氯离子含量
　　 氯离子含量按 GB/T8077 进行，或按本标准附录 B 的方法测定，仲裁时采用附录 B 的方法。

5 ． 7 ． 2 总碱量
　　 按本标准附录 C 进行测定。

5 ． 7 ． 3 其它指标
　　 按 GB/T8077 进行。

6 检验规则
6 ． 1 取样及批号
6 ． 1 ． 1 点样和混合样
　　 点样是在一次生产的产品所得试样，混合样是三个或更多的点样等量均匀混合而取得的试样。

6 ． 1 ． 2 批号
　　 生产厂应根据产量和生产设备条件，将产品分批编号，掺量大于 1 ％ ( 含 1 ％ ) 同品种的外加剂每—批号为 100t ，掺量小于 1 ％的外加剂每一批号为 50t ，不足 100t 或 50t 的也应按一个批量计，同——批号的产品必须混合均匀。

6 ． 1 ． 3 取样数量
　　 每一批号取样量不少于 0.2t 水泥所需用的外加剂量。

6 ． 2 试样及留样
　　 每一批号取样应充分混匀，分为两等份，其中一份按表 2 规定的项目进行试验，另一份密封保存半年，以备有疑问时，提交国家指定的检验机关进行复验或仲裁。

6 ． 3 检验分类
6 ． 3 ． 1 出厂检验
　　 每批号外加剂的出厂检验项目，根据其品种不同按表 4 规定的项目进行检验。

6 ． 3 ． 2 型式检验
　　 型式检验项目包括第 4 章全部性能指标。有下列情况之一者，应进行型式检验：
　　 a) 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；
　　 b) 正式生产后，如材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；
　　c) 正常生产时，一年至少进行一次检验；
　　 d) 产品长期停产后，恢复生产时；
　　 e) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；
　　 f) 国家质量监督机构提出进行型式试验要求时。

表 4 外加剂测定项目

6 ． 4 判定规则
6 ． 4 ． 1 出厂检验判定
　　 型式检验报告在有效期内，且出厂检验结果符合表 2 的要求，可判定为出厂检验合格。

6 ． 4 ． 2 型式检验判定
　　 产品经检验，匀质性检验结果符合表 2 的要求；各种类型外加剂受检混凝土性能指标中，高性能减水剂及泵送剂的减水率和坍落度的经时变化，其他减水剂的减水率、缓凝型外加剂的凝结时间差、引气型外加剂的含气量、硬化混凝土的各项性能符合表 1 的要求，则判定该批号外加剂为相应等级的产品。如不符合上述要求时，则判该批号外加剂不合格。其余项目作为参考指标。

6 ． 5 复验
　　 复验以封存样进行。如使用单位要求现场取样，应事先在供货合同中规定，并在生产和使用单位人员在场的情况下于现场取混合样，复验按照型式检验项目检验。

7 产品说明书、包装、贮存及退货
7 ． 1 产品说明书
　　 产品出厂时应提供产品说明书，产品说明书应包括下列内容：

　　a) 生产厂名称；
　　 b) 产品名称及等级；
　　 c) 适用范围；
　　 d) 推荐掺量；
　　 e) 产品的匀质性指标；
　　 f) 有无毒性：
　　 g) 易燃状况、贮存条件及有效期；
　　 h) 使用方法和注意事项等。

7 ． 2 包装
　　 粉状外加剂可采用有塑料袋衬里的编织袋包装，每袋净质量 20kg — 50kg 。液体外加剂可采用塑料桶、金属桶包装或用槽车运输。产品也可根据用户要求进行包装。
　　 所有包装容器上均应在明显位置注明以下内容：产品名称和质量等级、型号、产品执行标准、商标、净质量或体积 ( 包括含量或浓度 ) 、生产厂名、有效期限。生产日期及出厂批号应在产品合格证上予以说明。

7 ． 3 产品出厂
　　 凡有下列情况之一者，不得出厂：技术文件 ( 产品说明书、合格证、检验报告 ) 不全、包装不符、质量不足、产品受潮变质，以及超过有效期限。
　　 生产厂随货提供技术文件的内容应包括：产品名称及型号、出厂日期、特性及主要成分、适用范围及推荐掺量、外加剂总碱量、氯离子含量、有无毒性、易燃状况、储存条件及有效期、使用方法及注意事项。

7 ． 4 贮存
　　 外加剂应存放在专用仓库或固定的场所妥善保管，以易于识别，便于检查和提货为原则。搬运时应轻拿轻放，防止破损，运输时避免受潮。

7 ． 5 退货
　　 使用单位在规定的存放条件和有效期限内，经复验发现外加剂性能与本标准不符时，则应予退回或更换。
　　 实际的质量、体积与规定的质量、体积 ( 按固形物计 ) 有 2 ％的差异时，可以要求退货或补足。粉状的可取 50 包，液体的可取 30 桶 ( 其他包装形式由双方协商 ) ，称量取平均值计算。
　　 凡无出厂文件或出厂技术文件不全，以及发现实物质量与出厂技术文件不符合，可退货。

附 录 A
（规范性附录）
混凝土外加剂性能检验用基准水泥技术条件

　　基准水泥是统一检验混凝土外加剂性能的材料，是由符合下列品质指标的硅酸盐水泥熟料与二水石膏共同粉磨而成的 42.5 强度等级的硅酸盐水泥。基准水泥必须由经中国水泥质量监督中心确认具备生产条件的工厂供给。

A . 1 品质指标 （除满足 42.5 强度等级硅酸盐水泥技术要求外）
　　A1.1 熟料中铝酸三钙（ C 3 A ）含量 6% ～ 8% 。
　　A1.2 熟料中硅酸三钙（ C 3 S ）含量 50% ～ 55% 。
　　A1.3 熟料中游离氧化钙（ fCaO ）含量不得超过 1.2% 。
　　A1.4 水泥中碱（ Na 2 O+0.658K 2 O ）含量不得超过 0.7% 。
　　A1.5 水泥比表面积（ 320 ± 10 ）㎡ / ㎏。

A . 2 试验方法
　　A2.1 游离氧化钙、氧化钾和氧化钠的测定，按 GB/T17 6 － 1996 进行。
　　A2.2 水泥比表面积的测定，按 GB/T8074 进行。
　　A2.3 铝酸三钙和硅酸三钙含量由熟料中氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝和三氧化二铁含量，按下式计算得：
　　 C 3 S=3.80 · SiO 2 (3KH-2) ……………………………………… (A1)
　　 C 3 A =2.65 · (Al 2 O 3 — 0.64Fe 2 O 3 ) ……………………… (A2)

式中： C 3 S 、 C 3 A 、 SiO 2 、 Al 2 O 3 、 Fe 2 O 3 和 fCaO 分别表示该成分在熟料中所占的质量百分数， KH 表示石灰保护系数。

A . 3 验收规则
　　 A3.1 基准水泥出厂 15 吨为一批号。每一批号应取三个有代表性的样品，分别测定比表面积，测定结果均须符合规定。
　　 A3.2 凡不符合本技术条件 A1 中任何一项规定时，均不得出厂。

A . 4 包装及贮运
　　 采用结实牢固和密封良好的塑料桶包装。每袋净重 (2 5 ± 0.5 ) ㎏。袋中须有合格证，注明生产日期、批号。有效储存期为自生产之日起半年。

附 录 B
( 规范性附录 )
离子色谱法测定混凝土用化学外加剂中氯离子含量

B ． 1 范围
　　 本方法适用于混凝土外加剂中氯离子的测定。

B ． 2 方法提要
　　 离子色谱法是液相色谱分析方法的一种，样品溶液经阴离子色谱柱分离，溶液中的阴离子 F — 、 C l — 、
　　 SO 、 NO 被分离，同时被电导池检测。测定溶液中氯离子峰面积或峰高。

B ． 3 试剂和材料
a) 氮气：纯度大于主 99.8 ％；
b) 硝酸：优级纯；
c) 实验室用水：一级水 ( 电导率小于 18m Ω · cm ， 0.21μm 超滤膜过滤 ) ；
d) 氯离子标准溶液 (1mg/mL) ：准确称取预先在 (550 ～ 600) ℃加热 (40~50)min 后，并在干燥器中冷却至室温的氯化钠 ( 标准试剂 ) 1.648g ，用水溶解，移入 1000mL 容量瓶中，用水稀释至刻度。
e) 氯离子标准溶液 (100μg/mL) ：准确移取上述标准溶液 100mL ，至 1000mL 容量瓶中，用水稀释至刻度。
f) 氯离子标准溶液系列：准确移取 1 ， 5 ， 10 ， 15 ， 20 ， 25mL(100μg/mL 的氯离子的标准溶液 ) 至100mL 容量瓶中，稀释至刻度。此标准溶液系列浓度分别为： 1 ， 5 ， 10 ， 15 ， 20 ， 25μg/mL 。g)RP 柱

B ． 4 离子色谱仪
　　 阴离子分离柱 ( 聚苯乙烯、有机硅、聚乙烯醇或聚丙烯酸酯为基材的阴离子交换树脂 ) ，电导检测器，淋洗液 ( 适用于所使用的离子色谱用阴离子交换树脂的淋洗液 ) 。同时配备进样定量习； (25μL ， 50μL ， 100μL) 。检出线要求小于 0.0l μg/mL 。

8 ． 4 ． 1 称量和溶解
　　 准确称取 1g 外加剂试样，精确至 0.1mg 。放入 100mL 烧杯中，加 50mL 水和 5 滴硝酸溶解试样。试样能被溶解时，直接移入 100mL 容量瓶，稀释至刻度：当试样不能被水溶解时，采用超声和加热的方法溶解试样，再用快速滤纸过滤，滤液用 100mL 容量瓶承接，用水稀释至刻度。

B ． 4 ． 2 去除样品中的有机物
　　 混凝土外加剂中的可溶性有机物可以用 RP 柱去除。

B ． 4 ． 3 测定色谱图
　　 将上述处理好的溶液注入离子色谱中分离，得到色谱图，测定所得色谱峰的峰面积或峰高。在重复性条件下测定 2 次。

B ． 4 ． 4 氯离子含量标准曲线的绘制
　　 在重复性条件下进行空白试验。将氯离子标准溶液系列分别在离子色谱中分离，得到色谱图，测定所得色谱峰的峰面积或峰高。以氯离子浓度为横坐标，峰面积或峰高为纵坐标绘制标准曲线。

B ． 4 ． 5 计算及数据处理
　　 将样品的氯离子峰面积或峰高对照标准曲线，求出样品溶液的氯离子浓度，取两次结果的平均值 C ，并按照下式计算出试样中氯离子含量。

式中：
X cl - ——样品中氯离子百分含量，用百分数表示 ( ％ ) ；
C ——由标准曲线求得的试样溶液中氯离子的浓度，单位为微克每毫升 (μg/mL) ；
m ——外加剂样品质量，单位为克 (g) 。
　　 所得结果应按 GB/T817 0 － 1987 数值修约规则修约，保留 2 位小数；当氯离子含量 <0.10 ％时，结果保留 2 位有效数字。

附 录 C
( 规范性附录 )
混凝土外加剂中碱总量的测定方法
( 火焰光度法 )

C ． 1 适用范围
　　 矿物质类的混凝土外加剂：如膨胀剂等，不在此范围之内。

C ． 2 方法提要
　　 试样用约 80 ℃ 的热水溶解，以氨水分离铁、铝：以碳酸钙分离钙、镁。滤液中的碱 ( 钾和钠 ) ，采用相应的滤光片，用火焰光度计进行测定。

C ． 3 试剂与仪器

a) 水：本方法所涉及的水为蒸馏水或同等纯度的水。
b) 试剂：本方法所涉及的化学试剂除特别注明外，均为分析纯化学试剂。
c) 氧化钾、氧化钠标准溶液：精确称取已在 (130 ～ 150) ℃烘过 2h 的氯化钾 (KCl 光谱纯 ) 0.7920g 及氯化钠 (NaCl 光谱纯 ) 0.9430g ，置于烧杯中，加水溶解后，移入 1000mL 容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，转移至干燥的带盖的塑料瓶中。此标准溶液每毫升相当于氧化钾及氧化钠 0.5mg 。
d) 盐酸 (1+1) 。
e) 氨水 (1+1) 。
f) 碳酸铵溶液 [110 ％ (w/y)]
g) 甲基红指示剂 {[0.2 ％ ( Ⅳ /V)] 乙醇溶液 } 。
h) 火焰光度计。

C ． 4 工作曲线的绘制
　　 分别向 100mL 容量瓶中注入， 0.00mL ， 1.00mL ， 2.00mL ， 4.00mL ， 8.00mL ， 12.00mL 的氧化钾、氧化钠标准溶液 ( 分别相当于氧化钾、氧化钠各 0.00mg ， 0.50mg ， 1.00mg ， 2.00mg ， 4.00mg ， 6.00mg) ，用水稀释至标线，摇匀，然后分别于火焰光度计上按仪器使用规程进行测定，根据测得的检流计读数与溶液的浓度关系，分别绘制氧化钾及氧化钠的工作曲线。

C ． 5 分析步骤
　　 准确称取一定量的试样置于 150mL 的瓷蒸发皿中，用 80 ℃ 左右的热水润湿并稀释至 30mL ，置于电热板上加热蒸发，保持微沸 5min 后取下，冷却，加 1 滴甲基红指示剂 {[0.2 ％ (W/V)] 乙醇溶液 ) ，滴加氨水 (1+1) ，使溶液呈黄色；加入 10mL 碳酸铵溶液 [10 ％ (W/V)] ，搅拌，置于电热板上加热并保持微沸 10 min ，用中速滤纸过滤，以热水洗涤，滤液及洗液盛于容量瓶中，冷却至室温，以盐酸 (1+1) 中和至溶滴呈红色，然后用水稀释至标线，摇匀，以火焰光度计按仪器使用规程进行测定。称样量及稀释倍数见表 C1 。

表 C1

C ． 6 氧化钾与氧化钠含量计算
　　 氧化钾百分含量 (X 1 ) 及氧化钠百分含量 (X 2 ) 分别按 (C1) 和 (C2) 式计算：

式中：
X l ——氧化钾含量，用百分数表示 ( ％ ) ；
C 1 ——在工作曲线上查得每 100mL 被测定液中氧化钾的含量，单位为毫克 (mg);
C 2 ——在工作曲线上查得每 100mL 被测溶液中氧化钠的含量，单位为毫克 (mg);
n ——被测溶液的稀释倍数；
G ——外加剂样品质量，单位为克 (g) 。
X 2 ——氧化钠含量，用百分数表示 ( ％ ) ：

C ． 7 总碱量计算
　　 总碱量按 (C3) 式计算
　　 X=0.658X 1 ＋ X 2 ……………………………… （ C3 ）

式中：
X ——外加剂中的总碱量，用百分数表示 ( ％ ) ：
X l ——氧化钾含量，：用百分数表示 ( ％ ) ：
X 2 ——氧化钠含量，用百分数表示 ( ％ ) 。

C ． 8 分析结果的允许误差范围
　　 分析结果的允许误差范围见表 C2 。

表 C2

C ． 9 其他
　　 总碱量的测定亦可采用原子吸收光谱法，参见 GB/T17 6 － 199 6 中 3.11.2 。

 

[ 应用实例 2]

利用高效减水剂抑制混凝土开裂

　　工业和民业建筑采用现浇混凝土结构具有较好的安全性和稳定性。但由于混凝土的抗拉性能低，以及施工、变形和约束等问题，硬化混凝土中存在微孔隙、气穴和微裂缝，影响建筑物的外观、使用寿命，严重的将威胁到人民的生命、财产。高效减水剂除按传统的方法用于防水混凝土外，还成功地解决了许多大体积钢筋混凝土结构施工的裂缝控制问题。

1 、混凝土裂缝形成的原因
　　 正确地认识与评价混凝土的开裂，是采取措施有效地减少或避免开裂的前提。混凝土裂缝和产生的原因主要有两类：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，为受力裂缝；二是材料裂缝，是非受力变形引起的。其主要原因有以下几方面。

1.1 温度应力引起裂缝 ( 温度裂缝 )
　　 混凝土浇筑后，水泥水化热约为 16 5 ～ 450J/g ，对大体积混凝土来说，因体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面为外界环境温度，内外较大的温差使混凝土产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时出现裂缝。在拆模前后，表面温度陡降，也会导致表面裂缝。

1.2 干燥收缩
　　 水泥是混凝土组成中必不可少的胶凝材料。当水泥水化后成为硬化体，其绝对体积减少，同时有少量游离水蒸发，使混凝土产生干燥收缩。混凝土硬化后，在干燥的环境下，混凝土内部的水分不断向外散发，引起混凝土由内向外的干缩变形裂缝。

1.3 自收缩
　　 自收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起，但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的水分减少，产生所谓的自干燥作用，混凝土内部的相对湿度降低，体积减小。水灰比的变化对干燥收缩和自收缩的影响正相反，即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减小，而自收缩增大。如当水灰比大于 0.5 时，其自干燥作用和自收缩与干缩相比小得可以忽略不计；但是当水灰比小于 0.35 时，体内相对湿度会很快降低到 80 ％以下，自收缩与干缩则接近各占总收缩的一半。在大体积混凝土中，即使水灰比并不低，自收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到—起，应力就会增大，所以在大体积混凝土施工时就应把自收缩作为一项性能指标进行测定和控制。

1.4 塑性变形
　　 水泥活性大，混凝土温度高，或水灰比较小时会加剧引起开裂。这是因为混凝土泌水减少，表面水分不能及时补充，这时混凝土处于塑性状态，稍微受到一些拉力，表面就会出现不均匀的裂缝，裂缝出现后，混凝土内水分蒸发进一步加大，于是裂缝迅速扩展。在上述情况下混凝土浇注后需及早覆盖。

2 、高效减水剂的研究和应用

2.1 高效减水剂的类型和作用特征
　　 高效减水剂又称超塑化剂，是混凝土拌制过程中主要的外加剂之一，其掺入量不大于水泥质量的 5 ％。目前，国内外研究和投入使用的主要有以下几种减水剂： (1) 萘系 (2) 三聚氢胺系 (3) 聚羧酸系 (4) 氨基芳香族硫酸盐系 (4) 改性多缩酸盐接肢共聚物。现在应用最普遍的是萘系和三聚氢胺系，国内许多学者致力于聚羧酸系研究。
　　 高效减水剂大都属于阴离子型表面活性剂，掺入水泥浆体后离解成金属阳离子及具有亲水作用的双亲有基阴离子基团。水泥粒子能够吸附该双亲基团，并在其周围形成双电层。该体系的电动电位常用以表征高效减水剂分散作用的大小。通常，电位值越大，水泥胶粒的静电斥力越大，分散作用越显著。

2.2 减水剂的作用机理
　　 混凝土的裂缝形成于水泥砂浆与骨料的交界面及其内部，而骨料可以认为是不产生收缩的，所以混凝土的收缩裂缝实际上就是由于水泥砂浆的收缩引起的。减水剂主要是吸附分散作用，水泥加水后，会形成许多絮凝状结构物。水泥矿物水化物带不同电荷发生异性电荷相吸以及水泥颗粒在溶液中热运动，边菱角相互碰撞，因这些部位的表面能大相互吸引而形成絮凝物。絮凝结构包裹着很多拌和水，掺人减水剂后，它的憎水基团吸附于表面，形成稳定的溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒间的直接接触，使絮凝结构包裹的拌和水释放出来，减少了混凝土的用水量。同时，减水剂在水泥水化产物表面的吸附，使水泥颗粒表面带上相同符号的电荷，同电荷相排斥，混凝土流动性增加。

2.3 减水剂的适应性和水泥的选择
　　 水泥与减水剂的适应性与它对减水剂的吸附量有关。若水泥对减水剂的吸附量越大，则其与减水剂适应性越差。水泥对减水剂的吸附量与其水化物的数量和表面性质有关，而水化产物的数量与水泥矿物的水化速度有关，水化速度越快，则水化产物越多，对减水剂的吸附量就越大，使溶液中减水剂数量减少。当缺乏足够的减水剂被吸附时，水化产物相互交联搭接，产生凝结，引起坍落度损失，坍落度最终变为零。因此，凡是水化快和水化产物比表面积大的熟料矿物，其吸附的减水剂就越多，则它与减水剂的适应性就差。同理，水化速度慢、水化产物比表面积小的矿物，与减水剂的适应性较好。凡是加速水泥早期水化特别是加速水泥凝结的因素均不利于水泥与减水剂相适应。
　　 与减水剂适应性好的水泥： (1) 选择和含量低而和含量高的水泥； (2) 选择低碱水泥； (3) 选择加入适宜混合材料的水泥； (4) 选择高温煅烧快速冷却的水泥。

3 结语
　　 混凝土的发展离不开化学外加剂，高效减水剂在防止混凝土裂缝方面起到了关键作用，它主要从以下几个方面抑制混凝土开裂：

(1) 提高混凝土的浇注性，改善混凝土的工作性。

(2) 在给定工作条件下，减少水灰比，提高混凝土的强度和耐久性。

(3) 在保证混凝土浇注性能和强度不变的情况下，减少水和水泥的用量，减少干缩、水泥水化热等引起混凝土初始缺陷的因素。

［应用实例 3 ］

混凝土减水剂品质检验

1 试验原材料

1.1 水泥
　　 采用 P.MH42. 5 。水泥熟料的化学成分分析结果见表 1, 物理力学性能检验结果见表 2 。检验结果表明 ,P.MH42.5 水泥的性能指标符合 GB200-2003 中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥的有关规定。

表 1 水泥熟料的化学成分 %

表 2 水泥物理力学性能检验结果

1.2 粉煤灰
　　 采用粉煤灰 , 其品质检验结果见表 3 。检验结果表明 , 使用的粉煤灰符合 DL/T5055-2007 水工混凝土掺用粉煤灰技术规范Ⅰ级粉煤灰的标准。

1.3 骨料
　　 试验用细骨料为大理岩人工砂 , 粗骨料为砂岩碎石 , 粒径为 5 ㎜～ 20 ㎜和 20 ㎜～ 40 ㎜两种 , 骨料符合 DL/T5144-2001 水工混凝土施工规范对骨料的技术要求。

表 3 粉煤灰品质结果

1.4 减水剂
　　 共 4 个品种的萘系缓凝高效减水剂 , 样品的编号及推荐掺量见表 4, 根据要求 , 减水剂在品质检验及相关试验时对掺量不再进行调整。

表 4 送检的减水剂样品编号及推荐掺量

2 减水剂的品质检验

2.1 试验方法和技术规范
　　 由于此萘系缓凝高效减水剂要用于水工大体积混凝土中，因此减水剂的品质检验试验按 DL ／ T5100 — 1999 水工混凝土外加剂技术规程、 GB 8077-2000 混凝土外加剂匀质性试验方法、 DL ／ T5150-2001 水工混凝土试验规程等的有关规定进行。

2.2 萘系缓凝高效减水剂的匀质性检验
　　 4 个编号的萘系缓凝高效减水剂匀质性指标检验结果见表 5 。

表 5 萘系缓凝高效减水剂匀质性指标检验结果

由表 5 可见：

1) 4 种萘系缓凝高效减水剂含固量接近。
2) pH 值检验结果表明编号 1 — lA ， 1 — 2A ， 1 — 4A 样品呈弱酸性， 1 — 3A 呈弱碱性。
3) 除编号为 1 — lA ， 1 — 4A 的样品碱含量稍高外，其他样品的总碱含量相当。
4) 除编号为 1 -4A 样品的硫酸盐含量 ( 折算为 Na 2 SO 3 含量 ) 较高，达到 3.53 ％外，其他样品的硫酸盐含量均在 0.12 ％～ 2.31 ％之间。
　　 因此，通过减水剂匀质性试验结果， 1 — 2A 和 1 — 3A 减水剂的性能较好， 1 — lA 的样品碱含量稍高， 1 — 4A 的样品碱含量与硫酸盐含量都稍高。

2.3 萘系缓凝高效减水剂品质检验
　　受检混凝土性能指标检验结果见表 6

表 6 萘系缓凝高效减水剂受检混凝土性能指标检验结果

由表 6 可见：
1) 4 个编号萘系缓凝高效减水剂的减水率均较大，在 23.6 ％～ 24.7 ％之间，不同品种、不同掺量萘系高效减水剂的减水率接近。
2) 相对于基准混凝土 H1 ，混凝土含气量在 2.2 ％～ 2.7 ％之间，均在规范允许范围内。
3) 除掺编号 1 — 2A 减水剂样品出现泌水现象外，掺其他编号减水剂样品的受检混凝土均未出现泌水现象，其泌水率比在规范要求的范围内。
4) 按照 DL ／ T 5100 — 1999 对缓凝高效减水剂的要求，只有掺编号 1 — lA 的受检混凝土达到凝结时间差的要求，但对于水工大体积混凝土来说，缓凝时间适当延长对施工和降低水化热温升峰值有利，一般地，初、终凝时间控制在 12 h--24 h 之内是合理的，其缓凝作用应随施工需要和季节及温度变化进行调整。由此可见，编号 1 — lA ， 1 -2A ， 1 — 3A 萘系缓凝高效减水剂的缓凝时间可适应水工大体积混凝土的浇筑，但 1 -4A 缓凝时间过长，可能影响混凝土早期和后期强度发展，从而影响混凝土施工工期。
5) 1 — 4A 受检混凝土的 3 d 抗压强度比未达到规范要求， 7 d 和 28d 强度达标。在 3d ， 7d 和 28d 龄期时，抗压强度比最高的都是掺编号为 1 — 3A 减水剂的受检混凝土。
　　 由以上品质检验的分析可知，样品中编号为 1 — 3A 萘系高效减水剂性能较好，其次是编号 1 — lA 的减水剂。掺 1 — 2A 减水剂的混凝土有泌水现象，掺 1 — 4A 减水剂的混凝土 3d 抗压强度低于标准。

3 结语

1) 经检验，试验用原材料均符合规范要求。
2) 减水剂匀质性结果表明， 1 — 2A 和 1 — 3A 减水剂的性能较好， 1 — 1A 的样品碱含量稍高， 1 -4A 的样品碱含量与硫酸盐含量都稍高。
3) 分析品质试验结果， 1 — 3A 萘系高效减水剂受检混凝土性能较好，其次是 1 — lA 减水剂。掺 1 — 2A 减水剂的混凝土有泌水现象，掺 1 — 4A 减水剂的混凝土 3d 抗压强度低于标准。
　　 综合以上分析， 1 — 3A 减水剂的综合性能最好。