混凝土是目前用量最大的建筑材料，混凝土技術(shù)伴隨著(zhù)國家創(chuàng )新驅動(dòng)和低碳節能的政策要求不斷向前發(fā)展，降低混凝土生產(chǎn)過(guò)程的能耗勢在必行。國內外研究表明，常規環(huán)境下混凝土中約有20%~30%的水泥水化反應不充分，只起到填充作用，不能有效發(fā)揮水泥強度[1]，是混凝土應用中最大的成本浪費。因此，如何充分利用水泥資源，對實(shí)現節能減排、可持續發(fā)展具有非凡的意義。

       混凝土增效劑是近年來(lái)新出現的一種混凝土外加劑，其一面世便引起許多爭論，看好的認為它給市場(chǎng)競爭日趨激烈的商品混凝土行業(yè)帶來(lái)了一線(xiàn)希望，尚如此，建議將其名稱(chēng)改為“混凝土減膠劑”更加貼切，而擔憂(yōu)者則心存懷疑，并擔心其與其它外加劑(尤其是減水劑和泵送劑等)的適應性以及因膠凝材料減少而帶來(lái)的耐久性等問(wèn)題。據多家推廣單位介紹，摻加混凝土增效劑能在降低一定量膠凝材料(每立方米混凝土可減少30kg左右的水泥)和保持工作性能不變的前提下，還能使混凝土強度和耐久性能與原有配合比的混凝土相當，因而能降低混凝土的原材料成本?；炷猎鲂┩茝V應用后，也引起了市場(chǎng)上褒貶不一的評價(jià)。原因主要在于對其增效機理研究不夠深入，缺乏產(chǎn)品標準和對應的應用技術(shù)規范，以及增效劑的應用效果對混凝土原材料、配合比等具有一定的選擇性等多方面。

應行業(yè)內廣大混凝土制備者的要求，本文從中立的角度，收集資料，綜述混凝土增效劑的研究進(jìn)展，包括混凝土增效劑的成分、作用機理以及對混凝土性能的影響，以幫助大家深入了解混凝土增效劑。

1 混凝土增效劑的成分及作用機理
       混凝土企業(yè)希望通過(guò)技術(shù)手段降低生產(chǎn)成本，作為用量較大的水泥自然成為關(guān)注的重點(diǎn)，已有的外加劑如減水劑能夠降低混凝土水膠比，也能夠降低水泥用量，但面臨著(zhù)與原材料的適應性問(wèn)題，原材料的差異以及外加劑摻量的敏感性給混凝土生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量控制造成困擾。而據介紹，市場(chǎng)上出現的混凝土增效劑有CTF增效劑、LBD增效劑和LSY增效劑等，它們與其他外加劑協(xié)同配伍能夠改善混凝土的工作性能，降低水泥等膠凝材料用量。

        由于混凝土增效劑生產(chǎn)廠(chǎng)家對其產(chǎn)品的組成采取嚴格保密措施，其產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中不提供準確的成分表。這為生產(chǎn)廠(chǎng)家隨意改變組成提供了方便，同時(shí)也使用戶(hù)和建筑工程質(zhì)量監督檢驗單位無(wú)法對其進(jìn)行質(zhì)量檢驗和品質(zhì)監管，因此造成了混凝土增效劑的成分和性質(zhì)的不確定性。關(guān)于混凝土增效劑的成分和性質(zhì)，目前還未有完整定論。胡偉偉等人[2]認為混凝土增效劑是一種高聚物，帶有很多離子鍵，既有親水基團，又有憎水基團，還有一些保水基團。劉斌等人[3]利用三乙醇胺、酒石酸、馬來(lái)酸酐為主要材料添加苯酚等輔助添加劑制備了混凝土增效劑。王強[4]利用三異丙醇胺、聚合醇胺、改性聚羧酸高效減水劑、紙漿黑液提取物和水制備了混凝土增效劑。王鎮[5]公開(kāi)的增效劑專(zhuān)利中，含有三異丙醇胺、聚合醇胺、脂肪酸脂等。

       從已公開(kāi)的資料來(lái)看，混凝土增效劑的主要作用就是分散，通過(guò)降低水泥的表面能，提高水泥顆粒的分散性。其中醇胺類(lèi)物質(zhì)可作為水泥助磨劑的組分，通過(guò)原子基團與水泥顆粒的吸附和重構效應，使得水泥顆粒成為極性分子，增大水泥顆粒間的靜電斥力，提高水泥漿體的流動(dòng)性。另外醇胺類(lèi)物質(zhì)還能促進(jìn)水泥中C3A和C4AF的水化，具有一定的激發(fā)作用。

        目前對混凝土增效劑的作用機理還存在爭議，大多數人認為混凝土增效劑作為一種表面分散劑，與減水劑作用機理類(lèi)似，但混凝土增效劑能使普通減水劑不能分散的特細顆粒聚集體分散開(kāi)，從而使水泥顆粒更為充分地與水接觸，提高其反應活性，最大限度地促進(jìn)水泥水化反應?；炷猎鲂┻€可以充分活化具有潛在活性的礦物摻和料，從而提高膠凝材料的水化程度，達到提高混凝土強度或降低水泥用量的目的。楊正剛[6]也認為增效劑主要通過(guò)激發(fā)水泥和礦物摻合料的活性來(lái)達到增效的目的。閻培渝 [7]推測混凝土增效劑具有表面分散和活性激發(fā)的作用，具體情況也沒(méi)有確切定論。

上述研究均只針對具體廠(chǎng)家的增效劑，且研究缺乏足夠數據支撐，重復性試驗較少，關(guān)于混凝土增效劑在混凝土中的作用機理仍需深入研究。
2 混凝土增效劑對混凝土性能的影響
2.1 增效劑對混凝土工作性能的影響
       研究認為，加入增效劑能改善混凝土的工作性能，尤其是改善保水性和粘聚性，使得混凝土可泵性提高。鄭平[8]研究了LBD增效劑在混凝土中的使用效果，在保持混凝土水膠比不變的情況下，減少10%的水泥用量，測試結果表明混凝土坍落度較基準組增大，擴展度與基準一致，增效劑的加入對混凝土凝結時(shí)間無(wú)明顯影響。劉輝[9]研究了增效劑對不同強度等級混凝土工作性能的影響，發(fā)現增效劑的加入均能有效改善混凝土的工作性能，避免較高強度等級混凝土出現粘聚抓底等現象，且能減少水泥用量，節省成本。趙家聲[10]通過(guò)試驗發(fā)現增效劑與聚羧酸系減水劑和萘系減水劑的相容性較好，可使混凝土泌水率降低，水泥漿體對骨料的包裹性增強，擴展度明顯增加?；炷猎鲂┳鳛檩o助外加劑，其摻量對混凝土工作性能有影響，研究表明[11, 12]混凝土增效劑最佳摻量為膠凝材料質(zhì)量的0.6%時(shí)混凝土工作性能良好，單方混凝土生產(chǎn)造價(jià)最低。

 2.2 增效劑對混凝土強度的影響
      一般認為增效劑的加入對混凝土強度無(wú)不良影響，但不同研究者的試驗結論也略有差異。潘亞波等人[13]測試了增效劑摻量0.6%、水泥用量減少15%時(shí)，C30和C50兩種等級的混凝土強度，加入增效劑的混凝土3d和7d強度高于基準混凝土，28d強度則比基準組略低。彭春元[14]研究了混凝土增效劑對C60以上混凝土強度的影響，增效劑摻量為膠凝材料質(zhì)量的0.6%，水泥用量減少10%，測得的混凝土強度與基準混凝土相當。胡偉偉等人[15]通過(guò)外摻方式研究了增效劑對礦物摻合料及山砂混凝土強度的影響，發(fā)現增效劑能激發(fā)礦物摻合料的活性，同時(shí)對山砂混凝土表現出良好的適應性，強度均明顯提高。該研究也發(fā)現添加增效劑并減少膠凝材料用量后對混凝土強度無(wú)負面影響，如圖1所示。

2.3 增效劑對混凝土收縮的影響
      混凝土由于自身水化、塑性收縮和環(huán)境濕度變化會(huì )產(chǎn)生體積變化，膠凝材料是引起混凝土干縮的重要原因?；炷猎鲂┮话隳軠p少10%~15%的膠凝材料，對混凝土收縮變形必定造成一定影響。

        減少膠凝材料的用量，降低水泥水化熱能夠降低混凝土構件在干燥環(huán)境下的體積變形。許富[16]研究了增效劑對水泥基材料收縮率的影響，發(fā)現加入增效劑、降低水泥用量能減少水泥基材料的收縮率。鄭平等人[8]的研究表明加入增效劑對混凝土收縮的降低作用在后期較明顯，混凝土增效劑對混凝土的減縮作用主要來(lái)源于膠凝材料用量的減少，而膠凝材料的水化易引起混凝土自身收縮；其次使用混凝土增效劑可提高混凝土拌合物的工作性能和均勻性，減少毛細孔率；此外有些混凝土增效劑能夠鎖水保水，使得混凝土具有部分自養護的功能。這幾種效應共同提供了混凝土增效劑的減縮功能。
2.4 增效劑對混凝土耐久性的影響

混凝土耐久性包括抗滲性、抗碳化及抗凍性等，混凝土耐久性與混凝土密實(shí)度相關(guān)，成型越密實(shí)的試件其抵抗滲透壓力和外界介質(zhì)侵蝕的能力越強。目前國內已取得有關(guān)混凝土增效劑對耐久性影響的研究進(jìn)展。

(1)抗滲性

       劉道勝[17]在外摻0.6%的混凝土增效劑，減少10%水泥用量情況下測試了混凝土抗滲性。該研究發(fā)現與基準組相比，混凝土的平均滲透高度降低，細小均勻的孔結構阻止了毛細孔水分壓力的釋放，混凝土的抗滲性能得到提高。程臻贊[18]在測試混凝土耐久性時(shí)同樣發(fā)現，在相同的滲透壓力下，混凝土滲透高度較基準組降低，同時(shí)發(fā)現混凝土的致密度較高。

(2)抗碳化

        混凝土結構在長(cháng)期服役過(guò)程中，空氣中的CO2和SO2等氣體通過(guò)毛細孔進(jìn)入混凝土內部，發(fā)生碳化反應，對混凝土長(cháng)期耐久性不利。鄭平[8]研究了LBD增效劑對混凝土抗碳化性能的影響，發(fā)現加入LBD增效劑后混凝土碳化深度降低，混凝土抗碳化能力提高。劉道勝[17]系統研究了增效劑在不同強度等級混凝土中的應用情況，測試了混凝土碳化深度，發(fā)現混凝土增效劑的加入能夠顯著(zhù)抑制混凝土的碳化

(3)抗凍性

       夏熱冬冷地區混凝土不僅面臨干濕交替，在溫度低于0℃以下時(shí)，會(huì )出現由于孔隙水凍融引起構件劣化?；炷猎鲂┑募尤朐谝欢ǔ潭壬显黾恿宋⑿馀莸臄盗?，使混凝土含氣量略有增加，改善了拌合物的和易性、自流平能力和抗凍性。劉道勝[17]等人利用快速凍融法測試了混凝土抗凍性能，發(fā)現在經(jīng)歷100次凍融試驗后，混凝土質(zhì)量無(wú)明顯損失，混凝土完整性良好，強度能夠保持。
3 結語(yǔ)

        從以上資料來(lái)看，在保持28d抗壓強度不變的情況下，摻加增效劑能使水泥用量降低10%左右，而且混凝土工作性能有所改善其對混凝土耐久性無(wú)負面影響。摻加增效劑對混凝土成本的影響主要來(lái)源于摻增效劑引入的成本、減少水泥用量節省的成本和單位立方米混凝土中其它原材料補差引入的成本的平衡。