洞穴栖身，摩天觀景
建築承載人(rén)類文明的(de)演化
外加劑從誕生之(zhī)日起
就(jiù)成爲(wéi / wèi)混凝土不(bù)可或缺的(de)組分
它成就(jiù)了(le／liǎo)混凝土的(de)大(dà)發展
從天然物料到(dào)工業品
外加劑曆經數千年發展
漫長而(ér)緩慢
百年間的(de)工業外加劑發展
突飛猛進
外加劑是(shì)如何誕生的(de)？
它是(shì)如何改變混凝土世界的(de)？
以(yǐ)下内容來(lái)自于(yú)中國(guó)混凝土外加劑博物館，如果你感興趣的(de)話可以(yǐ)點擊《共享共創|中國(guó)混凝土外加劑博物館築夢之(zhī)旅》查看。
“混凝土外加劑是(shì)混凝土中除膠凝材料、骨料、水和(hé / huò)纖維組分以(yǐ)外，在(zài)混凝土拌制之(zhī)前或拌制過程中加入的(de)，用以(yǐ)改善新拌混凝土和(hé / huò)（或）硬化混凝土性能，對生物安全、對環境無害的(de)材料。”
——國(guó)标GB 8075-2017
外加劑的(de)發展經曆過天然物料、工業替代品、工業品等發展階段。
1
天然物料年代/ 19C前
中國(guó)古建築在(zài)施工中會摻入少量“添加劑”，它們巧妙地(dì / de)與古建築施工材料混合，通過物理和(hé / huò)化學反應提高古建築強度、防潮、防老化等性能。
（1）糯米灌漿，加固建築
糯米又稱江米，主要(yào / yāo)成分爲(wéi / wèi)支鏈澱粉，化學結構式爲(wéi / wèi)(C6H10O5)n。
圖片來(lái)源：攝圖網
研究表明：摻入糯米的(de)灰漿具有強度大(dà)、韌性好、防滲性好、防腐性好等優點，其主要(yào / yāo)原因在(zài)于(yú)：糯米的(de)主要(yào / yāo)成分支鏈澱粉爲(wéi / wèi)樹枝型分支結構的(de)多糖大(dà)分子(zǐ)，黏性很強，其空間形态交錯有序，形成吸引力很大(dà)的(de)空間網格，可限制Ca(OH)2與CO2的(de)反應，對CaCO3方解石結晶體（灰土中的(de)石灰）的(de)大(dà)小和(hé / huò)形貌也(yě)有調控作用，因而(ér)有利于(yú)結晶體的(de)緻密。
《天工開物》之(zhī)《燔石·第十一(yī / yì ／yí)》載：“用以(yǐ)襄墓及貯水池，則灰一(yī / yì ／yí)分，入河沙、黃土二分，用糯粳米、羊桃藤汁和(hé / huò)勻，輕築堅固，永不(bù)隳壞，名曰三和(hé / huò)土。”即在(zài)砌築墓地(dì / de)、蓄水池等地(dì / de)下建築時(shí)，用石灰、沙子(zǐ)、黃土按1∶2∶2混合，再摻入糯米、猕猴桃汁拌勻，即可建造出(chū)牢固不(bù)壞的(de)建築。
《天工開物》載：石灰1份、河砂2份，
加糯米糡、羊桃藤汁攪拌均勻制貯水池
（2）古建金磚，“使灰鑽油”
桐油是(shì)一(yī / yì ／yí)種植物蛋白膠，具有很強的(de)反應活性、幹燥性能及聚合性能。
桐油易于(yú)在(zài)泥灰類粘接材料表面發生包裹作用，并填充顆粒間空隙，使水分更容易散失，起到(dào)防潮防滲作用。
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紫禁城古建築地(dì / de)面鋪墁金磚時(shí)，有一(yī / yì ／yí)道(dào)“使灰鑽油”的(de)工序，在(zài)鋪墁完的(de)金磚面層上(shàng)分三次澆築桐油，澆築桐油的(de)金磚地(dì / de)面堅固密實，曆經數百年光亮如新。
太和(hé / huò)殿金磚地(dì / de)面
圖片來(lái)源：百家号-不(bù)可不(bù)知的(de)世界
（3）石材鋪墁 白礬“溜縫”
白礬主要(yào / yāo)成分爲(wéi / wèi)硫酸鋁鉀KAl(SO4)2·12H2O，溶于(yú)水後可生成氫氧化鋁等膠狀沉澱物，具有一(yī / yì ／yí)定的(de)膠凝功能。中國(guó)古建築基礎、瓦石、彩畫等工程中巧妙摻入白礬。
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現代科學研究表明：明礬摻入灰土後，會形成鈣礬石，其固相體積膨脹對糯米灰漿的(de)幹燥收縮起一(yī / yì ／yí)定補償作用，因而(ér)有利于(yú)提高灰土的(de)抗壓強度、耐水性能和(hé / huò)耐凍融性能。
頤和(hé / huò)園十七孔橋鋪墁所用灰漿多含有白礬。摻入白礬的(de)灰漿材料不(bù)僅使得石材與基層牢固結合，還具有防水效果。
頤和(hé / huò)園十七孔橋
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2
替代品年代/ 19C-20C初
工程師在(zài)混凝土中添加工業物料，以(yǐ)改進水泥混凝土的(de)強度、抗凍、耐水和(hé / huò)澆築等性能。這(zhè)是(shì)現代外加劑的(de)雛形。
3
工業品年代/ 20C
針對膠凝材料的(de)特性和(hé / huò)混凝土性能，工程師試制不(bù)同性能和(hé / huò)品種的(de)外加劑，開啓了(le／liǎo)現代外加劑的(de)發展。
混凝土外加劑的(de)第一(yī / yì ／yí)次技術革命——木質素磺酸鹽等塑化劑
1935年，美國(guó)斯克裏徹（E.W. Scripture）研制成功以(yǐ)木質素磺酸鹽爲(wéi / wèi)主要(yào / yāo)成分的(de)塑化劑（Plasticizer），并推廣應用。這(zhè)标志着現代意義上(shàng)的(de)混凝土外加劑曆史的(de)開端。
此後，美國(guó)、英國(guó)和(hé / huò)日本等國(guó)開始在(zài)公路、隧道(dào)和(hé / huò)地(dì / de)下工程中使用引氣劑、塑化劑、防凍劑和(hé / huò)防水劑。
高速公路
混凝土外加劑的(de)第二次技術革命——萘系等高效減水劑
20世紀60年代，混凝土建築的(de)結構日趨複雜、體量日趨巨大(dà)。急需顯著改善混泥土物理、力學和(hé / huò)耐久性能，以(yǐ)及其施工性能。開發高效外加劑及其應用技術成爲(wéi / wèi)必由之(zhī)路。
1962年，日本服部健一(yī / yì ／yí)（Kenichi Hattori）等首先研制出(chū)以(yǐ)β~ 萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽爲(wéi / wèi)主要(yào / yāo)成分的(de)減水劑（萘系減水劑），具有高減水率、低凝結時(shí)間敏感性、低引氣量等優良特性，适合制備高強、大(dà)流動度混凝土。
萘系高效減水劑PNS分子(zǐ)結構
聯邦德國(guó)研制成功磺化三聚氰胺甲醛縮合物減水劑（蜜胺樹脂系減水劑）。蜜胺樹脂系系減水劑與萘系具有相同性能。
密胺樹脂高效減水劑PMS分子(zǐ)結構
此外還出(chū)現多環芳烴磺酸鹽甲醛縮合物減水劑。
這(zhè)三類減水劑在(zài)減水率等性能遠超之(zhī)前的(de)木質素、萘磺酸鹽等減水劑，被稱爲(wéi / wèi)高效減水劑（High Range Water reducer）或超塑化劑（Superplasticizer）。
混凝土外加劑的(de)第三次技術革命——聚羧酸系等高性能減水劑
1981年，日本枚田健（Tsuyoshi Hirata）發明聚羧酸系高性能減水劑（PCE），1985年開始應用于(yú)混凝土工程。
聚羧酸系高性能減水劑PCE分子(zǐ)結構
1995年，日本将聚羧酸系高效能減水劑列入JISA6204國(guó)家标準，并命名爲(wéi / wèi)高效能AE減水劑。并于(yú)1997年列入JASS5日本建築學會标準。
從大(dà)地(dì / de)灣古代混凝土、古羅馬天然混凝土，到(dào)現代鋼筋混凝土、聚合物混凝土等，混凝土的(de)材性、工藝、技術和(hé / huò)設備不(bù)斷推陳出(chū)新，在(zài)世界得到(dào)廣泛應用，成爲(wéi / wèi)最重要(yào / yāo)的(de)建築材料之(zhī)一(yī / yì ／yí)。深刻地(dì / de)影響着人(rén)類建築文明。
用羅馬混凝土建造的(de)羅馬鬥獸場
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如果你對混凝土的(de)曆史感興趣，可以(yǐ)點擊這(zhè)裏《最初的(de)混凝土建築，不(bù)是(shì)爲(wéi / wèi)人(rén)民建造的(de)，而(ér)是(shì)爲(wéi / wèi)衆神建造的(de)》了(le／liǎo)解更多它的(de)故事。
而(ér)外加劑的(de)出(chū)現和(hé / huò)應用，徹底改寫了(le／liǎo)傳統混凝土的(de)概念和(hé / huò)性能。外加劑讓混凝土可以(yǐ)像水一(yī / yì ／yí)樣流動、像石頭一(yī / yì ／yí)樣結實和(hé / huò)耐久，成爲(wéi / wèi)混凝土不(bù)可或缺的(de)組分。
外加劑極大(dà)改善混凝土物理力學、耐久性能，以(yǐ)及施工性能，不(bù)斷刷新建築高度、橋梁跨度、隧道(dào)長度、大(dà)壩高度。
1
天空之(zhī)城
外加劑極大(dà)提高了(le／liǎo)混凝土的(de)施工性能，使混凝土泵送高度越來(lái)越高，從“三峽大(dà)壩”到(dào) “天空之(zhī)城”。
聖潘克拉斯萬麗酒店 (1873)，82m
圖片來(lái)源：搜狐焦點-搜狐焦點網
帝國(guó)大(dà)廈(1931)， 381m
疏水劑、塑化劑
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台北101大(dà)樓(2004)，508m
聚羧酸系高性能減水劑
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2
飛越山海
外加劑極大(dà)提高了(le／liǎo)混凝土的(de)結構性能和(hé / huò)耐久性，不(bù)斷刷新橋梁跨度。
趙州橋（AD618）,跨度37.02m
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(a00001) 布魯克林大(dà)橋（1883），主跨486m
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舊金山金門大(dà)橋(1937)，主跨1280m
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3
穿山越嶺
外加劑極大(dà)提高了(le／liǎo)混凝土抗滲性能和(hé / huò)調凝性能，使得混凝土能滿足隧道(dào)工程早強、速凝和(hé / huò)防抗等性能要(yào / yāo)求，使隧道(dào)長度不(bù)斷取得突破。
(a00001) 英法海底隧道(dào)（1994）
50.5km，速凝劑
圖片來(lái)源：巴陵時(shí)尚-愛樂活小組
中國(guó)石太客運專線太行山隧道(dào)（2009）
27.84km，聚羧酸系高性能減水劑、速凝劑
圖片來(lái)源：VIP世界之(zhī)最-V眼看世界
瑞士聖哥達基線隧道(dào)（2016）
57.6km，高效減水劑，速凝劑
圖片來(lái)源：搜狐号-56民族行
4
高峽平湖
外加劑極大(dà)改善了(le／liǎo)大(dà)壩混凝土水化溫升、抗裂、耐久性，不(bù)斷刷新大(dà)壩體量。
墨西哥奇科森壩（1970），261m
塔吉克斯坦努列克大(dà)壩（1980）
300m，高效減水劑
圖片來(lái)源：中國(guó)能源報
中國(guó)錦屏一(yī / yì ／yí)級大(dà)壩（2013）
305m，緩凝高效減水劑
圖片來(lái)源：網易号-路過的(de)萌主
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