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混凝土外加剂是指对混凝土的技术性能和设计性能有特定的有利影响的材料，包括原水泥、水、骨料三元混合料中没有的所有材料 [14] 。
外加剂是将其他的固体混合到新鲜的混凝土中。它们的含量相对较大，因此在设计混凝土成分时必须考虑到它们的数量和体积。经典的添加剂是粉状无机材料，如粉煤灰、硅粉和颜料。最后两种通常以液体形式加入，其为分散体（浆液），固体首先在水中精细分散，使混合更容易，剂量更精确。在混凝土技术中，外加剂构成新浇铸混凝土和硬化混凝土中砂浆或水泥基体的一部分。
添加剂可分为两类。
Ⅰ型添加剂不具有水硬性，因此不参与水泥浆的硬化反应。这些材料可以通过它们对混凝土结构的物理作用来积极地影响新鲜混凝土和硬化混凝土的性能，因为它们填充了颗粒之间的空隙。岩石粉和颜料是这种类型的添加剂。这类添加剂主要为粉煤灰。它们具有潜在的水硬性效应，即引起水泥浆体的硬化反应，从而有助于提高其强度。粉煤灰是由天然煤的不燃成分产生的，其以球形颗粒为主，可提高新浇混凝土的可加工能力。粉煤灰通常在混凝土中可以替代少于一半的水泥 [24] 。粉煤灰可以看作是人工火山灰，其化学成分和玻璃状态取决于燃烧的煤中含有的杂质。有些粉煤灰含有很少的石灰，有些则富含硫。一般来说，粉煤灰的粒度分布接近于硅酸盐水泥。它们可能含有一定数量的结晶颗粒（颗粒大小相当粗），主要是由于这些粗杂质没有足够的时间来熔融 [25] 。粉煤灰也可能含有一定比例的未燃烧的煤，在某些情况下，这些颗粒被烟灰覆盖。在使用水泥外加剂时，这种未燃烧的碳和/或烟灰的存在可能会造成严重的问题，因为碳和/或烟灰颗粒可能会吸收一些外加剂。
Ⅱ型添加剂是硅粉，它是生产晶体硅的副产品，硅粉颗粒由于其快速淬火而成为玻璃体，再加热后，二氧化硅结晶为菱石，颗粒通常为灰色，根据其碳和铁含量，颜色较暗或较浅。它比水泥要细得多，颗粒的平均直径约为0.1mm，所以它可以填充和压实新鲜混凝土与凝固混凝土中颗粒之间的空隙。在混凝土中加入硅粉可以促进骨料与水泥基体之间的黏结，并能有效地提高其强度，因此可用于制造抗压强度远高于60N/mm 2 的高性能混凝土。由于其更有效，添加的硅粉通常比粉煤灰少得多 [26] 。
黏土矿物也是一种混凝土的添加剂。黏土是由氢氧根离子结合不同离子组成的硅酸盐。纯高岭石（2SiO 2 ·Al 2 Ol 3 ·2H 2 O）是用于制造瓷器的黏土。它是一种由正四面体二氧化硅和八面体氢氧化铝离子组成的铝-硅酸盐，其中铝离子位于八面体的中心。当高岭石在450~750℃加热时，一些水分子离开高岭石层，向偏高岭土转化，呈现出无序的结构。四面体末端的硅离子可以与在C 3 S和C 2 S水化作用下释放的石灰发生反应，形成C—S—H。腓尼基人和罗马人很早就注意到，烧碎的砖、瓷或陶器可用于制作坚固的灰浆。在建造位于巴西和阿根廷边境的伊泰浦水电站期间，巴西使用了大量的偏高岭土，以减少必须用卡车运输到这个非常偏远地区的水泥的用量。此外，偏高岭土的使用有助于降低大坝浇筑大量混凝土时的升温效应 [9] 。
根据一些国家的标准，还可以用填料来代替15%~35%的硅酸盐水泥熟料。填料通常是一种粒径分布接近于硅酸盐水泥的材料，它本身不具有任何黏结性能，或者在某些情况下可能具有非常弱的黏结性能。当对熟料的矿物成分、细度和石膏含量进行改性时，可以获得与普通硅酸盐水泥几乎相同的28天抗压强度，并在温和气候下具有令人满意的耐久性。然而，这种水泥必须在恶劣的海洋和极寒环境中非常谨慎地使用。在这种情况下，最好降低这些混凝土的水灰比，以提高其短期和长期强度。最常见的填料是石灰石，可直接通过粉碎用于生产熟料的石灰石而获得。对于一个水泥生产商来说，它的生产成本是很便宜的，而且这是一种非常经济的解决方案，因为这部分混合水泥不需要通过窑炉。但需要注意的是，含有较多的石灰石填料的混凝土，可能更容易受到硫酸盐侵蚀而使得混凝土快速劣化 [27] 。
除了这些添加剂，在水泥、混凝土里面还会添加其他的一些物质，发挥特定的作用，例如减水剂 [26] 。一般来说，一旦停止搅拌，低黏度液体如水与水泥、沙子和骨料等相对较重的颗粒的混合物就不会保持均匀的混合。为了尽量减少这些影响，混凝土的含水量被保持在较低的水平。如前面所述，保持一定的水灰比支配着混凝土和砂浆混合物的流动或流变学，通常用可操作性这个模糊的术语来描述这些复杂的影响。保持低含水量，同时达到可接受的可操作性水平，这样可以达到给定水泥含量的更高强度，以及降低渗透率和减少收缩。减水剂（也称为增塑剂）可以发挥这样的作用，它们都是亲水的表面活性剂，当溶解在水中时，会防止水泥颗粒的絮凝和聚集，产生特定稠度或特定可操作性的混凝土，同时所需的水更少。这种效应是由这些减水剂中分子量较大的阴离子在水泥表面的吸附引起的，导致单个颗粒的相互排斥和颗粒间摩擦的减少 [28] 。聚羧酸盐是目前常见的减水剂 [29] 。