混凝土的外加剂

混凝土的外加剂混凝土的外加剂 概述 随着建筑业的迅猛发展 各种外加剂已成为混凝土组成材料中不可缺 少的重要组成部分 在建筑界已形成共识 并越来越广泛地应用于各混凝 土工程 很好的改善和提高混凝土的性能 确保工程质量 节约工程成本 一 定义 1 混凝土外加剂 是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的 用 以改善新拌混凝土或硬化混凝土性能的材料 除特殊情况外 掺量一般 不超过水泥用量的 5 2 外加剂的掺量虽小 但其技术经济效果却显著 因此 外加剂已成 为混凝土的重要组成部分 被称为第五组分 获得愈来愈广泛的应用 二 意义 1 外加剂的使用是混凝土技术的重大突破 随着混凝土工程技术的发 展 对混凝土性能提出了许多新的要求 如 2 泵送混凝土要求高的流动性 3 冬季施工要求高的早期强度 4 高层建筑 海洋结构要求高强 高耐久性 三 外加剂的分类 混凝土外加剂种类繁多 根据 混凝土外加 剂的定义 分类 命名与术语 GB 8075 2005 的规定 混 凝土外加剂按其主要功能分为四 类 1 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂 包括各种减水剂 引气剂和 泵送剂等 2 调节混凝土凝结时间 硬化性能的外加剂 包括缓凝剂 早强剂和 速凝剂等 3 改善混凝土耐久性的外加剂 包括引气剂 防水剂和阻锈剂 减缩 剂等 4 改善混凝土其他性能的外加剂 包括加气剂 膨胀剂 防冻剂 着 色剂 防水剂和泵送剂等 五 缓凝剂 1 定义 1 缓凝剂 是指能延缓混凝土凝结时间 并对混凝土后期强度发展 无不利影响的外加剂 3 缓凝剂的作用原理 1 缓凝剂的作用原理十分复杂 至今尚没有一 个比较完满的分析理论 常有以下几种解释 2 吸附理论认为缓凝剂被吸附在未水化水泥颗粒表面上 这是通过 离子键 氢键或偶极间作用 由于屏蔽而防止水分子靠近 阻碍了水 化反应 3 沉淀理论认为是缓凝剂与水泥中某些组分生成了不溶性物质 它 包围了水泥颗粒从而阻碍了水化反应进行 4 又有的理论认为是 Ca OH 2 晶核上吸附了缓凝剂 妨碍了它的进 一步生成 长大 这须使溶相中达到一定过饱和以后 Ca OH 2 才能 继续生长 由于 Ca 0H 2 不能及时析出就妨碍了硅酸盐相的进一步水 化 5 总之 水泥水化反应延缓 以及凝结的推迟 是由于缓凝剂吸附 于水泥颗粒表面或水化产物表面所引起的 但目前还很难指出哪些化 合物能有缓凝作用 6 作用 缓凝剂具有缓凝 减水 降低水化热和增强作用 对钢筋 也无锈蚀作用 7 应用 主要适用于大体积混凝土和炎热气候下施工的混凝土 泵 送混凝土及滑模施工的混凝土 以及需长时间停放或长距离运输的混 凝土 8 注意 缓凝剂不宜用于日最低气温 5 C 以下施工的混凝土 也 不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土 六 速凝剂 1 定义 速凝剂 是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂 速凝剂主要 有无机盐类和有机物类两类 2 功能 速凝剂掺入混凝土后 能使混凝土在 5min 内初凝 10min 内 终凝 1h 就可产生强度 1d 强度提高 2 3 倍 但后期强度会下降 28d 强度约为不掺时的 80 90 3 应用 速凝剂主要用于矿山井巷 铁路隧道 引水涵洞 地下工程以 及喷锚支护时的喷射混凝土或喷射砂浆工程 六 膨胀剂 1 定义 膨胀剂是指能使混凝土在水化过程中产生一定体积膨胀 并在有约束 条件下产生适宜的自应力的外加剂 适用于补偿收缩混凝土 防止裂 缝 主要是明矾石类膨胀剂 2 功能 钢筋混凝土结构产生裂缝原因很复杂 就材料而言 混凝土干缩和温 差收缩是主要原因 为此 行之有效的措施是掺配以补偿收缩为主要 功能的混凝土微膨胀剂来控制混凝土裂缝 微膨胀剂加入到普通水泥 混凝土中 拌水后生成大量膨胀性结晶水化物 水化硫铝酸钙 C3A 3CaSO4 32H20 既钙矾石 使混凝土产生适度膨胀 在钢筋和邻位 的约束下 在结构中建立 0 2 0 7MPa 预压应力 这一压应力可大致抵 消混凝土在硬化过程中产生的收缩拉应力 从而防止或减少混凝土收 缩开裂 并使混凝土致密化 提高了结构的防渗能力 达到结构自防 水能力 同时控制了混凝土的微裂缝 作用 内掺适量膨胀剂的混凝土和未掺的普通混凝土相比 凝固前的流变性质 相近 掺膨胀剂的混凝土坍落度损失较小 凝结时间稍短 但不影响施工 2 随膨胀剂掺量增多 混凝土的膨胀率增加 强度有所降低 配制补 偿收缩混凝土时 内掺量一般为 8 10 当配筋率为 0 2 1 0 时 限 制膨胀剂率为 2 4 10 4 在混凝土中建立 0 2 0 7MPa 自应力值 对 强度影响不大 3 在规定掺量下 混凝土 28 天抗压强度与不掺膨胀剂的空白混凝土 强度大致相同 后期强度持续增长 掺膨胀剂混凝土的限制强度比自 由强度高出 10 15 4 在环基混凝土施工中 控制混凝土中心温度与表面温度之差是非 常重要的 采用普通混凝土 温差控制在 25 之内 否则往往因温差 应力而产生开裂 冷缩裂缝 而采用膨胀剂补偿收缩混凝土 这个温 差可放宽至 30 35 七 外加剂的选择和使用 1 在混凝土中掺用外加剂 若选择和使用不当 会造成质量事故 因 此 应注意以下几点 2 外加剂品种的选择 1 外加剂品种 品牌很多 效果各异 特别是对不同品种水泥效 果不同 在选择外加剂时 应根据工程需要 现场的材料条件 参 考有关资料 通过试验确定 3 外加剂掺量的确定 1 混凝土外加剂均有适宜掺量 掺量过小 往往达不到预期效果 掺量过大 则会影响混凝土质量 甚至造成质量事故 因此 应通 过试验试配 确定最佳掺量 4 外加剂的掺加方法 1 外加剂的掺量很少 必须保证其均匀分散 一般不能直接加入混 凝土搅拌机内 掺入方法会因外加剂不同而异 其效果也会因掺人方 法不同而存在差异 故应严格按产品技术说明操作 如 减水 剂有 同掺法 后渗法 分掺法等三种方法 a 同掺法 是减水剂在混凝土搅拌时一起掺入 b 后掺法 是搅拌好混凝土后间隔一定时间 然后再掺入 c 分掺法 是一部分减水剂在混凝土搅拌时掺入 另一部分在间隔 一段时间后再掺入 而实践证明 后掺法最好 能充分发挥减水剂 的功能 5 外加剂的储运保管 1 混凝土外加剂大多为表面活性物质或电解质盐类 具有较强的 反应能力 敏感性较高 对混凝土性能影响很大 所以在储存和运 输中应加强管理 a 失效的 不合格的 长期存放 质量未经明确的禁止使用 b 不同品种类别的外加剂应分别储存运输 c 应注意防潮 防水 避免受潮后影响功效 d 有毒的外加剂必须单独存放 专人管理 e 有强氧化性外加剂必须进行密封储存 f 同时还必须注意储存期不得超过外加剂的有效