混凝土外加剂

1 混凝土外加剂混凝土外加剂 商品混凝土外加剂自 20 世纪 30 年代被发现以来 不断得到发 展和应用 新品种合成高效减水剂和具有各种性能的复配外加剂的 研制成功改善了商品混凝土的性能并促进了商品混凝土施工技术的 进步 无不显示了外加剂的巨大作用 由于外加剂的广泛应用和普 及 早已成为商品混凝土配合比中不可缺少的第五组分 其特点是 品种多 掺量少 而在改善新拌商品混凝土和硬化商品混凝土性能 中起着重要的作用 可以说是 建筑业的味精 即使用量很少也能 很好地发挥作用 有的功效是用其它方法所难以达到的 使用商品 混凝土外加剂一般并不需要用特殊的设备 工艺 方法简易可行 它已成为增加商品混凝土新品种 提高产量 质量 降低成本 改 善生产操作 使用性能 提高经济效益的重要措施 是建筑工程中 不可缺少的一环 是商品混凝土发展史上继钢筋商品混凝土和预应 力商品混凝土后的又一次重大飞跃 1 混凝土外加剂的功能分类 商品混凝土外加剂按主要功能分为四类 1 改善商品混凝土拌合物和易性能的外加剂 包括各种减水 剂 引气剂和泵送剂等 2 调节商品混凝土凝结时间 硬化性能的外加剂 包括缓凝 剂 早强剂和速凝剂等 3 改善商品混凝土耐久性的外加剂 包括引气剂 防水剂和 阻锈剂等 4 改善商品混凝土其他性能的外加剂 包括加气剂 膨胀剂 2 防冻剂 着色剂 防水剂和泵送剂等 2 商品混凝土外加剂主要种类及特性 商品混凝土外加剂品种繁多 功能各异 目前在工程中常用的 外加剂主要有减水剂 早强剂 缓凝剂 速凝剂 膨胀剂 防冻剂 等 2 1 减水剂 减水剂是指在保持商品混凝土坍落度基本相同的条件下 能减 少拌合用水量的外加剂 根据减水剂的主要效果及功能情况 减水 剂可分为普通减水剂 高效减水剂 早强减水剂 缓凝减水剂 引 气减水剂等 常用的减水剂是阴离子表面活性剂 减水剂的特性 1 提高流动性在不改变原配合比的情况下 加入减水剂后可 以明显地提高拌合物的流动性 而且不影响商品混凝土的强度 2 提高强度 在保持流动性不变的情况下 掺入减水剂可以减少拌合物用水 量 若不改变水泥用量 可以降低水灰比 使商品混凝土强度提高 3 节省水泥 在保持商品混凝土流动性和强度都不变的情况下 可以减少拌 合水量 同时减少水泥用量 4 改善商品混凝土性能 在拌合物加入减水剂后 可以减少拌合物泌水 离析现象 延 缓拌合物的凝结时间 降低水泥水化放热速度 显著提高商品混凝 土的抗渗性及抗冻性 使耐久性得到提高 3 2 2 早强剂 早强剂就是能提高早期强度并对后期强度无显著影响的外加剂 早强剂可以在常温 低温和负温 不低于 5 条件下加速商品混凝 土的硬化过程 多用于要求早拆模的工程 冬季施工和抢修工程 早 强剂主要有无机盐类 氯盐类 硫酸盐类 有机胺及有机 无机的复 合物三大类 早强剂的特性 早强剂能加速水泥的水化和硬化 缩短商品混 凝土养护期 从而达到尽早拆模 提高模版周转率 加快施工速度 的目的 加速自然养护商品混凝土的硬化 提高早期强度 2 3 缓凝剂 缓凝剂是能延缓商品混凝土凝结时间 并对商品混凝土后期强 度发展无不利影响的外加剂 缓凝剂主要有四类 糖类 如糖蜜 木质素磺酸盐类 如木钙 木质素磺酸钙 木钠 羟基羧酸及其盐 类 如柠檬酸 酒石酸 无机盐类 如锌盐 硼酸盐等 常用的缓 凝剂是木钙和糖蜜 其中糖蜜的缓凝效果最好 缓凝剂的特性 缓凝剂能延缓商品混凝土凝结时间 使拌合物 在较长时间内保持塑性 利于浇灌成型 提高施工质量 同时具有 缓凝 减水 降低水化热和增强作用等多种功能 对钢筋也无锈蚀 作用 因而多用于高温季节施工 大体积商品混凝土工程 泵送与 滑模方法施工以及较长时间停放或远距离运送的商品商品混凝土等 一般掺量较少 对水泥品种适应性十分明显 不同水泥品种缓凝效 果不相同 使用前应试拌检测 2 4 引气剂 引气剂是指在搅拌商品混凝土过程中 能引入大量均匀分布 4 稳定而封闭的微小气泡 以减少商品混凝土拌合物的泌水 离析 改善和易性 并能显著提高硬化商品混凝土抗冻性 耐久性的外加 剂 目前 应用较多的引气剂为松香热聚物 松香皂 烷基本磺酸 盐等 引气剂的特性 主要用来改善商品混凝土拌合物的和易性和稠 度 减少泌水 离析 同时大幅度提高商品混凝土的耐久性 抗渗 性和抗冻性 但引气剂的加入会降低商品混凝土强度 这是由于大 量的气泡存在 减少了商品混凝土的有效受力面积 使商品混凝土 强度及耐磨性有所降低 2 5 速凝剂 速凝剂是指能使商品混凝土迅速凝结硬化的外加剂 它能加速 水泥的水化作用 并显著缩短凝结时间 它是商品混凝土喷锚支护 中必不可少的一种外加剂 在矿山井巷 铁路隧道 引水涵洞等工 程中应用极为普遍 速凝剂的特性 一般的速凝剂多为碱性 其缺点是对商品混凝土 后期强度有一定影响 并对人体有较大的腐蚀性和刺激性 施工中 使用时 必须充分注意对水泥的适应性 正确选择速凝剂的掺量 并控制好使用条件 特别是水灰比 2 6 膨胀剂 膨胀剂使商品混凝土在水化过程中产生一定体积膨胀 以补偿商 品混凝土在干燥过程中所产生的体积收缩 避免产生裂纹 裂纹不但 有碍观瞻 且不利于安全 导致事故 所以膨胀剂的重要性是显而 易见的 膨胀剂的特性 各种膨胀剂的成分不同 对商品混凝土的性能影响 5 也不同 一般来说 与不掺膨胀剂的普通商品混凝土相比 1 坍 落度损失较快些 和易性好 基本不泌水 2 7 d 强度降低 10 左右 28 d 强度平稳 3 抗渗等级提高 1 MPa 2 MPa 4 根据不同用途 调整膨胀剂掺量 可获得不同的自应力值 3 外加剂在商品混凝土工程中的应用 商品混凝土外加剂的应用已有 50 年 60 年的历史 近 10 余 年来商品混凝土外加剂产业得到了飞速发展 随着建筑工程建设向 更高技术方向的发展 对商品混凝土也提出了更高的要求 使得外 加剂在商品混凝土工程中越来越广泛地得到应用 商品混凝土外加剂主要产品在改善商品混凝土本身性质方面有 引气剂 各种减水剂 密实剂等 在改善商品混凝土施工工况方面有 早强剂 脱模剂 养护剂 泵送剂等 早期的商品混凝土外加剂功 能较单一 例如三乙醇鞍 TEA 在商品混凝土中早强效果明显 但只起到早强作用 木质素磺酸钙减水剂 简称木钙 在商品混凝土 中只起到缓凝作用 而新型的商品混凝土外加剂多为复合型外加剂 例如高效减水剂中添加辅助外加剂 复配 以弥补高效减水剂性能 上的缺点 到目前为止 复合型外加剂已得到广泛应用 在施工中采用的外加剂主要有 4 种 1 木钙 它在商品混凝 土拌合物中对水泥颗粒起扩散作用 从而减少水泥用量 改善商品 混凝土和易性 起到缓凝作用 延长商品混凝土初凝时间 适用于 大体积商品混凝土或商品混凝土运输距离较长 表面积较大的商品 混凝土工程 2 高效引气剂 UNF252 型 主要作用增加商品 混凝土硬化后的抗冻 抗渗 抗腐蚀性用以提高商品混凝土的耐久 性 3 密实剂用来提高商品混凝土的抗渗性能 4 高效减水 6 早强剂 在吸水池立墙部分商品混凝土施工中使用 提高模板周转 率 缩短工期 在大体积商品混凝土工程中 外加剂一般采用缓凝高效减水剂 和缓凝剂 木质素磺酸盐类减水剂 是研究成功最早 目前产量最 大 应用最广泛的减水剂 其掺量为水泥重量的 0 12 0 13 以木钙减水剂为例 具有如下特点 1 属阴离子表面活性剂 在商品混凝土中对水泥颗料起扩散作用 能使水泥充分水化 2 当保持水泥用量和坍落度不变时 其减水率为 10 15 3 若不减水即配合比不变时 商品混凝土坍落度可增大 80 100 明显提高商品混凝土流动度 4 提高商品混凝土的密实性 改善商品混凝土的抗渗能力 由 S6 级提高到 S12 S30 级 4 商品混凝土 28 d 抗压强度可提高 10 20 在商品混凝土工 作性和强度相近条件下 可节约水泥 5 10 4 商品混凝土外加剂的发展 商品混凝土外加剂的发展趋势随着商品混凝土制品日益增多的 品种和建筑结构复杂化 大型化 对外加剂的需求越来越大 要求 越来越高 因此 今后的商品混凝土外加剂将向以下几个方面发展 1 复合多功能型 复合多功能型外加剂 在性能上可以取长 补短 趋于完善 并且要价格便宜 使用面广 性能良好 目前已 得到广泛的应用 2 品种系列化 多样化 不断研制开发新品种 使品种系列 化 多样化 以满足各种特殊工程的需要 并方便工程使用和质量 控制 7 3 发展高性能商品混凝土用外加剂 要制成具有良好和易性 高强度 高耐久性的高性能商品混凝土 外加剂及掺合料的应用必 不可少 其应用目的是最大限度地降低商品混凝土水胶比以提高商 品混凝土流动性 又可使坍落度经时损失减少 便于浇筑 即商品 混凝土具有良好的施工性能 如制备大流动性商品混凝土 使施工 省力