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韦琴 目录 混凝土外加剂的发展外加剂的分类减水剂引气剂缓凝剂早强剂速凝剂膨胀剂 古罗马人用动物油脂 乳液和动物血来改善混凝土的工作性和耐久性 我国清乾隆年间用糯米 石灰加牛血建造永定河河堤 明代南京城墙用糯米汁石灰 并用桐油石灰封顶 宋代用糯米汁石灰建筑了安徽和州城墙 外加剂的发展 2020 4 14 4 混凝土外加剂定义 外加剂是在拌制混凝土过程中掺入 用以改善混凝土性能的物质 掺量以胶凝材料总量的百分比表示 它能赋予新拌混凝土和硬化混凝土优良的性能 如提高抗冻性 调节凝结时间和硬化时间 改善工作性 提高强度等等 是生产各种高性能混凝土和特种混凝土必不可少的组分 2020 4 14 5 外加剂的分类 混凝土外加剂按其主要功能分为四类 1 改善混凝土拌和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 防水剂等 2020 4 14 7 减水剂 一 定义减水剂是一种在混凝土拌和料坍落度相同条件下能减少拌和水量的外加剂 减水剂按其减水的程度分为普通减水剂和高效减水剂 减水率在5 10 的减水剂为普通减水剂 减水率大于10 的减水剂为高效减水剂 2020 4 14 8 减水剂 二 作用机理减水剂是一种表面活性剂 表面活性剂分子由亲水基团和憎水基团二部分组成 加入水中后亲水基团指向溶液 憎水基团指向空气 固体或非极性液体并作定向排列 形成定向吸附膜而降低水的表面张力和二相间的界面张力 2020 4 14 9 减水剂 减水剂在水泥浆中的作用机理当水泥浆体中加入减水剂后 减水剂分子中的憎水基团定向吸附于水泥质点表面 降低表面能 亲水基团指向水溶液 在水泥颗粒表面形成单分子或多分子吸附膜 使水泥颗粒表面带上相同的电荷 表现出斥力 将水泥加水后形成的絮凝结构打开并释放出被絮凝结构包裹的水 水泥颗粒的吸附层外形成水膜起到润滑作用 这是减水剂分子吸附产生的分散作用 2020 4 14 10 减水剂 2020 4 14 11 减水剂 减水剂的作用效果 在不减少单位用水量的情况下 改善新拌混凝土的工作性 提高流动性 在保持一定工作度下 减少用水量 提高混凝的强度 在保持一定强度情况下 减少单位水泥用量 节约水泥 改善混凝拌和物的可泵性以及混凝的其它理力学性能 减水剂的作用效果指标 减水率计算如下 在混凝土塌落度基本相同时 不掺减水剂的混凝土和掺有减水剂的受检混凝土单位用水量之差与不掺减水剂混凝土单位用水量之比 2020 4 14 13 减水剂 高效减水剂的特点 高效减水剂的掺量超过一定量后 减水效果不再提高 对混凝土性能没有不利影响 高效减水剂减水率越高 坍落度损失越大 2020 4 14 14 主要减水剂介绍 1 普通减水剂 木质素磺酸盐系减水剂减水率10 一般掺量0 25 腐植酸减水剂减水率6 8 一般掺量0 2 0 35 2 高效减水剂 多环芳香族磺酸盐系减水剂 这类减水剂通常是由工业萘或煤焦油的萘 蒽 甲基萘等馏分 经磺化 水解 缩合 中合 过滤 干燥而制成 由于其主要成分为萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩合物 故又称萘系减水剂 掺量0 5 1 0 减水率10 20 2020 4 14 16 水溶性树脂系减水剂 水溶性树脂减水剂是以一些水溶性树脂为主要原料的减水剂 如三聚氰胺树脂 古玛隆树脂等 此类减水剂的掺量为水泥质量的0 5 2 0 其减水率为15 30 混凝土的强度提高20 30 混凝土的其他力学性能和抗渗性 抗冻性也得到提高 对混凝土的蒸养适应性也优于其它外加剂 2020 4 14 17 引气剂 一 定义在混凝土搅拌过程中引入大量均匀分布 稳定而封闭的微小气泡 起到改善混凝土和易性 提高混凝土抗冻性和耐久性的外加剂 我国应用较多的的引气剂有松香类引气剂 木质素磺酸盐类引气剂等 松香类引气剂包括松香热聚物 松香酸钠及松香皂等 其适宜掺量为水泥质量的0 005 0 02 混凝土含气量约为3 5 2020 4 14 18 引气剂的作用机理 引气剂属于表面活性剂 其界面活性作用基本上与减水剂相似 区别在于减水剂的界面活性作用主要在液 固界面上 而引气剂的界面活性主要发生在气 液界面上 降低界面能 使新拌混凝土中微小气泡稳定存在并保留 2020 4 14 19 引气剂的作用机理 界面活性作用吸附在颗粒表面 降低界面能 起泡作用在砼中引入大量微小 封闭的气孔 气泡的稳定性引入砼中的气泡能保持形态 含气量相对稳定 引气剂和引气减水剂的区别 引气剂 是在混凝土搅拌过程能引入大量的均匀分布 稳定而封闭的微小气泡的外加剂 引气减水剂 同时具有引气和减水剂功能的外加剂 它们分为哪几类 改性木质素磺酸盐类 聚烷基芳基磺酸盐类和各类引气剂与减水剂组合的复合剂 引气剂 引气减水剂 松香皂及松香热聚物类 烷基苯磺酸盐类 脂肪醇磺酸盐类 松香皂及松香热聚物类 烷基苯磺酸盐类 脂肪醇磺酸盐类 2020 4 14 22 引气剂对混凝土的质量的影响 混凝土中掺入引气剂可改善混凝土拌和物的和易性 可以显著减少混凝土浆体粘性 使它们的可塑性增强 减少单位用水量 通常每增加含气量1 能减少单位用水量3 减少离析和泌水量 提高抗渗性 提高抗腐蚀性和耐久性 含气量每提高1 抗压强度下降4 5 抗折强度下降2 3 引入空气会使干缩增大 但若同时减少用水量 对干缩的影响不会太大 使混凝土对钢筋的粘结强度有所降低 一般含气量为4 时 对垂直方向的钢筋粘结强度降低10 15 对水平方向的钢筋粘结强度稍有下降 2020 4 14 24 引气剂对混凝土的影响 改善混凝土的和易性 降低混凝土的泌水和沉降 提高混凝土的抗渗性 提高混凝土的抗化学物质侵蚀性 显著提高混凝土的抗冻融性能 大大延长混凝土的使用寿命 对混凝土强度略有降低 但因其有一定的减水作用 基本可弥补强度降低 影响引气剂使用效果的因素 1引气剂掺量的影响引气剂和引气减水剂的掺量应满足设计要求的混凝土含气量 掺少了混凝土的含气量太少抗冻性 抗渗性和耐久性改善不大 掺多后混凝土中含气量太多会引气强度降低 2引气剂及引气减水剂品种的影响在相同含气量条件下 气泡的分布对和易性 强度和耐久性有影响 优质气泡呈球形 3水泥品种的影响在引气剂掺量相同的条件下 普通硅酸盐水泥混凝土中含气量比矿渣水泥和火山灰水泥混凝土含气量高 4骨料粒径和砂率的影响在引气量相同的条件下 随着骨料粒径增大和砂率的减少 混凝土的含气量减少 5水和水灰比的影响拌合水的硬度增加 引气剂的引气量会降低 混凝土的含气量随水灰比的减小而降低 6搅拌方式和搅拌时间的影响在引气剂掺量的相同条件下 人工搅拌比机械搅拌的含气量低 随搅拌时间的延长 混凝土含气量增大 但时间过长反而会引气混凝土含量减少 机械搅拌一般为3 5min 7气温的影响混凝土的含气量 随温度升高而减少 当温度从10 增加到32 时 含气量将降低一半 8振捣方式和时间的影响同一种混凝土 随着振捣频率的提高含气量降低 随振捣频率的延长 含气量也会减少 2020 4 14 29 缓凝剂 缓凝剂定义缓凝剂是一种能延迟水泥水化反应 从而延长混凝土的凝结时间 使新拌混凝土较长时间保持塑性 减少混凝土坍落度损失 在大体积混凝土施工时 可防止出现裂缝和冷缝 同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响的外加剂 2020 4 14 30 缓凝剂 缓凝剂的特点 掺量合适 24小时后的强度不会受影响 掺量过多 混凝土的正常水化速度和强度受影响 超掺 会使水泥水化完全停止 不同的缓凝剂种类 对混凝土泌水 离析情况不同 哪些物质具有缓凝功能 1羟基羧酸类物质 葡萄糖酸及其盐 水杨酸2多羟基碳水化合物 糖类及衍生物 蜜糖3木质素磺酸盐类 木质素磺酸钙 木质素磺酸钠 木质素磺酸镁4腐殖酸类减水剂 5无机化合物 氧化锌 氯化锌 磷酸及其盐 硼酸及其盐 早强外加剂分为哪几类 对后期有强度 耐久性有提高 加强混凝土早期强度发展的 一般无减水功能 早强剂 早强减水剂 早强高效减水剂 提高早期强度 和易性 后期强度 耐久性 三大类 哪些物质具有早强功能 氯盐类 钠 钾 钙 铝 缺点 促使钢筋锈蚀 增加混凝土收缩 硫酸盐类 钠 钙 铝 有机胺类 三乙醇胺 0 1 混凝土强度下降 使用早强外加剂注意事项 施工环境应高于 5 通过30目筛子的干粉拌入水泥里 适当延长搅拌时间 适合用体积法计量 这样可以避免受潮 不得用于含有活性骨料的混凝土结构 什么是混凝土速凝剂 使混凝土或砂浆迅速凝结硬化的外加剂 主要用于喷射混凝土 喷射砂浆及堵漏抢险等快速凝结硬化的水泥 机理正 生成利于水化的物质反 消耗掉缓凝作用的石膏 它分为哪几类 铝酸盐 碳酸盐复合其他无机盐 粉状 铝酸盐类速凝剂 硅酸盐类速凝剂 硅酸钠复合无机盐 液体状 使用速凝剂应注意些什么 1选择适应性好的水泥 不同水泥速凝效果不同 风化水泥使速凝效果降低甚至失效 2选择适宜的掺量 掺量与气温及喷射部位 岩石状态有关 如气温低应适量增加 3缩短混合料的停放时间 最好是加入后立即喷出 4控制水灰比 一般水灰比越大 速凝效果越差 5掺用速凝剂的混凝土应进行湿养护 6速凝剂应密封存放 防止受潮 什么是混凝土膨胀剂 使混凝土体积产生一定膨胀的外加剂 机理 生成晶体 混凝土膨胀剂分为哪几类 硫铝酸钙类 如明矾石膨胀剂 氧化钙类 如石灰膨胀剂 复合膨胀剂 如硫铝酸钙和氧化钙组成的 氧化镁类 氧化镁 金属类 铁屑 铝粉膨胀剂 混凝土膨胀剂有哪些用途 提高抗震烈性和抗渗性 配制补偿收缩混凝土 填充用膨胀混凝土 自应力混凝土 以减少混凝土的干裂缝 2020 4 14 42 掺外加剂砼的注意事项 使用任何外加剂前都应进行相应的试验 确保能达到或满足预期的要求 验证外加剂与水泥 包括掺和料 之间的适应性 任何两种及以上的外加剂共同使用时 必须进行相容性试验 避免想当然的做法 理解各种外加剂的作用 根据砼性能要求正确使用外加剂 每种外加剂都有其适用范围和合理掺量 使用范围不当 掺量过大或过小都有可能产生不可预计的结果 2020 4 14 43 外加剂应用技术规范 理解与运用 2020 4 14 44 GB50119与GBJ119的变化 扩大了外加剂的品种 范围新增缓凝高效减水剂 泵送剂 防水剂及速凝剂四个品种 使目前已有产品质量标准的14种外加剂都有了应用技术规范 增加了部分条款 如对人体健康和环境保护等的条文 明确了外加剂的选择 掺量和质量控制的方法和要求 2020 4 14 45 基本规定 强调外加剂的选择必须通过试验 并检验与水泥的适应性 不同外加剂复合使用时 应进行相容性试验和对混凝土性能的影响 外加剂掺量由以水泥重量的百分比改为以胶凝材料总量的百分比 对由外加剂带入的有害离子含量根据不同使用部位作出了规定 规定了外加剂的生产计量精度 交货资料和存放要求 2020 4 14 46 应提供的外加剂文件 产品说明书 包括主要成分 出厂检验报告及合格证 型式检验报告 包括所有必试项目 碱含量 氯离子含量检验报告 氨含量 放射性 必要时 检验报告 产品质量 供货保证性文件 对大型或重点工程 工程应用实例 如有需要时 以上文件中型式检验报告 碱含量 氯离子含量 氨含量 放射性检验报告 应为由法定质量监督检验机构出具的年度检验报告 2020 4 14 47 原材料的存放 粉状材料应存放在干燥库房内 8 10包为一堆垛不同的原材料应分别存放 并设有醒目标志 有专人负责发放 以免混淆 液体外加剂有油桶存放时 严禁与其它同类包装物存放在一起 混凝土外加剂禁用及不宜使用的情况有哪些 1失效及不及格的外加剂禁止使用2长期存放 对其质量未检验明确之前禁止使用3下列情况不得应用氯盐及含氯盐的早强剂 早强减水剂及防冻剂 A在高湿度的空气环境中使用的结构 如排出大量蒸汽的车间 澡堂 B处于水位升降部位的结构 C露天结构或经常受水淋得结构 D与镀锌钢材或铁铝接触部位的结构 以及外露钢筋预埋件而无防护措施的结构 E与含有酸 碱或硫酸盐等寝室介质相接触的结构 F使用过程中经常处于环境温度为60 以上的结构 G使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝的结构 H薄壁结构 中或重级工作制吊