浅谈混凝土外加剂

网络教育学院本科生毕业论文(设计)主题：谈混凝土外加剂20/25内容摘要混凝土外加剂以少掺量提高混凝土强度、耐久性、适用性等作用，达到降低建筑能耗的目的，外加剂的研究与应用是目前混凝土应用中不可或缺的环节。 本文以混凝土外加剂的应用和发展为内容，介绍了目前常用混凝土外加剂的种类、作用机理和应用情况，简要论述了混凝土外加剂品种的选择、配合量的确定和配合方法的确定及存在的问题，分析了混凝土外加剂应用的发展趋势。关键词：混凝土外加剂高性能应用发展目录内容摘要I引言11绪论21.1混凝土外加剂发展概况21.2混凝土外加剂的名称和种类31.2.1外部添加剂的命名31.2.2混凝土外加剂按功能分类51.2.3混凝土外加剂的化学成分分类5外加剂在双混凝土中的作用机理及应用情况72.1减水剂72.1.1作用机制72.1.2使用情况和需要注意的问题82.2气体导入剂82.2.1作用机制92.2.2使用情况和需要注意的问题92.3防冻液102.3.1作用机制102.3.2使用情况和需要注意的问题112.4早强剂122.4.1作用机构122.4.2使用情况和需要注意的问题132.5复合系外加剂133外加剂的选择和使用143.1外加剂品种的选择143.2外加剂配合量的确定153.3外加剂配合方法的决定153.4混凝土外加剂问题163.4.1问题163.4.2对策174混凝土外加剂的发展趋势展望18参考文献20页眉查词典混凝土外加剂是混凝土拌和过程中配合的改善混凝土性能的物质，是目前混凝土不可缺少的组成部分之一，是改善混凝土性能的重要方法和技术，在混凝土生产技术中起着核心作用，发挥了很大的作用。 改革开放30年来，混凝土外加剂在建筑工程领域发展迅速。 从最早的松香热聚合物气化剂开始，1980年代发展起来的萘系等减水剂，以及其后的高效减水剂，在提高混凝土的耐久性和施工质量，减少混凝土水泥的用量和用水量方面发挥了非常重要的作用。 根据技术要求，使用不同种类的外加剂，可以得到不同的使用效果和经济效益。 因此，系统研究混凝土外加剂的种类、作用机制和应用情况，探讨未来发展方向是非常迫切的。1引言1.1混凝土外加剂的发展概况在建筑材料中掺入化学物质的历史可以追溯到很久以前。 在最初的填充凝胶化材料(石灰、火山灰、粘土等)的使用中，如果添加血液、油等脂肪类等有机物质的话，可以得到凝胶化材料的良好性能。 根据历史记录，公元258年，曹操将植物油加入灰土制作铜雀台的宋代，将糯米汁加入石灰，修理和洲城墙的清代干隆年，听说用糯米汁、石灰、牛血修理永定堤坝的明代大工开物，记载了在石灰一份中加入黄沙二份，混合糯米、羊藤汁制作蓄水池等只是，近年来，这些机制才被弄清楚。 例如，血红蛋白是凝胶化材料粒子的分散剂，混合动物的血液等于混合减水剂。19世纪30年代，美国的E.W斯库坎彻在亚硫酸盐纸浆废液中获得了改善混凝土和易性、提高强度和耐久性的专利，拉开了现代凝聚外部添加剂的序幕。 1962年，日本的服部健一等人开发了蔡磺酸盐甲醛缩合物(茶系高效减水剂)，1964年作为商品销售的1963年，联邦德国开发了三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物之后，前苏联建设部托雷斯拉沃尔加河岸地区建设总局又表示， 由含硫酸盐的丙烯酸盐废料加工而成的新型超塑剂“Anuaccah”的同时，还发现了多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物。 这3种减水剂对水泥有较强的分散作用，减水率高达20%-30%，且不吸气。 这与普通的增塑剂不同，在美国被称为high-rangewaterredcingagent (高效减水剂)，在加拿大等地被称为Superplasticizer (超增塑剂)。 其减水率高，使高强度和大流动性混凝土制备成为可能。 日本在世界上首先应用高强混凝土，在普通工艺中用高效减水剂制备了80-120MPa的高强度凝聚体，1970年代初，联邦德国首先用三聚氰胺系高效减水剂开发了流动混凝土，混凝土的崩塌度为18-22cm。 这种混凝土拌合物能满足泵送的要求，垂直泵送的最高高度为310m。 流动混凝土的应用，提高了混凝土的工作性能，使混凝土的施工变得容易，具有节能、省力、高效的效果，促进了新的施工技术的产生和商品混凝土的发展。1948年，中国华北窑业公司引进美国沙文气化剂，命名为长城品牌气化剂，天津新港工程成功。 20世纪50年代，我国在工程中已开始应用自己生产的松香热聚合物和松香皂系气化剂、亚硫酸盐纸浆废液增塑剂、氯盐系防冻剂。 80年代以来，在改革开放的推进下，外加剂的商品化和产业化迅速发展，各种相关标准逐渐健全，混凝土外加剂成为新兴建材行业。 随着建筑对高层、高效率、环境保护的要求提高，混凝土生产发展为集中搅拌的商品混凝土，在我国大城市和沿海开放城市，外加剂的使用率在70%以上，与发达国家的利用水平无很大差别。 但是从全国来看，我国外加剂的应用仍然落后。 我国外加剂产量初步计算表明，目前掺外加剂混凝土约占混凝土总量的38%，商品混凝土约占混凝土总量的11-12%。 国外掺外添加剂的混凝土占混凝土总量的约50-80%，商品混凝土占混凝土总量的60-80%，我国的外添加剂有很大的发展空间。 随着混凝土减水剂和商品混凝土的迅速发展，我国已经形成了混凝土外加剂的完整体系，除减水剂外，还有泵送剂、排气剂、早强剂、防冻液、防水剂、速凝剂、缓凝剂和膨胀剂等。 目前，总混凝土外加剂品种在500种左右。 具有这些功能的外加剂满足了各种土木工程的需求，为混凝土技术的进步和工程质量的提高做出了巨大贡献混凝土使用外加剂被认为是提高混凝土强度、改善混凝土性能、节约生产能源、保护环境最有效的措施。1.2混凝土外加剂的名称和种类1.2.1外部添加剂的命名国际标准化机构SIOTC71/SC3从1980年开始研究混凝土外加剂的国际标准。 通过挪威奥斯陆和瑞士日内瓦的二次会议，提出了混凝土外加剂的定义。 “混凝土、砂浆、网糊混炼时，或者通过追加混炼操作混合水泥重量的5%以下，按照要求改善了混凝土的正常性能的产品”。我国根据国际标准化组织提出的混凝土外加剂定义原则，制定并公布了国家标准GBSO75。 “混凝土外加剂是在混凝土混炼过程中配合，改善混凝土性能的物质。 配合水泥重量的5% (特殊情况除外)以下。在上述定义中，混凝土外加剂和水泥混合材料不同。 一般混合材料的配合量都很大(远远超过5% )，而且在水泥生产过程中多配合人。 为满足水泥性能的特殊要求而添加的少量物质，如调合剂石膏、助熔剂等，一般不包括在混凝土外加剂的范畴内。我国标准对不同品种的混凝土外加剂分别定义如下(1)一般减水剂(Water-reducing admixture )是在混凝土崩解度几乎相同的条件下，可以减少混合水量的外加剂。 该减水剂主要是木质素磺酸盐类、轻基纺锤酸盐类、多元醇类。 聚氧乙烯烷基醚类、腐植酸类减水剂等。(2)高效减水剂(Super plasticizer )在混凝土崩解度大致相同的情况下，可以大幅度减少混凝水的量。 高效减水剂的主要品种是蔡磺酸甲醛缩合物、磺化三聚氰胺水溶性树脂即多环芳香族轻磺酸盐缩合物； 磺化煤焦油系； 氨基磺酸盐类； 马来酸共聚物体系； 聚丙烯酸盐接枝共聚物等。(3)空气引入剂(Air entraining admixture )在搅拌混凝土过程中均匀分布，可大量引入稳定封闭的微小气泡外添剂。 诱导减水剂(airentrainingandwaterredcingadmixture )是兼具诱导和减水功能的外部添加剂。 主要类型为松香树脂类，例如松香皂、松香热聚合物； 烷基苯磺酸盐类，例如烷基苯磷酸盐、烷基苯酚聚氧乙烯醚； 脂肪族醇磺酸盐类，如脂肪族醇聚氧乙烯醚、脂肪族醇聚氧乙烯磺酸钠等。(4)延长缓凝剂(Set retarder )混凝土凝结时间的外加剂。 缓凝减水剂(setretairderandwaterredcingadmixture )是兼具缓凝减水功能的外部添加剂。 这种减水剂主要是糖类，例如糖钙、糖蜜、蔗糖、葡萄摆动细胞色素酸、酒石酸、水杨酸等经基梭酸类； 纤维、纤维素醚、聚乙烯醇：无机盐类等多元醇类，例如三聚磷酸盐、锌盐、硼酸盐； 木质素磺酸盐类，例如木钙、木钠、木镁等多包含在通常减水剂中。(5)加速早强剂(Hardening accelertor )混凝土早期强度发展的外加剂。 早强减水剂(hardeningacceleratorandwaterredcingadmixture )是兼具早强和减水功能的外加剂。 这种减水剂主要包括氯化钙、氯化钠、氯化钾等氯化物类硫酸钠、硫酸钙、硫代硫酸钠等硫酸盐类； 硝酸钠、硝酸钠、硝酸钙、亚硝酸钙等硝酸盐类； 三乙醇胺、三异丙醇胺等有机物类。(6)防冻液(Anti-freezing admixture )是在负温度下使混凝土硬化，在规定时间内达到充分的防冻强度的外部添加剂。 防冻液为复合型外加剂，主要防冻液成分为氯盐类。 氯化钙、氯化钠等硝酸盐类：硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸钙、亚硝酸钙：碳酸盐类：碳酸钙、碳酸钾； 氨水类，如氢氧化铵； 有机类：尿素、有机硫化物等。(7)速凝剂(Flash setting admixture )使混凝土迅速凝结硬化的外添加剂。 速凝剂大致分为三类：铝氧熟料、碳酸盐类、铝酸盐和碳酸盐； 以铝氧熟料、铜矾石系、铝氧熟料和硫酸盐为主体； 水玻璃系是以水玻璃为主复合其它无机盐而成。(8)改善泵送剂(Pumping aid )混凝土混炼物泵送性能的外部添加剂。 泵送剂为复合外加剂，其主要成分为减水剂、气体导入剂、缓凝剂等。(九)其他特殊要求外添加剂a、防水剂(Water repellent admixture )是降低混凝土在静水压力下透水性的外加剂。b .防锈剂(Anticorrosion admixture )可抑制或减轻混凝土中钢筋和其他嵌入金属锈蚀的外加剂。c、脱模剂涂在混凝土模板表面，在混凝土与模板之间发挥隔离作用，易于保护脱模、混凝土与模板表面之间的清洁。d .养护剂涂抹在混凝土表面，形成不透水的薄膜，防止露天养护过程中混凝土表面失去水影响其氢化物结构和混凝土强度的发展。1.2.2混凝土外加剂按功能分类混凝土外加剂根据其功能主要分为以下类型：(1)改善混凝土拌和物流变性能的外加剂包括各种减水剂、排气剂和泵送剂。(2)混凝土凝结时间、调节硬化性能的外添剂、缓凝剂、早强剂、速凝剂等。(3)改善混凝土耐久性能的外加剂包括排气剂、减水剂、防水剂、防冻液、防锈剂等。(4)作为改善混凝土变形性能的外加剂，有膨胀刊和最近新发展的减产剂等。 减产剂是近年来新开发的混凝土外加剂，主要是低级醇氧化物为主成分的非离子有机物。(5)改善混凝土其他性能的外加剂，如加气剂、着色剂、养护剂、脱模剂等。1.2.3混凝土外加剂按化学成分分类(1)无机物外添剂：含有各种无机盐类、一部分金属单体和少量的氢氧化物等。 早强剂中的氯化钙和硫酸钠、加气剂中的铝粉、防水剂中的氢氧化钠等。(2)有机物外加剂：等外加剂占混凝土外加剂的大部分。 种类繁多，大部分属于表面活性剂范畴，包括阴离子型、阳离子型和非离子型表面活性剂等减水剂中的木质素磺酸盐、蔡磺酸盐甲醛缩合物等。 有些有机外添加剂本身没有表面活性作用，但可作为优质外添加剂使用。(3)复合外加剂：中合适的无机物与有机物复合制成的外加剂具有很多功能或显着改善了某些性能。 这是“协同效应”出现在外加剂技术中，是外加剂的发展方向之一。外加剂在双混凝土中的作用机理及应用状况2.1减水剂混凝土减水剂是指在混凝土和易性以及水泥的使用量不变的情况下，减少混合水的量，提高混凝土的强度，或者在和易性和强度不变的条件下，节约水泥的使用量的外添加剂。 根据其减水和增强能力，分为普通减水剂(也称增塑剂)和高效减水剂(也称超增塑剂)，分别为一等品、合格品。 根据构成材料的不同，可分为水质素磺酸盐类、多环芳香族盐类、水溶性树脂磺酸盐类。 简言之减水剂对水泥混凝土具有超塑化、减水、增强的功能，可以改善混凝土的各种性能指标，提高工作性能。 普通减水剂均具有明显的减水分散效果，减水率为14%30%，能够以低灰分比提高水泥