第六章混凝土外加剂

1、第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 6.1 概述概述 1、定义、定义 混凝土外加剂，是一种在混凝土搅拌之前或拌混凝土外加剂，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 混凝土性能的材料混凝土性能的材料 。除特殊情况外，掺量一。除特殊情况外，掺量一 般不超过水泥用量的般不超过水泥用量的5。 外加剂的掺量虽小，但其技术经济效果却显著，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，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

2、。被称为第五组分，获得愈来愈广泛的应用。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 2、意义、意义 外加剂的使用是混凝土技术的重大突破。随着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：许多新的要求。如： 泵送混凝土要求高的流动性；泵送混凝土要求高的流动性； 冬季施工要求高的早期强度；冬季施工要求高的早期强度； 高层建筑、海洋结构要求高强、高耐久性。高层建筑、海洋结构要求高强、高耐久性。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 6.2 外加剂的分类外加剂的分类 混凝土外加剂种类繁多，根据混凝土外加剂种类繁

3、多，根据混凝土外加混凝土外加 剂的定义、分类、命名与术语剂的定义、分类、命名与术语(GB 8075-2005) 的规定，混的规定，混 凝土外加剂按其主要功能分为四凝土外加剂按其主要功能分为四 类：类： 1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括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。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。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。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 3)改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、改善混凝土耐久性的外加剂。包括

4、引气剂、 防水剂和阻锈剂、减缩剂等。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、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。膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。 目前，在工程中常用的外加剂主要有目前，在工程中常用的外加剂主要有 减水剂减水剂 引气剂引气剂 早强剂早强剂 缓凝剂缓凝剂 防冻剂等。防冻剂等。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 一、减水剂一、减水剂 定义：减水剂是指在保持混凝土稠度不变的条定义：减水剂是指在保持混凝土稠度不变的条 件下，具有减水增强作用的外加剂。件下，具有减水增强作用的外加剂。 1减水剂的作

5、用原理减水剂的作用原理 常用减水剂均属表面活性物质，其分子是由亲常用减水剂均属表面活性物质，其分子是由亲 水基团和憎水基团两个部分组成，见图水基团和憎水基团两个部分组成，见图6-1。 图图6.1 表面活性剂分子结构模型表面活性剂分子结构模型 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 图图6.2 水泥浆的絮凝结构和减水剂作用示意图水泥浆的絮凝结构和减水剂作用示意图 当水泥加水拌合后，由于水当水泥加水拌合后，由于水 泥颗粒间分子凝聚力的作用，泥颗粒间分子凝聚力的作用， 使水泥浆形成絮凝结构使水泥浆形成絮凝结构 由于减水剂的表面活性作用，致使由于减水剂的表面活性作用，致使 憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面

6、，憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面， 亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒 表面带有相同的电荷，在电斥力作表面带有相同的电荷，在电斥力作 用下，水泥颗粒互相分开用下，水泥颗粒互相分开 当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后，在当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后，在 水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜 层，它阻止了水泥颗粒间的直接接触，并层，它阻止了水泥颗粒间的直接接触，并 在颗粒间起润滑作用，也改善了混凝土拌在颗粒间起润滑作用，也改善了混凝土拌 合物的和易性。此外，由于水泥颗粒被有合物的和易性。此外，由于水泥颗粒被有 效分散，颗粒表面被水分充

7、分润湿，增大效分散，颗粒表面被水分充分润湿，增大 了水泥颗粒的水化面积，使水化比较充分，了水泥颗粒的水化面积，使水化比较充分， 从而提高了混凝土的强度。从而提高了混凝土的强度。 可见，减水剂作可见，减水剂作 用原理可由吸用原理可由吸 咐咐分散作用、分散作用、 润滑作用、湿润润滑作用、湿润 作用三部分组成作用三部分组成 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 2减水剂的技术经济效果减水剂的技术经济效果 根据使用目的不同，在混凝土中加入减水根据使用目的不同，在混凝土中加入减水 后，一般可取得以下效果：后，一般可取得以下效果： (1)增加流动性增加流动性 在用水量及水泥用量不变时，混在用水量及水泥用量

8、不变时，混 凝土坍落度可增大凝土坍落度可增大100200mm，明显提高混凝，明显提高混凝 土流动性，且不影响混凝土的强度。泵送混凝土土流动性，且不影响混凝土的强度。泵送混凝土 或其他大流动性混凝土均需掺入高效减水剂。或其他大流动性混凝土均需掺入高效减水剂。 (2)提高混凝土强度提高混凝土强度 在保持流动性及水泥用量不在保持流动性及水泥用量不 变的条件下，可减少拌合水量变的条件下，可减少拌合水量1015，从而，从而 降低了水灰比，使混凝土强度提高降低了水灰比，使混凝土强度提高1520。 特别是早期强度提高更为显著。掺入高效减水剂特别是早期强度提高更为显著。掺入高效减水剂 是制备早强、高强、高性能

9、混凝土的技术措施之是制备早强、高强、高性能混凝土的技术措施之 一。一。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 (3) 节约水泥节约水泥 在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以 在减少拌合水量的同时，相应减少水泥用量，即在减少拌合水量的同时，相应减少水泥用量，即 在保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量在保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量10 15，且有利于降低工程成本。，且有利于降低工程成本。 (4) 改善混凝土的耐久性改善混凝土的耐久性 由于减水剂的掺入，显著地改善了混凝土的孔结由于减水剂的掺入，显著地改善了混凝土的孔结 构，使混凝土的密实度提高，透水性

10、降低，从而构，使混凝土的密实度提高，透水性降低，从而 可提高抗渗、抗冻、抗化学腐蚀及防锈蚀等能力。可提高抗渗、抗冻、抗化学腐蚀及防锈蚀等能力。 此外，掺用减水剂后，还可以改善混凝土拌合物此外，掺用减水剂后，还可以改善混凝土拌合物 的泌水、离析现象，延缓混凝土拌合物的凝结时的泌水、离析现象，延缓混凝土拌合物的凝结时 间，减慢水泥水化放热速度。防止因内外温差而间，减慢水泥水化放热速度。防止因内外温差而 引起的裂缝。引起的裂缝。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 3.常用的减水剂常用的减水剂 按减水剂的作用效果及功能情况，可分为普通按减水剂的作用效果及功能情况，可分为普通 减水剂、高效减水剂、早

11、强减水剂、缓凝减水减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水 剂、缓凝高效减水剂及引气减水剂等。剂、缓凝高效减水剂及引气减水剂等。 按凝结时间可分为标准型、早强型、缓凝型三按凝结时间可分为标准型、早强型、缓凝型三 种；种； 按是否引气可分为引气型和非引气型两种：按是否引气可分为引气型和非引气型两种： 按其主要化学成分为：木质素磺酸盐系；多环按其主要化学成分为：木质素磺酸盐系；多环 芳香族磺酸盐系；水溶性树脂磺酸盐系；糖蜜芳香族磺酸盐系；水溶性树脂磺酸盐系；糖蜜 类、腐植酸盐和复合型减水剂等。类、腐植酸盐和复合型减水剂等。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 (1)木质素磺酸盐系减水剂木质素磺酸

12、盐系减水剂 分类：根据其所带阳离子的不同，有木质素磺分类：根据其所带阳离子的不同，有木质素磺 酸钙酸钙(木钙木钙)、木质素磺酸钠、木质素磺酸钠(木钠木钠)、木质素磺酸镁、木质素磺酸镁(木木 镁等镁等)。其中木钙减水剂。其中木钙减水剂(又称又称M型减水剂型减水剂)使用较多。使用较多。 木钙减水剂的掺量，一般为水泥质量的木钙减水剂的掺量，一般为水泥质量的0.20.3。 作用：当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，作用：当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时， 其减水率为其减水率为1015，混凝土，混凝土28d抗压强度提高抗压强度提高10 20；若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，；若保持混凝土的抗压强度

13、和坍落度不变， 则可节省水泥用量则可节省水泥用量10左右；若保持混凝土的配合左右；若保持混凝土的配合 比不变，则可提高混凝土坍落度比不变，则可提高混凝土坍落度80一一100mm。 注意：但是木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，注意：但是木钙减水剂对混凝土有缓凝作用， 掺量过多或在低温下缓凝作用更为显著，而且还可掺量过多或在低温下缓凝作用更为显著，而且还可 能使混凝土强度降低，使用时应注意。木钙减水剂能使混凝土强度降低，使用时应注意。木钙减水剂 是引气型减水剂，掺用后可改善混凝土的抗渗性、是引气型减水剂，掺用后可改善混凝土的抗渗性、 抗冻性、降低泌水性。抗冻性、降低泌水性。 第六章混凝土外加剂第六章混

14、凝土外加剂 使用范围：木钙减水剂可用于一般混凝土工程，使用范围：木钙减水剂可用于一般混凝土工程， 尤其适用于大模板、大体积浇注、滑模施工、泵尤其适用于大模板、大体积浇注、滑模施工、泵 送混凝土及夏季施工等。木钙减水剂不宜单独用送混凝土及夏季施工等。木钙减水剂不宜单独用 于冬季施工，在日最低气温低于于冬季施工，在日最低气温低于5时，应与早时，应与早 强剂或早强剂、防冻剂等复合使用。木钙减水剂强剂或早强剂、防冻剂等复合使用。木钙减水剂 也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土。也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 组成：多环芳香族磺酸盐系减水剂的主要成分组成

15、：多环芳香族磺酸盐系减水剂的主要成分 为萘或萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩合物，故又为萘或萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩合物，故又 称萘系减水剂。萘系减水剂的结构特点是憎水性的称萘系减水剂。萘系减水剂的结构特点是憎水性的 主链为亚甲基连接的双环或多环的芳烃，亲水性的主链为亚甲基连接的双环或多环的芳烃，亲水性的 官能团则是连在芳环上的官能团则是连在芳环上的-SO3M等。等。 用量：萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的用量：萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的 0.51.0。 (2) 多环芳香族磺酸盐系减水剂多环芳香族磺酸盐系减水剂 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 性能：混凝土性能：混凝土28d强度提高

16、强度提高20以上。在保持以上。在保持 混凝土强度和坍落度相近时，则可节约水泥用混凝土强度和坍落度相近时，则可节约水泥用 量量1020。 应用：萘系减水剂对不同品种水泥的适应性较应用：萘系减水剂对不同品种水泥的适应性较 强。适用于配制早强、高强、流态、防水、蒸强。适用于配制早强、高强、流态、防水、蒸 养等混凝土。也适用于日最低气温养等混凝土。也适用于日最低气温0以上施以上施 工的混凝土，低于此温度则宜与早强剂复合使工的混凝土，低于此温度则宜与早强剂复合使 用。用。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 组成：水溶性树脂系减水剂是以一些水溶性树脂为组成：水溶性树脂系减水剂是以一些水溶性树脂为 主要

17、原料的减水剂，如三聚氰胺树脂、古玛隆树脂等，主要原料的减水剂，如三聚氰胺树脂、古玛隆树脂等， 我国生产的我国生产的SM减水剂即是将三聚氰胺与甲醛反应生成三减水剂即是将三聚氰胺与甲醛反应生成三 羟甲基三聚氰胺，再经硫酸氢钠磺化而得的以三聚氰胺羟甲基三聚氰胺，再经硫酸氢钠磺化而得的以三聚氰胺 树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。CRS减水剂则是以古减水剂则是以古 玛隆一苟树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。玛隆一苟树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。 用量及性能：用量及性能：SM减水剂掺量为水泥质量的减水剂掺量为水泥质量的0.5 2.0，其减水率为，其减水率为1527，混凝土，混凝土3

18、度提高度提高30 100，28d强度提高强度提高20一一30。CRS减水剂掺量为水减水剂掺量为水 泥质量的泥质量的0.752.0，其减水率为，其减水率为1830，混凝，混凝 土土3d强度提高强度提高40130，28d强度可提高强度可提高20一一30。 (3) 水溶性树脂系减水剂水溶性树脂系减水剂 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 特点：这二种减水剂除具有显著的减水、增特点：这二种减水剂除具有显著的减水、增 强效果外，还能提高混凝土的其他力学性能强效果外，还能提高混凝土的其他力学性能 和混凝土的抗渗、抗冻性，对混凝土的蒸养和混凝土的抗渗、抗冻性，对混凝土的蒸养 适应性也优于其他外加剂。适应性

19、也优于其他外加剂。 应用：水溶性树脂系减水剂为高效减水剂，应用：水溶性树脂系减水剂为高效减水剂， 适用于早强、高强、蒸养及流态混凝土等。适用于早强、高强、蒸养及流态混凝土等。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 二、早强剂二、早强剂 定义：定义： 早强剂，是加速混凝土早期强度发展，并对后早强剂，是加速混凝土早期强度发展，并对后 期强度无显著影响的外加剂。期强度无显著影响的外加剂。 作用：作用： 早强剂能加速水泥的水化和硬化，缩短养护期，早强剂能加速水泥的水化和硬化，缩短养护期， 从而达到尽早拆模、提高模板周转率，加快施从而达到尽早拆模、提高模板周转率，加快施 工速度的目的。早强剂可以在常温、

20、低温和负工速度的目的。早强剂可以在常温、低温和负 温温(不低于一不低于一5C)条件下加速混凝土的硬化过条件下加速混凝土的硬化过 程，多用于冬季施工和抢修工程。程，多用于冬季施工和抢修工程。 分类：分类： 早强剂主要有无机盐类早强剂主要有无机盐类(氯盐类、硫酸盐类氯盐类、硫酸盐类)和和 有机类及有机一无机的复合物三大类。有机类及有机一无机的复合物三大类。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 氯盐早强剂氯盐早强剂 组成：氯盐早强剂主要包括氯化钙、氯组成：氯盐早强剂主要包括氯化钙、氯 化钠、氯化铝等。合理掺加氯盐类早强剂，化钠、氯化铝等。合理掺加氯盐类早强剂， 会对混凝土的早期强度发展有利。会对混

21、凝土的早期强度发展有利。 注意：不过氯盐类的早强剂只准在不配注意：不过氯盐类的早强剂只准在不配 筋的素混凝土中掺加，对于钢筋混凝土，特筋的素混凝土中掺加，对于钢筋混凝土，特 别是预应力钢筋混凝上，以及有金属预埋件别是预应力钢筋混凝上，以及有金属预埋件 的混凝土中，要慎重使用这类外加剂，限制的混凝土中，要慎重使用这类外加剂，限制 Cl-含量的引入量，甚至要禁止使用。含量的引入量，甚至要禁止使用。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 作用机理：作用机理： 第一，氯化物与水泥中的第一，氯化物与水泥中的c3A形成更难溶形成更难溶 于水的水化氯铝酸盐，加速了水泥中的于水的水化氯铝酸盐，加速了水泥中的c

22、3A水水 化，从而使水泥水化加速；化，从而使水泥水化加速； 第二，氯化物与水泥水化所得的氢氧化钙第二，氯化物与水泥水化所得的氢氧化钙 生成难溶于水的氧氯化钙，降低液相中氢氧化生成难溶于水的氧氯化钙，降低液相中氢氧化 钙的浓度，加速钙的浓度，加速c3s的水化。的水化。 另外，由于氯化物多为易溶盐类，具有盐另外，由于氯化物多为易溶盐类，具有盐 效应，可加大硅酸盐水泥熟料矿物的溶解度，效应，可加大硅酸盐水泥熟料矿物的溶解度， 加快水化反应进程，从而加速水泥及混凝土的加快水化反应进程，从而加速水泥及混凝土的 硬化。硬化。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 2) 硫酸盐早强剂硫酸盐早强剂 常用的硫酸

23、盐早强剂为硫酸钠、硫常用的硫酸盐早强剂为硫酸钠、硫 酸钾和硫酸钙。酸钾和硫酸钙。 注意：掺硫酸盐早强剂的混凝土要注意：掺硫酸盐早强剂的混凝土要 注意预防泛碱和白华现象。硫酸盐的掺注意预防泛碱和白华现象。硫酸盐的掺 量应通过实验确定，以免引起碱集料反量应通过实验确定，以免引起碱集料反 应破坏或硫酸盐过量产生的侵蚀破坏。应破坏或硫酸盐过量产生的侵蚀破坏。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 3) 硝酸盐和亚硝酸盐早强剂硝酸盐和亚硝酸盐早强剂 硝酸盐和亚硝酸盐均对水泥水化过程起促硝酸盐和亚硝酸盐均对水泥水化过程起促 进作用。这些盐类不仅能作为混凝土的早强剂进作用。这些盐类不仅能作为混凝土的早强剂

24、组分，而且可以作为混凝土防冻剂组分使用。组分，而且可以作为混凝土防冻剂组分使用。 其主要品种有：亚硝酸钙一硝酸钙，硝酸钙一其主要品种有：亚硝酸钙一硝酸钙，硝酸钙一 尿素、亚硝酸钙一硝酸钙一尿素、亚硝酸钙一尿素、亚硝酸钙一硝酸钙一尿素、亚硝酸钙一 硝酸钙一氯化钙，以及亚硝酸钙一硝酸钙一氯硝酸钙一氯化钙，以及亚硝酸钙一硝酸钙一氯 化钙一尿酸等。化钙一尿酸等。 亚硝酸钠的掺入还可以防止混凝土内部钢亚硝酸钠的掺入还可以防止混凝土内部钢 筋的锈蚀，其原因是可以促使钢筋表面形成致筋的锈蚀，其原因是可以促使钢筋表面形成致 密的保护膜。所以氯盐早强剂或氯盐防冻剂中密的保护膜。所以氯盐早强剂或氯盐防冻剂中 常复

25、合有亚硝酸钠组分。常复合有亚硝酸钠组分。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 4) 有机化合物早强剂有机化合物早强剂 最常用的有机化合物早强剂为三乙醇最常用的有机化合物早强剂为三乙醇 胺。三乙醇胺是一种表面活性剂，掺入胺。三乙醇胺是一种表面活性剂，掺入 水泥混凝土中，在水泥水化过程中起催水泥混凝土中，在水泥水化过程中起催 化剂的作用，它能够加速化剂的作用，它能够加速C3A的水化和的水化和 钙矾石的形成。三乙醇胺常与氯盐早强钙矾石的形成。三乙醇胺常与氯盐早强 剂复合使用，早强效果更佳。常用的有剂复合使用，早强效果更佳。常用的有 机化合物早强剂还有甲酸钙、乙酸和乙机化合物早强剂还有甲酸钙、乙酸和

26、乙 酸盐等。酸盐等。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 5) 复合型早强剂和早强减水剂复合型早强剂和早强减水剂 通过对各种早强剂组分之间的复合，以通过对各种早强剂组分之间的复合，以 及早强剂组分与减水剂组分之间的复合，可以及早强剂组分与减水剂组分之间的复合，可以 收到比单一早强剂更好的改性效果。收到比单一早强剂更好的改性效果。 如：大幅度提高混凝土的早期强度发展速如：大幅度提高混凝土的早期强度发展速 率；既能较好地提高混凝土的早期强度，又对率；既能较好地提高混凝土的早期强度，又对 混凝土后期强度发展带来好处；既具有一定减混凝土后期强度发展带来好处；既具有一定减 水作用，又能大幅度加速混凝土

27、早期强度发展；水作用，又能大幅度加速混凝土早期强度发展； 既能起到良好的早强效果，又能避免有些早强既能起到良好的早强效果，又能避免有些早强 组分引起混凝土内部钢筋锈蚀等。组分引起混凝土内部钢筋锈蚀等。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 早强剂的发展方向早强剂的发展方向 1)非氯盐、非硫酸盐类早强剂及复配外加非氯盐、非硫酸盐类早强剂及复配外加 剂的生产和应用；剂的生产和应用； 2)低氯离子、低硫酸根离子、低碱金属离低氯离子、低硫酸根离子、低碱金属离 子含量的早强剂及复配外加剂的生产和应子含量的早强剂及复配外加剂的生产和应 用；用； 3)大掺量矿渣粉或粉煤灰混凝土早强型外大掺量矿渣粉或粉煤灰混

28、凝土早强型外 加剂的研制；加剂的研制； 4)开展早强剂与水泥开展早强剂与水泥/掺合料适应性的研掺合料适应性的研 究，以更科学地选择早强剂，收到最佳和最经究，以更科学地选择早强剂，收到最佳和最经 济的应用效果。济的应用效果。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 三、缓凝剂三、缓凝剂 1、定义：、定义： 缓凝剂，是指能延缓混凝土凝结时间，并对混缓凝剂，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。凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。 2、分类：、分类： 缓凝剂主要有四类：糖类，如糖蜜：木质素磺缓凝剂主要有四类：糖类，如糖蜜：木质素磺 酸盐类，如木钙、木钠：羟基羧酸及其盐类

29、，酸盐类，如木钙、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。的缓凝效果最好。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 3、 缓凝剂的作用原理缓凝剂的作用原理 缓凝剂的作用原理十分复杂，至今尚没有一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：个比较完满的分析理论。常有以下几种解释： 吸附理论认为缓凝剂被吸附在未水化水泥颗粒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

30、用，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。由于屏蔽而防止水分子靠近，阻碍了水化反应。 沉淀理论认为是缓凝剂与水泥中某些组分生成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。水化反应进行。 又有的理论认为是又有的理论认为是Ca(OH)2晶核上吸附了缓凝剂，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，达到一定过饱和以后，Ca(OH)2才能继续生长。才能继续生长。 由于由于Ca(0H

31、)2 不能及时析出就妨碍了硅酸盐相的不能及时析出就妨碍了硅酸盐相的 进一步水化进一步水化。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 总之，水泥水化反应延缓，以及凝结的推迟，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。合物能有缓凝作用。 作用：缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热作用：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。和增强作用，对钢筋也无锈蚀作用。 应用：主要适用于大体积混凝土和炎热气候应用：主要适

32、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，以及需长时间停放或长距离运输的 混凝土。混凝土。 注意：缓凝剂不宜用于日最低气温注意：缓凝剂不宜用于日最低气温5C以下以下 施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求 的混凝土及蒸养混凝土。的混凝土及蒸养混凝土。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 四、引气剂四、引气剂 定义：引气剂定义：引气剂指在混凝土搅拌过程中，能指在混凝土搅拌过程中，能 引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土引入大量分布均匀的微小气泡

33、，以减少混凝土 拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著 提高硬化混凝土抗冻性、抗渗性的外加剂。提高硬化混凝土抗冻性、抗渗性的外加剂。 分类：目前，应用较多的引气剂为松香热聚物、分类：目前，应用较多的引气剂为松香热聚物、 松香皂、烷基苯磺酸盐等。松香皂、烷基苯磺酸盐等。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 作用机理：引气剂大部分是阴离子表面活性剂，作用机理：引气剂大部分是阴离子表面活性剂， 在水气界面上，憎水基向空气一面定向吸附，在水气界面上，憎水基向空气一面定向吸附， 在水泥水外面上，水泥或其水化粒子与亲水基在水泥水外面上，水泥或其水化粒子与亲水基

34、相吸附，憎水基背离水泥及其水化粒子，形成相吸附，憎水基背离水泥及其水化粒子，形成 憎水化吸附层，并力图靠近空气表面，由于这憎水化吸附层，并力图靠近空气表面，由于这 种粒子向空气表面靠近和引气剂分子在空气水种粒子向空气表面靠近和引气剂分子在空气水 界面上的吸附作用，将显著降低水的表面张力，界面上的吸附作用，将显著降低水的表面张力， 使混凝上在拌合过程中产生大量微细气泡，这使混凝上在拌合过程中产生大量微细气泡，这 些气泡有带相同电荷的定向吸附层，所以相互些气泡有带相同电荷的定向吸附层，所以相互 排斥并能均匀分布；排斥并能均匀分布； 另一方面，许多阴离子引气剂在含钙量高的水另一方面，许多阴离子引气剂

35、在含钙量高的水 泥水溶液中有钙盐沉淀，吸附于气泡膜上，能泥水溶液中有钙盐沉淀，吸附于气泡膜上，能 有效防止气泡破灭，引入的细小均匀的气泡能有效防止气泡破灭，引入的细小均匀的气泡能 在一定时间内稳定存在。在一定时间内稳定存在。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 从上述机理可以看出引气剂的界面活性作用与从上述机理可以看出引气剂的界面活性作用与 减水剂相似：区别在于减水剂的界面活性作用减水剂相似：区别在于减水剂的界面活性作用 主要发生在液一固界面，而引气剂的界面活性主要发生在液一固界面，而引气剂的界面活性 作用主要在气一液界面上。由于能显著降低水作用主要在气一液界面上。由于能显著降低水 的表面张

36、力和界面能，使水溶液在搅拌过程中的表面张力和界面能，使水溶液在搅拌过程中 极易产生许多微小的封闭气泡，气泡直径多在极易产生许多微小的封闭气泡，气泡直径多在 50250m。同时，因引气剂定向吸附在气泡。同时，因引气剂定向吸附在气泡 表面，形成较为牢固的液膜，使气泡稳定而不表面，形成较为牢固的液膜，使气泡稳定而不 破裂。按混凝土含气量破裂。按混凝土含气量35计计(不加引气不加引气 剂的混凝土含气量为剂的混凝土含气量为1)，1m3混凝土拌合物混凝土拌合物 中含数百亿个气泡。由于大量微小、封闭并均中含数百亿个气泡。由于大量微小、封闭并均 匀分布的气泡的存在，使混凝土的某些性能得匀分布的气泡的存在，使混

37、凝土的某些性能得 到明显改善或改变。到明显改善或改变。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 作用：作用： (1) 改善混凝土拌合物的和易性。由于大量微小改善混凝土拌合物的和易性。由于大量微小 封闭球状气泡在混凝土拌合物内形成，如同滚封闭球状气泡在混凝土拌合物内形成，如同滚 珠一样，减少了颗粒间的摩擦阻力，使混凝土珠一样，减少了颗粒间的摩擦阻力，使混凝土 拌合物流动性增加。同时，由于水分均匀分布拌合物流动性增加。同时，由于水分均匀分布 在大量气泡的表面，使能自由移动的水量减少，在大量气泡的表面，使能自由移动的水量减少， 混凝土拌合物的保水性、粘聚性也随之提高。混凝土拌合物的保水性、粘聚性也随之

38、提高。 (2) 显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性。大量显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性。大量 均匀分布的封闭气泡有较大的弹性变形能力，均匀分布的封闭气泡有较大的弹性变形能力， 对由水结冰所产生的膨胀应力有一定的缓冲作对由水结冰所产生的膨胀应力有一定的缓冲作 用，因而混凝土的抗冻性得到提高。大量微小用，因而混凝土的抗冻性得到提高。大量微小 气泡占据于混凝土的孔隙，切断毛细管通道，气泡占据于混凝土的孔隙，切断毛细管通道， 使抗渗性得到改善。使抗渗性得到改善。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 (3) 降低混凝土强度降低混凝土强度 由于大量气泡的存在，由于大量气泡的存在， 减少了混凝土的有效受力面积

39、，使混凝土强减少了混凝土的有效受力面积，使混凝土强 度有所降低。度有所降低。 应用及注意：引气剂可用于抗渗混凝土、应用及注意：引气剂可用于抗渗混凝土、 抗冻混凝土、抗硫酸盐侵蚀混凝土、泌水严抗冻混凝土、抗硫酸盐侵蚀混凝土、泌水严 重的混凝土、贫混凝土、轻混凝土，以及对重的混凝土、贫混凝土、轻混凝土，以及对 饰面有要求的混凝土等，但引气剂不宜用于饰面有要求的混凝土等，但引气剂不宜用于 蒸养混凝土及预应力混凝土。蒸养混凝土及预应力混凝土。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 五、防冻剂五、防冻剂 1、定义：防冻剂，是能使混凝土在负温下硬化，、定义：防冻剂，是能使混凝土在负温下硬化， 并在规定养护

40、条件下达到预期足够防冻强度的并在规定养护条件下达到预期足够防冻强度的 外加剂。外加剂。 2、分类：、分类： 按负温养护温度可分为按负温养护温度可分为-5、-10 、-15 三类；三类； 按成分可分为：无机盐类、有机盐类、有按成分可分为：无机盐类、有机盐类、有 机化合物与无机盐复合类、复合型防冻剂。机化合物与无机盐复合类、复合型防冻剂。 常用的防冻剂为复合型，由防冻、早强、常用的防冻剂为复合型，由防冻、早强、 减小、引气等多组分组成各尽其能，完成预定减小、引气等多组分组成各尽其能，完成预定 抗冻性能。抗冻性能。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 六、速凝剂六、速凝剂 1、定义：速凝剂，是指能

41、使混凝土迅速凝结、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硬化的外加剂。速凝剂主要有无机盐类和有机 物类两类。物类两类。 2、功能：速凝剂掺入混凝土后，能使混凝土、功能：速凝剂掺入混凝土后，能使混凝土 在在5min内初凝，内初凝，10min内终凝，内终凝，1h就可产生强就可产生强 度，度，1d强度提高强度提高23倍，但后期强度会下降，倍，但后期强度会下降， 28d强度约为不掺时的强度约为不掺时的8090。 3、应用：速凝剂主要用于矿山井巷、铁路隧、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道、引水涵洞、地下工程以及喷锚支

42、护时的喷 射混凝土或喷射砂浆工程。射混凝土或喷射砂浆工程。 第六章混凝土外加剂第六章混凝土外加剂 七、减缩剂七、减缩剂 1、意义：混凝土很大的一个缺点是在干燥条件下、意义：混凝土很大的一个缺点是在干燥条件下 产生收缩，这种收缩导致了硬化混凝土的开裂产生收缩，这种收缩导致了硬化混凝土的开裂 和其他缺陷的形成和发展，使混凝土的使用寿和其他缺陷的形成和发展，使混凝土的使用寿 命大大下降。在混凝土中加入减缩剂能大大降命大大下降。在混凝土中加入减缩剂能大大降 低混凝土的干燥收缩，典型性的能使混凝土的低混凝土的干燥收缩，典型性的能使混凝土的 28d收缩值减少收缩值减少5080，最终收缩值减少，最终收缩值减少25 50。 2、机理：主要是能降低混凝土中的毛细管张力，、机理