第五章外加剂

1、第七节第七节 外加剂外加剂一、外加剂的定义一、外加剂的定义二、外加剂的分类二、外加剂的分类三、常用外加剂三、常用外加剂四、外加剂的使用四、外加剂的使用混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入、混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入、用以改善混凝土性能的物质。掺量不大于水泥用以改善混凝土性能的物质。掺量不大于水泥质 量 的质 量 的 5 5 ( ( 特 殊 情 况 除 外特 殊 情 况 除 外 ) ) 。 外加剂的掺量虽小，但其技术经济效果却外加剂的掺量虽小，但其技术经济效果却非常显著，因此，外加剂已成为混凝土的重要非常显著，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，获得愈来愈广泛组

2、成部分，被称为第五组分，获得愈来愈广泛的应用的应用。一、外加剂的定义一、外加剂的定义 根据混凝土外加剂的分类、命名与定义根据混凝土外加剂的分类、命名与定义( (GB807587)GB807587)的规定，混凝土外加剂按其主要功能分为的规定，混凝土外加剂按其主要功能分为四类：四类： (1) (1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括各种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。减水剂、引气剂和泵送剂等。 (2) (2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括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。缓凝剂、早强剂和速凝剂等。 (3) (

3、3)改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水 剂和阻锈剂等剂和阻锈剂等。 (4) (4)改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨 胀剂、防冻剂、着色剂等。胀剂、防冻剂、着色剂等。二、外加剂的分类二、外加剂的分类 三、常用外加剂三、常用外加剂l（一）、减水剂（一）、减水剂l（二）、早强剂（二）、早强剂l（三）、引气剂（三）、引气剂l（四）、调凝剂（四）、调凝剂( (一一) )减水剂减水剂根据其功能分为：根据其功能分为：1 1、普通减水剂、普通减水剂( (在混凝土坍落度基本相同的条件在混凝土坍落度基本相同的条件

4、 下下, ,能减少拌合用水量的外加剂能减少拌合用水量的外加剂) )；2 2、高效减水剂、高效减水剂( (在保持混凝土坍落度基本相同的在保持混凝土坍落度基本相同的 条件下，能大幅度减少用水量的外加剂条件下，能大幅度减少用水量的外加剂) )；3 3、引气减水剂、引气减水剂( (兼有引气和减水功能的外加剂兼有引气和减水功能的外加剂) )；4 4、缓凝减水剂、缓凝减水剂( (兼有缓凝和减水功能的外加剂兼有缓凝和减水功能的外加剂) )；5 5、早强减水剂、早强减水剂( (兼有早强和减水功能的外加剂兼有早强和减水功能的外加剂) )。 减水剂按其主要化学成分为：减水剂按其主要化学成分为：木质素磺酸盐系；多环

5、芳香族磺木质素磺酸盐系；多环芳香族磺酸盐系；水溶性树脂磺酸盐系；酸盐系；水溶性树脂磺酸盐系；糖钙以及腐植酸盐等。糖钙以及腐植酸盐等。 表面活性剂是具有显著改变表面活性剂是具有显著改变( (通常为降低通常为降低) )液体表面张力或二相间界面张力的物质，其分液体表面张力或二相间界面张力的物质，其分子由亲水基团和憎水基团二个部分组成。子由亲水基团和憎水基团二个部分组成。 1 1、减水剂的作用机理、减水剂的作用机理亲水基团憎水基团1 1、减水剂的作用机理、减水剂的作用机理减水剂的作用机理水泥加水后，产生絮状结构，其原因是：水泥加水后，产生絮状结构，其原因是： （1 1）水泥矿物在水化过程中所带电荷不同

6、。）水泥矿物在水化过程中所带电荷不同。 （2 2）在溶液中热运动相互碰撞，相互吸引。）在溶液中热运动相互碰撞，相互吸引。 （3 3）粒子间范德华力及初期水化反应引起的。）粒子间范德华力及初期水化反应引起的。 1 1、减水剂的作用机理、减水剂的作用机理 减水原因：减水原因： （1 1）、分散作用释放拌合水；）、分散作用释放拌合水； （2 2）、溶剂化水膜起润滑作用。）、溶剂化水膜起润滑作用。 增强原因：增强原因： （1 1）、保持坍落度不变减少水量，降低水灰比）、保持坍落度不变减少水量，降低水灰比 （2 2）、分散及润湿作用利于水泥充分水化）、分散及润湿作用利于水泥充分水化 （3 3）、改善孔结

7、构。）、改善孔结构。 1 1、减水剂的作用机理、减水剂的作用机理2 2、减水剂的作用、减水剂的作用: :l保持原配合比不变，使混凝土拌合物塌落度提高保持原配合比不变，使混凝土拌合物塌落度提高 （T）;l保持混凝土拌合物塌落度不变，可减少用水量（保持混凝土拌合物塌落度不变，可减少用水量（w）,使使水灰比减少（水灰比减少（w/c ），），混凝土强度提高（混凝土强度提高（fcu )；l保持混凝土拌合物塌落度不变（保持混凝土拌合物塌落度不变（T ），混凝土强度不，混凝土强度不变（变（fcu ）,则可节约水泥（则可节约水泥（ C ） 。 ( 1 ) ( 1 ) 木 质 素 磺 酸 盐 系 减 水 剂木

8、质 素 磺 酸 盐 系 减 水 剂 这类减水剂根据其所带阳离子的不同这类减水剂根据其所带阳离子的不同，有木质素磺酸钙，有木质素磺酸钙( (木钙木钙) )、木质素磺酸、木质素磺酸钠钠( (木钠木钠) )、木质素磺酸镁、木质素磺酸镁( (木镁等木镁等) )。其。其中木钙减水剂中木钙减水剂( (又称又称M 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。木钙减水剂的掺量，一般为水泥质量的的0.20.20.30.3。3 3、常用减水剂、常用减水剂: : 当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，其减水率为当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，其减水率为10101515，混凝土，混凝

9、土2828d d抗压强度提高抗压强度提高10102020；若保；若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，则可节省水泥用量持混凝土的抗压强度和坍落度不变，则可节省水泥用量1010左右；若保持混凝土的配合比不变，则可提高混凝土坍左右；若保持混凝土的配合比不变，则可提高混凝土坍落度落度8080一一100100mmmm。 注意：木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，掺量过多或注意：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，而且还可能使混凝土强度降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。低。 木钙减水剂是引气型减水剂，掺用后可改善混凝土的抗木钙减水剂是引气型减水剂，掺用后可改善

10、混凝土的抗渗性、抗冻性、降低泌水性。渗性、抗冻性、降低泌水性。(1)(1)木质素磺酸盐系减水剂木质素磺酸盐系减水剂 木钙减水剂可用于一般混凝土工程，尤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、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。泵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，在木钙减水剂不宜单独用于冬季施工，在日最低气温低于日最低气温低于55时，应与早强剂或早强剂、时，应与早强剂或早强剂、防冻剂等复合使用。木钙减水剂也不宜单独防冻剂等复合使用。木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土用于蒸养混凝土及预应力混凝土。(1)(

11、1)木质素磺酸盐系减水剂木质素磺酸盐系减水剂 多环芳香族磺酸盐系减水剂的主要成分为萘或萘的同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，故又称荼系减水剂。系物的磺酸盐与甲醛的缩合物，故又称荼系减水剂。 萘系减水剂通常是由工业萘或煤焦油中的荼、惠、甲萘系减水剂通常是由工业萘或煤焦油中的荼、惠、甲基荼等馏分，经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而基荼等馏分，经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成。制成。 萘系减水剂一般为棕色粉末，也有为棕色粘稠液体。萘系减水剂一般为棕色粉末，也有为棕色粘稠液体。我国市场上这类减水剂的品牌很多，如我国市场上这类减水剂的品牌很多，如N

12、NONNO、FDNFDN、SPlSPl、UNF2UNF2、SNRSNR、MFMF、建建1 1等等。其中大部分品牌为非引等等。其中大部分品牌为非引气型减水剂。气型减水剂。 萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的0.50.51.01.0，减水率为，减水率为10102525。(2)(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 效果：混凝土效果：混凝土2828d d强度提高强度提高2020以上。在保以上。在保持混凝土强度和坍落度相近时，则可节约水持混凝土强度和坍落度相近时，则可节约水泥用量泥用量10102020。 应用：萘系减水剂对不同品种水泥的适应性应用：萘系减水

13、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、防水较强。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、蒸养等混凝土。也适用于日最低气温00以上施工的混凝土，低于此温度则宜与早强以上施工的混凝土，低于此温度则宜与早强剂复合使用。剂复合使用。(2)(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 水溶性树脂系减水剂是以一些水溶性树脂为水溶性树脂系减水剂是以一些水溶性树脂为主要原料的减水剂。我国生产的主要原料的减水剂。我国生产的SMSM减水剂即是以减水剂即是以三聚氰胺树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。三聚氰胺树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。 效果：效果： SMSM减

14、水剂掺量为水泥质量的减水剂掺量为水泥质量的0.50.52.02.0，其减水率为，其减水率为15152727，混凝土，混凝土3 3d d强度强度提高提高3030100100，2828d d强度提高强度提高20203030。除。除具有显著的减水、增强效果外，还能提高混凝土具有显著的减水、增强效果外，还能提高混凝土的其他力学性能和混凝土的抗渗、抗冻性。的其他力学性能和混凝土的抗渗、抗冻性。 应用：应用： 水溶性树脂系减水剂为高效减水剂，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。(3)(3)水溶性树脂系减水剂水溶性树脂系减水剂（二）早强剂

15、（二）早强剂l定义：是指能提高混凝土的早期强度的外加剂。定义：是指能提高混凝土的早期强度的外加剂。有氯化物系、硫酸盐系、三乙醇胺、石膏等。有氯化物系、硫酸盐系、三乙醇胺、石膏等。l早强机理：早强机理：（1 1）能够尽早与）能够尽早与C C3 3A A作用生成钙矾石作用生成钙矾石（2 2）能生成难溶的复盐）能生成难溶的复盐 CaClCaCl2 2+C+C3 3A A 水化氯铝酸钙水化氯铝酸钙 CaClCaCl2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2 氧氯化钙氧氯化钙（三）引气剂（三）引气剂Air-entraining agents l定义：是指能在混凝土拌合物中产生一定量的微定义：是指能在混凝土

16、拌合物中产生一定量的微小独立空气泡并使之均匀分布其中的外加剂。如小独立空气泡并使之均匀分布其中的外加剂。如松香热聚物、松香皂等。松香热聚物、松香皂等。 （加气剂：指某些金属粉末，如铝粉等。将其加（加气剂：指某些金属粉末，如铝粉等。将其加入砼即发生反应，放出大量的氢气，使浆体体积入砼即发生反应，放出大量的氢气，使浆体体积显著膨胀）。显著膨胀）。 机理：属表面活性剂，表面活性发生在气机理：属表面活性剂，表面活性发生在气液界液界面面 掺量：万分之掺量：万分之0.5 0.5 1.11.1，引气量为，引气量为3 3 6%6%。 效果：改善砼和易性；提高砼抗渗、抗冻性效果：改善砼和易性；提高砼抗渗、抗冻性

17、（四）调凝剂（四）调凝剂l缓凝剂：能延缓混凝土的凝结时间，而不显著影缓凝剂：能延缓混凝土的凝结时间，而不显著影响混凝土的后期强度的外加剂。掺量为响混凝土的后期强度的外加剂。掺量为0.03 0.03 0.10.1%，应用：油井工程、大体积混凝土、商品，应用：油井工程、大体积混凝土、商品混凝土等。混凝土等。l速凝剂：能使混凝土迅速凝结，并改善混凝土与速凝剂：能使混凝土迅速凝结，并改善混凝土与基底的粘结性及稳定性。掺量为基底的粘结性及稳定性。掺量为2.5 2.5 4 4%，应，应用：喷射混凝土、抢修工程等。用：喷射混凝土、抢修工程等。四、外加剂的使用四、外加剂的使用l先掺法：先掺法：与水泥等一起混合

18、后加水拌合。与水泥等一起混合后加水拌合。l同掺法：同掺法：加水配成溶液后掺入。加水配成溶液后掺入。l滞水法：滞水法：滞水于滞水于2 23 3minmin加入。加入。l后掺法：后掺法：将拌合物拌好送到浇注地点后加入。将拌合物拌好送到浇注地点后加入。 1.外加剂的定义 在拌制砼过程中掺入能改善砼性能的物质，一般掺量 不大于水泥质量的5%。（砼第五组分） 2.功能: （1）改善流变性能（减水剂、引气剂、泵送剂、保水剂等） （2）调节凝结时间 硬化性能（缓凝剂、早强剂、速凝剂等） （3）改善耐久性（引气剂、阻锈剂、防水剂等） （4）改善其他性能（加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、碱- 集料反应抑制剂等）

19、 3.掺加方法：先掺法、后掺法、同掺法。4.1.4 4.1.4 砼外加剂砼外加剂 4.常用外加剂（1）减水剂1）技术经济效益 工作性、水泥用量不变,减少用水量,提高混凝土强度 用水量、水泥用量不变,可增大混凝土的流变性 工作性、强度不变,可节约水泥用量 2）减水剂的种类 木质素磺酸盐类 聚烷基芳族磺酸盐类 三氯氰氨胶甲醛树脂磺酸盐类 3）注意 掺量为水泥量的0.5%1.0%，减水率为10%27%； 28d强度提高30%50%； 当水泥用量相同和强度相近时，可使塑性混凝土的坍落度增加150mm以上。 适用于蒸养混凝土、高强混凝主、早强混凝土及流态混凝土。 1）机理：引气剂为憎水性表面活性物质，能降低水泥-水-空气的界面能，而且由于它的定向排列，形成单分子吸附膜提高泡膜的强度，并使气泡排开水分而吸着固相粒子表面，因而能使搅拌过程混进的空气形成微小而稳定的气泡、均匀分布于混凝土中。 2）常用种类：有松香热聚物、烷基磺酸钠等阴离子表面活性剂。 3）适宜掺加量：0.005%0.01%,混凝土中含气量为3%6% 4）作用：由于气泡的存在，可改善新拌混凝土的和易性；减少泌水和离析对硬化后的混凝土，由于气泡彼此隔离，切断毛细孔通道，使水分不易渗入。又可缓冲其结冰膨胀的作用，提高混凝土的抗冻性、抗渗性和抗蚀性。 5）缺点：由于气泡的存在，混凝土强度有些降低。（2 2）