建材混凝土外加剂

建材混凝土外加剂第1页/共54页外加剂的分类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。第2页/共54页（3）改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防冻剂和阻锈剂等。（4）改善混凝土其它性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、着色剂等。第3页/共54页二、常用外加剂的性能与选用

常用的混凝土外加剂主要有：减水剂早强剂防冻剂引气剂缓凝剂等第4页/共54页（一）、减水剂

WaterReducer

早在20世纪30年代初，美国就使用亚硫酸盐纸浆废液用于改善混凝土的和易性。1937年，E.W斯克里彻获得此项美国专利。40～60年代，木质素系的减水剂研究和开发。60年代初，日本和前西德发明了三种高效减水剂。第5页/共54页1、减水剂的定义与作用定义——减水剂是指在混凝土坍落度基本相同的条件下，能显著减少其拌和水量的外加剂。分类——普通减水剂和高效减水剂两大类。第6页/共54页2、减水剂的作用原理常用减水剂均属表面活性剂由亲水基团和憎水基团两个部分组成。第7页/共54页当水泥加水拌和后，由于水泥颗粒间分子凝聚力的作用，使水泥浆形成絮凝结构，包裹了一定的拌和水（游离水），从而降低了混凝土拌和物的和易性。第8页/共54页如在水泥浆中加入适量的减水剂，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，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同的电荷。在电斥力作用下，使水泥颗粒互相分开，絮凝结构解体，包裹的游离水被释放出来，从而有效地增加了混凝土拌和物的流动性。第9页/共54页当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后，使水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化膜层，它阻止了水泥颗粒间的直接接触，并在颗粒间起润滑作用，也改善了混凝土拌和物的和易性。此外，由于水泥颗粒被有效分散，颗粒表面被水分充分润湿，增大了水泥颗粒的水化面积，使水化比较充分，从而也提高了混凝土的强度。第10页/共54页水泥浆的絮凝结构第11页/共54页没加减水剂的水泥浆加减水剂后的水泥浆减水剂分散水泥的机理示意图第12页/共54页3、减水剂的技术经济效果1）增加流动性。W,W/C=定值，坍落度可增大100～200mm，且不影响混凝土的强度。第13页/共54页2）提高混凝土强度。C,Slump=定值，可减少拌和水量10％～15％，从而降低水灰比，使混凝土强度提高15％～20％，特别是早期强度提高更为显著。第14页/共54页3）节约水泥。Slump,W/C=定值，可以在减少拌和水量的同时，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10％～15％。第15页/共54页4）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构，使混凝土的密实度提高，透水性可降低40％～80％，从而可提高抗渗、抗冻、耐化学腐蚀及防锈蚀等能力。第16页/共54页

5）可以改善混凝土拌和物的泌水、离析现象，延缓混凝土拌和物的凝结时间，减慢水泥水化放热速度。第17页/共54页4、目前常用的减水剂普通减水剂：木质素系（木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁）糖蜜系（糖化钙、低聚糖）高效减水剂：萘系（萘磺酸盐甲醛缩合物）树脂系（三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物）第18页/共54页（二）、早强剂定义——早强剂是加速混凝土早期强度发展的外加剂。第19页/共54页用途——在低温和负温条件下它能够降低冰点，使拌合物中的水分不会很快结冰，使水泥继续水化，达到抵抗冰体膨胀的临界强度。多用于冬期施工和抢修工程。分类——主要有：氯盐类硫酸盐类有机胺类三种。第20页/共54页Ⅰ氯盐类早强剂主要有——氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化铝及三氯化铁等，其中以氯化钙应用最广。其适宜掺量——为水泥质量的0.5%～1.0%。第21页/共54页作用：能使混凝土3d强度提高50％～100％，7d强度提高20％～40％，同时能降低混凝土中水的冰点，防止混凝土早期受冻。缺点——含有氯离子，会使钢筋锈蚀，并导致混凝土开裂。为了抑制氯化钙对钢筋的锈蚀作用，常将氯化钙与阻锈剂亚硝酸钠（NaNO2）复合使用。第22页/共54页《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204－92）规定：在钢筋混凝土中氯化钙的掺量不得超过水泥质量的1％，在无筋混凝土中掺量不得超过3％，在使用冷拉和冷拔低碳钢丝的混凝土结构及预应力混凝土结构中，不允许掺用氯化钙。同时还规定，在下列结构的钢筋混凝土中不得掺用氯化钙和含有氯盐的复合早强剂：第23页/共54页

1）在高湿度空气环境中、处于水位升降部位、露天结构或经常受水淋的结构；

2）与含有酸、碱或硫酸盐等侵蚀性介质相接触的结构；

3）使用过程中经常处于环境温度为60℃以上的结构；

4）直接靠近直流电源或高压电源的结构等。第24页/共54页Ⅱ硫酸盐类早强剂主要有——硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾等，其中硫酸钠应用较多。一般掺量为0.5%～2.0%，当掺量1%～1.5%时，达到混凝土设计强度70％的时间可缩短一半左右第25页/共54页使用注意事项硫酸钠对钢筋无锈蚀作用，适用于不允许掺用氯盐的混凝土。但由于它与Ca(OH)2作用生成强碱Na(OH)2，为防止碱骨料反应，硫酸钠严禁用于含有活性骨料的混凝土。同时应注意硫酸钠不能超量掺加，以免导致混凝土产生后期膨胀开裂破坏，以及防止混凝土表面产生“白霜”。第26页/共54页Ⅲ有机胺类早强剂主要有——三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇胺等，其中早强效果以三乙醇胺为佳。掺量为水泥质量的0.02%～0.05%，第27页/共54页能使混凝土早期强度提高50％左右。与其它外加剂（如氯化钠、氯化钙、硫酸钠等）复合使用，早强效果更加显著。三乙醇胺对混凝土稍有缓凝作用，掺量过多会造成混凝土严重缓凝和混凝土强度下降。第28页/共54页（三）、缓凝剂缓凝剂——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。第29页/共54页缓凝剂主要有四类：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，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。第30页/共54页缓凝剂的作用主要适用于大体积混凝土、炎热气候下施工的混凝土以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。第31页/共54页（四）、引气剂定义——引气剂是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡外加剂。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。第32页/共54页引气剂的作用机理引气剂属憎水性表面活性剂，能显著降低水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50～250μm。同时引气剂定向吸附在气泡表面，形成较为牢固的液膜，使气泡稳定而不破裂。第33页/共54页按混凝土含气量3％～5％计，每立方米混凝土拌和物中含数百亿个气泡。大量微小、封闭并均匀分布气泡的存在，使混凝土的某些性能得到明显改善。第34页/共54页亲水基团憎水组分气泡引气剂稳泡作用的机理第35页/共54页3、引气剂的效果改善拌和物的和易性。显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性。降低部分强度。（一般含气量每增加1％时，其抗压强度将降低4％～6％，抗折强度降低2％～3％。）第36页/共54页第37页/共54页掺引气剂前第38页/共54页掺引气剂后第39页/共54页4、引气剂的应用

可用于：（大坝、堤防、桥梁、公路、严寒地区建筑）抗冻混凝土；抗渗混凝土；贫混凝土；轻混凝土等.

不宜用于：蒸养混凝土预应力混凝土.第40页/共54页（五）防冻剂定义——指在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，并在一定的时间内获得预期强度的外加剂。第41页/共54页常用的防冻剂有：氯盐类（氯化钙、氯化钠）；氯盐阻锈类（以氯盐与亚硝酸钠阻锈剂复合而成）；无氯盐类（以硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐、乙酸钠或尿素复合而成）。第42页/共54页防冻剂的选用氯盐类防冻剂适用于无筋混凝土；氯盐阻锈类可用于钢筋混凝土；无氯盐类防冻剂可用于钢筋混凝土工程和预应力钢筋混凝土工程。第43页/共54页硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐易引起钢筋的应力腐蚀，故不适用于预应力混凝土以及与镀锌钢材或与铝铁相接触部位的钢筋混凝土结构。另外，含有六价铬盐、亚硝酸盐等有毒成分的防冻剂，严禁用于饮水工程及与食品接触的部位。第44页/共54页(六)速凝剂定义——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物类。常用的速凝剂主要是无机盐类，型号有红星Ⅰ型、711型、728型、8604型等第45页/共54页速凝剂的效果速凝剂掺入混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，10min内终凝，1h就可产生强度，1d强度提高2～3倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺时的80％～90％。第46页/共54页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射混凝土或喷射砂浆工程中。速凝剂的用途第47页/共54页其它外加剂如膨胀剂、防水剂、泵送剂等；复合功能的外加剂：如早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、减水膨胀剂、膨胀防水剂等；第48页/共54页外加剂性能指标外加剂的质量必须均匀，稳定，性能良好。根据我国《混凝土外加剂》（GB8076）规定，对用于混凝土中的外加剂产品必须经过检测。第49页/共54页外加剂的选择和使用注意以下几点：外加剂品种的选择。——根据工程需要，现场的材料条件，参考有关资料，通过试验确定。外加剂掺量的确定——通过试验试配确定最佳掺量。第50页/共54页外加剂的掺加方法：对于可溶于水，应先配成一定浓度的溶液，随水加入搅拌机。对于不溶于水的，应与适量水泥或砂混