建筑材料课件之混凝土详细介绍六

4.admixture(外加剂)Inordertoalterorimprovethepropertiesofthefreshorhardenedconcreteorboth.在混凝土拌合物中掺入量一般大于水泥质量5％、能改善混凝土拌合物或硬化后混凝土性质的材料，称为外加剂。混凝土外加剂是在拌制过程中掺入.一般掺入量不大于5%,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,被称为混凝土的第五组分,越来越广泛应用于混凝土中.

Classificationofadmixture(1)Toimproverheologicalbehavioroffreshconcrete(改进混凝土拌合物的流变性)①waterreducer(减水剂)减水机理:减水剂种类繁多,但都属于表面活性剂,其减水作用机理相似.表面活性剂是由亲水基团和憎水基团组成的.表面活性剂加入水中,其亲水性基团会电离出离子,使表面活性剂分子带有电荷.电离出离子的亲水基团指向溶剂,憎水基团指向空气(或气泡),固体(如水泥颗粒)或非极性液体(如油滴)并作定向排列,形成定向吸附膜而降低水的表面张力.这是表面活性作用的减水剂起减水增强的主要原因.水泥加水后,由于水泥颗粒在水中的热运动,使水泥颗粒间在分子力作用下形成絮凝结构.这种絮凝结构中包裹着一部分的拌合水,使混凝土拌合物水量相对减少,从而导致流动性下降.水泥浆中加入减水剂后有三个方面的作用:a.减水剂在水中电离出离子后,自身带有电荷,在电斥力作用下,使原来水泥的絮凝结构被打开,把被束缚在絮凝结构中的游离水释放出来,使拌合物中的水量相对增加,这是减水剂分子的分散作用.b.减水剂分子中的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面,亲水基团指向水溶剂,在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜,阻止了水泥颗粒间的直接接触,并在颗间起润滑作用,提高拌合物的流动性.c.水泥颗粒在减水剂作用下充分分散,增大了水泥颗粒的水化面积使水化充分,从而也提高混凝土的强度.使用减水剂在保持混凝土的流动性和强度都不变的情况下,可以减少拌合水量和水泥用量,节省水泥.还可以减少混凝土拌合物的泌水,离析现像,密实混凝土结构,从而提高混凝土的抗渗性,抗冻性.减水剂种类:a.木质素磺酸盐类减水剂利用生产化学纤维浆的下脚料，提取酒精后的废液，经喷雾干燥而成。主要品种有M型、CH等。尤以M型应用最广。

M型减水剂，简称M剂。其主要成分为木质素磺酸钙，含量60％，还原性物质含量低于12％，pH值4.5～5.5。M剂为阴离子表面活性剂。

M剂适宜掺量为0.2％～0.3％。减水率10％左右，若不减水，坍落度可提高10cm左右。混凝土28d强度提高10％～20％，若保持强度不变，则可节约水泥10％。M剂对混凝土有缓凝作用，一般缓凝1～3h，低温下缓凝性更强，掺量过多，缓凝严重。b.萘系减水剂萘系减水剂是由煤焦油中分馏出的萘及萘的同系物为原料，经磺化、缩合而成。其主要成分为萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。

这类减水剂原料大都使用工业下脚料，生产工艺多样，故品种较多。目前国内已有20多个品种，主要有NF、NNO、FDN、UNF、MF、建1、JN、HN等。这些减水剂性能略有差异。

萘系减水剂对水泥有强烈的分散作用，故其减水、增强、提高耐久性等效果均优于木质素，属高效减水剂。一般减水率在15％以上，早强显著，混凝土28d增强20％以上。适宜掺量为0.2％～0.5％左右，pH值7～8，大部分品种属非引气型，或引气量小于2％。对于少数引气型减水剂（如MF），可采取加消泡剂复合使用，效果甚好。可蒸汽养护或蒸压养护。

萘系减水剂对水泥凝结微有延缓，但由于减水而导致的水灰比大幅度降低，以及强烈的加速水泥水化作用，因此总的效果是能提高混凝土各龄期的强度。

萘系减水剂一般为棕色粉末状固体，也有制成棕色粘稠液体的，在使用液体减水剂时，应注意有效成分含量。

c.树脂系减水剂

树脂系减水剂国际上早就负有盛名，我国产品有SM。主要成分为三聚氰胺甲醛缩合物，简称密胺树脂，属阴离子表面活性剂。

SM的分散性、减水性和增强效果比萘系还好，属早强、非引气型高效减水剂，减水率很高，当掺量为0.5％～2％时，可减水20％～27％，最高可达30％。各龄期强度均有显著提高，1d强度提高1倍以上，7d即可达基准混凝土28d的强度，28d则增强30％～60％。若保持要求强度不变，则可节约水泥25％左右。另外，混凝土的弹性模量、抗渗、抗冻等性能以及与钢筋的粘力等，也均有改善和提高。

SM减水剂可用于配制800～1000号高强混凝土，也可用于配制耐火、耐高温（1000～1200℃）的混凝土。但因其价格昂贵，目前仅用于特殊要求的混凝土工程②air-entrainingadmixture(引气剂)

在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌合物泌水离析、改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻融耐久性的外加剂。a.引气剂:混凝土工程中常用的引气剂有：①松香树脂类，如松香热聚物、松香皂等；②烷基苯磺酸盐类，如烷基苯磺酸盐、烷基苯酚聚氧乙烯醚等；③脂肪醇磺酸盐类，如脂肪醇聚乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠等；④其他，如蛋白质盐、石油磺酸盐，以及由各类引气剂与减水剂组成的复合剂。

B.引气减水剂:引气减水剂有①改性木质素磺酸盐类；②烷基芳香基磺酸盐类，如萘磺酸盐甲甲醛缩合物；③由各类引气剂与减水剂组成的复合剂。

引气剂对混凝土的性能产生有利与不利的影响：

①抗冻性——引气剂可以改善混凝土或砂浆的抗冻性。

②抗渗性——引气剂能提高混凝土或砂浆的抗渗性。

③流动性——引气剂可使混凝土拌合物的流动性有所提高。

④泌水性——引气剂可以增加混凝土拌合物的粘聚性。

⑤强度——引气剂使混凝土中气泡数量增多，使硬化浆体的有效面积减小，这自然会使混凝土的强度有所降低。

⑥钢筋握裹力——引气剂使混凝土中引入了更多的空气泡，减少了它的净截面积，因而使混凝土对钢筋的粘结强度有所降低。

混凝土单掺引气剂主要起改善和易性与抗冻性的作用，但由于对强度有影响，故应用上有所限制；而引气减水剂不仅有引气作用，还起减水作用，可提高混凝土强度、节约水泥用量，应用范围可扩大。

引气剂及气减水剂可用于抗冻混凝土、防渗混凝土、抗硫酸盐混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻骨料混凝土以及对饰面有要求的混凝土。而引气剂不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土。抗冻融性要求高的混凝土，必须掺用引气剂或引气减水剂，其掺量应根据混凝土的含气量要求，通过试验确定。③pumpingacids(泵送剂)改善流动性,使泵送更容易.(2)Toincreasedurabilityofthehardenedconcrete(改善混凝土耐久性)①air-entrainingadmixture(引气剂)提高混凝土的抗渗性,抗冻性等.②water-proofingadmixture(防水剂)提高混凝土抗渗性达到防水目的.③corrosioninhibitionsadmixture(阻锈剂)加入混凝土中能阻止或减缓钢筋腐蚀的外加剂(3)Toaltersettingtime(改变凝结时间)①retarder(缓凝剂)能延缓混凝土凝结时间，并对其后期强度发展无不利影响的外加剂。在混凝土工程中，可采用下列缓凝剂、缓凝减水剂：①糖类，如糖钙等，常用掺量为水泥重量的0.1％～0.3％；②木质素磺酸盐类，如木质素磺酸钙、木质素磺酸钠等，常用掺量为水泥重量的0.2％～0.3％；③羟基羟酸及其盐类，如柠檬酸、酒石酸钾钠等，常用掺量为水泥重量的0.03%％～0.1％；④无机盐类，如锌盐、硼酸盐、磷酸盐等，常用掺量为水泥重量的0.1％～0.2％；⑤其他，如胺盐及其衍生物、纤维素醚等。

缓凝剂及缓凝减水剂可用于大体积混凝土、炎热气候条件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。缓凝剂及缓凝减水剂不宜用于日最低气温5℃以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。柠檬酸、酒石酸钾钠等缓凝剂，不宜单独使用于水泥用量较低、水灰比较大的贫混凝土。在用硬石膏或工业废料石膏作调凝剂的水泥中掺用糖类缓凝剂时，应先作水泥适应性试验，合格后方可使用。②accelerators(速凝剂)能加快混凝土凝结时间，并对其后期强度发展无不利影响的外加剂。(4)Toimproveworkabilityoffreshconcrete(提高混凝土拌合物的和易性)混凝土拌合物的和易性又称工作性，它是一项综合的技术性质，包括流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。①workabilityagents(和易性剂)(5)Toalterotherpropertiesofconcrete(改变混凝土其它性能)①gasformers(加气剂)②expansionadmixture(膨胀剂)能使混凝土（砂浆）在水化过程中产生一定的体积膨胀，并在有约束条件下产生适宜自应力的外加剂。混凝土工程中，可采用下列膨胀剂：①硫铝酸钙类，如明矾石膨胀剂、CSA膨胀剂等；②氧化钙类，如石灰膨胀剂；③氧化钙-硫铝酸钙类，如复合膨胀剂；④氧化镁类，如氧化镁膨胀剂；⑤金属类，如铁屑膨胀剂。

掺硫铝酸钙类膨胀剂配制的膨胀混凝土（砂浆），不得用于长期处于环境温度为80℃以上的工程中，水化产物钙矾石在较高温度下会被破坏。掺铁屑膨胀剂的填充用膨胀砂浆，不得用于有杂散电流的工程和与铝镁材料接触的部位。③early-strengthadmixture(早强剂)早强剂是指能提高混凝土早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。早强减水剂是指兼有早强和减水作用的外加剂.

ⅰ.种类:混凝土工程中，可采用下列早强剂：A.氯盐类，如氯化钙、氯化钠等；B.硫酸盐类，如硫酸钠、硫代硫酸钠等；C.有机胺类，如三乙醇胺、三异丙醇胺等；D.其他，如甲酸盐等。

ⅱ.应用:强剂及早强减水剂可用于蒸养混凝土及常温和最低气温不低于-5℃条件下施工的有早强或防冻要求的混凝土工程。在下列结构中，不得在钢筋混凝土中采用氯盐、含氯盐的复合早强剂及早强减水剂：A.相对湿度大于80％的环境中使用的结构、处于水位升降部位的结构、露天结构或经常受水淋的结构；B.与镀锌钢材或铝铁相接触部位的结构，以及有外露预埋铁件而无防护措施的结构；C.与含有酸、碱或硫酸等侵蚀性介质相接触的结构；D.经常处于环境温度为60℃以上的结构；E.使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝配筋的结构；F.给排水构筑物、薄壁结构、中级和重级工作制吊车的吊车梁、屋架、落锤或锻锤基础等结构；G.电解车间和距高压直流电源100m以内的结构；H.靠近高压电源，如管电站、变电所的结构；I.预应力混凝土结构；J.含有活骨料的混凝土结构。

对混凝土的耐久性或其他性能有特殊要求的混凝土工程，选择早强剂或早强减水剂品种及掺量，应通过试验确定。(6)Toimpartcolortoconcrete(改变混凝土的颜色)Coloragents(着色剂)5.Concreteadditive(混凝土掺合料)混凝土还可根据各种需要掺入有关掺合料，如粉煤灰、超细矿渣粉、硅粉及沸石粉等。合理使用掺合料不仅可以利用工业废弃物、节省水泥，还可以改善混凝土的性能。掺合料已成为有发展前途的混凝土的一种组分.①activeadditive(活性掺合料)本身不硬化或硬化速度很慢,但能与水泥水化生成的Ca(OH)2发生化学反应,生成具有水硬性的胶凝材料.a.flyash(粉煤灰)从煤粉炉烟道气体中收集的粉末称为粉煤灰。在混凝土中掺入一定量粉煤灰后，除了粉煤灰本身的火山灰活性作用，生成硅酸钙凝胶，作为胶凝材料一部分起增强作用外，在混凝土的用水量不变的情况下，可以起到显著改善混凝土拌合物和易性的效应，增加流动性和粘聚性，还可降低水化热。若保持混凝土拌合物原有的和易性不变，则可减少用水量，起到减水的效果，从而提高混凝土的密实度和强度，增强耐久性。b.silicafume(硅灰)硅粉也称硅灰。在冶炼铁合金或工业硅时，由烟道排出的硅蒸气经收尘装置收集而得的粉尘称为硅粉。它是由非常细的玻璃质颗粒组成，其中SiO2含量高，其比表面积约为2000m2/kg。掺入少量硅粉，可使混凝土致密、耐磨，增强其耐久性。c.slag(矿渣)粒化高炉矿渣粉（简称矿渣粉）是指符合GB/T203标准规定的粒化高炉矿渣经干燥、粉磨（或添加少量石膏一起粉磨）达到相当细度且符合相应活性指数的粉体。粒化高炉矿渣粉可以等量取代水泥，并降低水化热、提高抗渗性和耐蚀性、抑制碱骨料反应和提高长期强度等，可用于钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土工程。大掺量粒化高炉矿潭粉混凝土特别适用于大体积混凝土、地下和水下混凝土、耐硫酸混凝土等。还可用于高强混凝土、高性能混凝土和预拌混凝土等。②inactiveadditive(非活性掺合料)一般与水泥组分不起化学反应,或化学作用很小.如石英(quartz),石灰石(limestone).4.2Performanceoffreshconcrete(混凝土拌合物的性能)混凝土的各组成材料按一定比例配合后,经搅拌均匀后,未凝结之前,称为混凝土拌合物.混凝土拌合物的性能包括和易性、凝结时间、塑性收缩和塑性沉降等。混凝土拌合物应便于施工,以保证能获得良好质量的混凝土.混凝土拌合物的性能主要考虑其和易性和凝结时间等.1.工作性的概念

工作性是反映新拌混凝土施工难易程度的性能。是指混凝土拌合物能保持其组分均匀，易于运输、浇注、捣实、成型等施工作业，并能获得质量均匀、结构密实的混凝土的性能。2.工作性的涵义流动性：在自重或外力作用下，能产生流动并均匀密实地充满模型的能力。粘聚性（抗离析性）：在运输和浇注过程中，能保持整体均匀性，不发生离析分层现象的性能。保水性：混凝土拌和物具有一定的保持内部水分、不致产生严重泌水的性能。不同流动性的混凝土要求不同施工方法免振、自密实混凝土：流动性非常好，在自重作用下能填充模型并密实；塑性混凝土：有一定的流动性，但需要借助于振捣装置达到密实，密实程度受振动装置的性能、操作者的技术等因素影响；干硬性混凝土：需要采用强力振动或碾压成型，使之密实。粘聚性不良造成混凝土的分层离析现象泌水：在混凝土振捣之后静置过程中，一部分水从混凝土的内部析出，上升至混凝土的表面，这种现象叫做泌水。泌水三对混三凝土形成三毛细三管孔三道，三降低三混凝三土的三抗渗三性；表层三疏松三多孔三结构三，耐三磨性三差；在粗三骨料三或水三平钢三筋的三下表三面水三分聚三集，三形成三水隙三，降三低混三凝土三的骨三料与三水泥三石、三或钢三筋与三混凝三土的三粘结三强度三。泌水三对混三凝土三性能三的影三响钢筋毛细三孔通三道水隙沉三降混凝三土浇三注、三振捣三、抹三平，三静置三一段三时间三后，三由于三泌水三等原三因高三度下三降的三现象三叫做三沉降三。3.工作三性的三衡量三指标流动三性：坍落三度——塑性三混凝三土维勃三绸度——干硬三性混三凝土粘聚三性——目测三观察保水三性——测定三泌水三量（三每单三位面三积上三的泌三水量三，cm3/m2)流动三性的三衡量三指标坍落三度（Sl三um三p）——适用三于塑三性混三凝土三，单三位：mm，19三18年由三美国三的阿三布拉三姆斯三（Ab三ra三ms三.三D.三A三.）提出三。维勃三绸度三（VB值）——适用三于干三硬性三混凝三土，三单位三：秒三，由三瑞士三学者三维勃三（V.Ba三hr三ne三r）提出三。坍落三度的三测量(cm)坍落三度值三越大三，表三明混三凝土三的流三动性三越大三，塑三性越三好。塑性三混凝三土按三观察三混凝三土拌三合物三的粘三聚性(2三)W三ab三be三rˊ三s三th三ic三kn三es三s(维勃三稠度三法)该方三法适三用于三骨料三最大三粒径三不超三过40三m三m，维三勃稠三度在5～30三s之间三的混三凝土三拌合三物的三稠度三测定三。坍三落度三不大三于50三m三m或干三硬性三混凝三土和三维勃三稠度三大于30三s的特三干硬三性混三凝土三拌合三物的三稠度三可采三用增三实因三数法三来测三定。三三维三勃稠三度法三采用三维勃三稠度三仪测三定。三其方三法是三：开三始在三坍落三度筒三中按三规定三方法三装满三拌合三物，三提起三坍落三度筒三，在三拌合三物试三体顶三面放三一透三明圆三盘，三开启三振动三台，三同时三用秒三表计三时，三当振三动到三透明三圆盘三的底三面被三水泥三浆布三满的三瞬间三停止三计时三，并三关闭三振动三台。三由秒三表读三出时三间即三为该三混凝三土拌三合物三的维三勃稠三度值三，精三确至1s。三维勃三稠度三仪干硬三性混三凝土三按维三勃绸三度分三级3.三Th三e三ma三in三ly三i三nf三lu三en三ci三ng三f三ac三to三r三of三w三or三ka三bi三li三ty三(影响三混凝三土和三易性三的主三要因三素)和易三性的三影响三因素三有：三水泥三浆量三、水三灰比三、砂三率、三骨料三的品三种、三规格三和质三量、三外加三剂、三温度三和时三间及三其他三影响三因素三。(1三)三Va三ri三et三y三of三c三em三en三t(水泥三品种)不同三水泥三品种,其颗三粒特三征不三同,需水三量也三不同.如配三合比三相同三时,用矿三渣水三泥和三某些三火山三灰水三泥时,拌合三物的三坍落三度一三般较三用普三通水三泥时三小,但矿三渣水三泥将三使拌三合物三泌水三显著三增加.(2三)P三ro三pe三rt三ie三s三of三a三gg三re三ga三te三(集料三的性三质)一般三卵石三拌制三的混三凝土三拌合三物比三碎石三拌制三的流三动性三好.河砂三拌制三的混三凝土三比山三砂拌三制的三流动三性好.采用三粒径三较大,级配三较好三的砂三石,集料三总表三面积三和空三隙率三小,包裹三集料三表面三和填三充空三隙的三水泥三浆用三量小,因而三拌合三物的三流动三性也三好.(3三)Q三ua三nt三it三ie三s三of三g三ro三ut三o三r三Gr三ou三t三/a三gg三re三ga三te三r三at三io三(水泥三浆量三或浆三集比)水泥三浆量三是指三混凝三土中三水泥三及水三的总三量。三混凝三土拌三合物三中的三水泥三浆，三赋予三混凝三土拌三合物三以一三定的三流动三性。三在水三灰比三不变三的情三况下三，如三果水三泥浆三越多三，则三拌合三物的三流动三性越三大。但若三水泥三浆过三多，三将容三易出三现流三浆现三像,使拌三合物三的粘三聚性三变差三。如若三水泥三浆少,则水三泥浆三不能三填满三集料三空隙三或不三能很三好包三裹集三料表三面,会产三生崩三塌现三象,粘聚三性变三差.因此,混凝三土拌三合物三中水三泥浆三的含三量应三以满三足流三动性三要求三为度,不宜三过多.(4三)w三at三er三/c三em三en三t三r三at三io三(水灰三比)拌制三水泥三浆、三砂浆三和混三凝土三混合三料时三，水三与水三泥的三质量三比称三为水三灰比三（W/三C）。三水灰三比的三倒数三称为灰水三比。在水三泥用三量不三变的三情况三下，三水灰三比越三小，三水泥三浆就三越稠三，混三凝土三拌合三物的三流动三性便三越小,会使三施工三很困三难,而且三不能三保证三混凝三土的三密实三度。三水灰三比过三大，三又会三造成三混凝三土拌三合物三的粘三聚性三和保三水性三不良三，而三产生三流浆三、离三析现三象，三并严三重影三响混三凝土三的强三度。实际三上对三混凝三土拌三合物三流动三性起三决作三用的三是用三水量三的多三少.因为三无论三是提三水灰三比或三增加三水泥三浆用三量最三终会三表现三为混三凝土三用水三量的三增加.应当三注意,在试三拌混三凝土三时,不能三单纯三改变三用水三量的三办法三来调三整混三凝土三拌合三物的三流动三性.因单三纯改三变用三水量三会改三变混三凝土三的强三度和三耐久三性,与设三计不三符.因此三应保三持水三灰比三不变三和条三件下,用调三整水三泥浆三量的三办法三来调三整混三凝土三拌合三物的三流动三性.(5三)S三an三d三co三nt三en三t(砂率)砂率三是指三砂用三量与三砂、三石总三用量三的质三量百三分比三，它三表示三混凝三土中三砂、三石的三组合三或配三合程三度。砂影三响混三凝土三拌合三物流三动性三有两三个方三面：一方三面是三砂形三成的三砂浆三可减三少粗三骨料三之间三的摩三擦力三，在三拌合三物中三起润三滑作三用，三所以三在一三定的三砂率三范围三内随三砂率三增大三，润三滑作三用愈三加显三著，三流动三性可三以提三高；另一三方面三在砂三率增三大的三同时三，骨三料的三总表三面积三随之三增大三，包三裹集三料的三水泥三浆层三变薄三，拌三合物三流动三性降三低。三另外三，砂三率不三宜过三小，三否则三还会三使拌三合物三粘聚三性和三保水三性变三差，三产生三离析三、流三浆等三现象三。砂三率对三混凝三土拌三合物三的和三易性三有重三要影三响。三采用三合理三砂率,当水三与水三泥用三量一三定时,能使三混凝三土拌三合物三获得三最大三的流三动性三且能三保持三良好三的沾三聚性三和保三水性.石子三最大三粒径三较大,级配三较好,表面三光滑三时,由于三粗集三料的三空隙三率较三小,可以三采用三较小三砂率.砂的三细度三模数三较小三时,由于三砂中三细颗三粒多,混凝三土的三粘聚三性容三易得三到保三证,可采三用较三小砂三率.水泥三浆较三稠时,也就三是水三灰比三小时,由于三混凝三土的三粘聚三性较三易得三到保三证,故可三采用三较小三砂率.施工三要求三的流三动性三较大三时,粗集三料常三出现三离析,所以三为保三证混三凝土三的粘三聚性,需采三用较三大的三砂率.一般三情况三下,在保三证拌三合物三不离三析,能很三好地三浇灌,捣实三的条三件下,应尽三量选三用较三小的三砂率,这样三可以三节省三水泥.(6三)a三dm三ix三tu三re三(外加三剂)在拌三制混三凝土三时,加入三少量三的外三加剂(如减三水剂三或引三气剂三等)能使三混凝三土拌三合物三在不三增加三水泥三用量三的条三件下,获得三很好三的和三易性,增大三流动三性和三改善三粘聚三性,降低三泌水三性.并由三于改三变混三凝土三的结三构,还能三提高三混凝三土的三耐久三性.(7三)T三im三e三an三d三te三mp三er三at三ur三e(时间三和温三度)拌合三物拌三制后,随时三间的三延长三而逐三渐变三得干三稠,流动三性减三少,这是三因为三水分三损失三和水三泥水三化.水份三损失三的原三因:水化三消耗三一部三