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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date混凝土外加剂应用手册主要外加剂的性能和用途混凝土外加剂应用手册（精简版）2010年9月目录1 普通减水剂32 高效减水剂43 聚羧酸系高性能减水剂114 早强减水剂135 缓凝减水剂146 引气减水剂167 早强剂198 缓凝剂229 引气剂3110 防水剂3311 阻锈剂3712 加气剂3813 膨胀剂3914 防冻剂4015 速凝剂4416 泵送剂4517 保水剂
2、4618 絮凝剂4719 增稠剂4720 保塑剂4721 复配计算481 普通减水剂（1） 性能普通减水剂对水泥等胶凝材料在水中有良好分散作用，因此能提高水泥拌合物的流动性，而在保持流动性不变时可以降低用水量，一般减水率在10%以下，同时显著改善混凝土的性能如和易性。有轻度或中度缓凝使混凝土延迟1-4小时凝固。因此在施行蒸汽养护工艺的混凝土制品生产中要慎用。因为能降低用水量，因此掺用普通减水剂可以使混凝土各龄期强度都比不掺的基准混凝土高，28d强度可提高5-10%。当只要求混凝土保持原设计强度时，可以节约水泥10%或更多些。掺用普通减水剂明显增强混凝土的抗渗、抗冻及耐腐蚀性，对钢筋不产生锈蚀作
3、用，提高了混凝土的耐久性。具体技术指标见表1。（2） 用途适用于各种现浇及预制（不经蒸养工艺）混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土；普通强度混凝土。适用于大规模板施工、滑模施工及日最低气温5以上混凝土施工。多用于大体积混凝土、热天施工混凝土、泵送混凝土以及有一般缓凝要求的混凝土。做为复合减水剂和其他外加剂的原料或做为其中的牺牲剂使用。（3） 主要品种 木质素磺酸盐可以细分为木质素磺酸盐钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁三种成分，性能指标从钙盐到镁盐依次降低，但与硅酸盐水泥的相容性有所不同。生产原料为木材、芦苇、竹子、麦草、稻草其中一种造纸的废液。 多元醇可以细分为糖蜜、糖钙和低聚糖等几种。生产原料是甘
4、蔗或甜菜制糖剩余的废蜜。低聚糖则是糊精或纤维素水解的中间产物。糖蜜缓凝性较强。 羟基羧酸盐天然原料褐煤、草炭等生产的腐殖酸钠是羟基羧酸盐普通减水剂的一种，由于各项技术性能不如糖蜜、低聚糖，更较木质素磺酸盐减水剂差，现已较少使用。天然原料制成的葡萄糖酸钠缓凝性强，但有减水和增强混凝土28d强度作用，是目前大量使用的羟基羧酸盐外加剂。2 高效减水剂（1）性能高效减水剂对水泥有强烈分散作用，能大大提高水泥拌合物流动性和混凝土坍落度，同时大幅度降低用水量，显著改善混凝土工作性。但有的高效减水剂会加速混凝土坍落度损失，掺量大时（超剂量掺入）稍有缓凝作用，但并不延缓硬化混凝土早期强度的增长。能大幅度降低用
5、水量因而显著提高混凝土各龄期强度。在保持强度恒定值时，则能节约水泥10%或更多。氯离子含量微小，对钢筋不产生锈蚀作用。能增强混凝土的抗渗、抗冻融及耐腐蚀性，提高了混凝土的耐久性。具体技术指标见表2和表3。表3 匀质性指标项目指标氯离子含量（%）不超过生产厂控制值总碱量（%）不超过生产厂控制值含固量（%）S25%时，应控制在0.95S1.05S；S25%时，应控制在0.90S1.10S含水率（%）W5%时，应控制在0.90W1.10W；W5%时，应控制在0.80W1.20W密度（g/cm3）D1.1时，应控制在D0.03；D1.1时，应控制在D0.02细度应在生产厂控制范围内pH应在生产厂控制范
6、围内硫酸钠含量（%）不超过生产厂控制值注：1.生产厂应在相关的技术资料中明示产品匀质性指标的控制值； 2.对相同和不同批次之间的匀质性和等效性的其他要求，可由供需双方商定； 3.表中的S、W和D分别为含固量、含水率和密度的生产厂控制值。（2）用途适用于各类工业与民用建筑、水利、交通、港口、市政等工程中的预制和现浇钢筋混凝土。适用于高强、超高强和中等强度混凝土，以及要求早强、适度抗冻、大流动性混凝土。适用于蒸养工艺的预制混凝土构件。适用于做为各种复合型外加剂中的减水增强组分（即母料）。（3）主要品种国内研制和生产的混凝土高效减水剂，在20世纪90年代已经形成两大类。一是合成型单一组分高效减水剂，
7、二是复合型多组分高效减水剂。单一组分高效减水剂又称超塑化剂，对水泥和混凝土的减水增强效果十分显著，但往往难于满足新拌混凝土的工作性及硬化混凝土特定性能的多种要求，因此目前直接用于工程的数量渐少，而代之以复合高效减水剂。复合型高效减水剂因掺入其他组分从而满足对混凝土不同性能的需求而分别被称为高效泵送剂、高效防冻剂等等。合成型高效减水剂按主要化学结构的不同可分为几类。 单环芳烃氨基磺酸盐高效减水剂这类高效减水剂基本特点之一是使混凝土坍落度在2h内很少损失。它的基本特点之二是抗压强度增长高于萘系、蜜胺树脂基高效减水剂，十分适合配制高强、超高强混凝土。基本特点之三是对各种水泥有广泛的适应性，对普通水泥
8、和矿渣水泥及用不同火山灰质掺合料的普通水泥均有良好的适应性，强度发展和坍落度经时变化（损失）保持一致。它的基本特点之四是减水剂作用大，最大效果的掺量范围小，即对掺量敏感。随着掺量的增加，混凝土减水率、扩展度、各龄期强度均有大幅度提高。最佳掺量按干基计算在水泥用量的0.7%0.8%之间。此时扩展度达50cm以上，1h坍落度损失不到5%，各龄期强度增长率都可以达到最佳值，28d强度比基准混凝土能提高3550%。氨基磺酸盐减水剂的混凝土耐久性较萘系减水剂混凝土也优良许多。这种减水剂的主要原料是苯酚和对氨基苯磺酸等。氨基磺酸盐高效减水剂的反映机理为： 萘系高效减水剂这是迄今全世界、也是我国产量最大、应
9、用最广泛的高效减水剂，这得益于它能很容易制成棕黄色干粉并且能长久储存。其特点之一是各项性能指标全符合高效减水剂标准，掺量超过1%时有轻微缓凝性和令混凝土泌水。特点之二是坍落度损失较大，半小时以后剩余坍落度大约只有60%。特点之三是与除聚羧酸减水剂之外的高效以及普通减水剂相容性都很好。其主要原料是工业萘、浓硫酸和甲醛等。萘系高效减水剂的反应机理为：磺化反应：萘磺酸 同时生成：萘磺酸 水解反应：缩合反应：中和反应 酮基磺酸盐高效减水剂亦称脂肪族或醛酮缩合物高效减水剂，因为主要原料用丙酮、甲醛而得名。产品为呈深红色水溶液，掺入混凝土有时产生延迟泌水，使硬化的混凝土染色，养护一段时间会逐渐褪去。不用丙
10、酮合成也可使染色缺点改变，不同合成工艺也会使颜色变浅。脂肪族高效减水剂的反应机理：表4列出酮基磺酸盐及萘系、氨基减水剂的净浆流动度及保持情况、净浆及混凝土的凝结时间、混凝土的减水率及引气性的比较数据。可以看出酮基高效减水剂性能较萘系优良而不如氨基高效减水剂。表4 三种高效减水剂比较净浆扩展度净浆凝结时间砼凝结时间减水率%引气量%初始60min初凝终凝初凝终凝空白1:452:206:1011:45萘系0.75%200642:002:207:3012:5016.71.7酮基0.75%2171802:302:508:3014:3518.72.2氨基0.6%2352253:103:309:5815:0
11、025.01.3注：1.萘系、酮基掺量0.75%，氨基0.6%（干基）2.试验采用琉璃河水泥厂长城牌P.O 42.5级水泥 蒽系高效减水剂蒽系减水剂和萘系减水剂类似，也是用煤焦油中分馏出的有机物为原材料制成的，但用的是具有三连苯环构成的蒽做原材料。最终产品是一种深褐色的干粉。其特点之一是掺入混凝土中减水，增强效果略小于萘系减水剂。其特点之二是它会使混凝土含气量加大到3%或者更高，所以使用量一般不能很高，多与萘系减水剂混合使用。 密胺树脂磺酸基高效减水剂密胺树脂磺酸基高效减水剂与萘系高效减水剂对硅酸盐水泥的减水率和强度增长率几乎相同，其坍落度损失大的缺点也一样。但在硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥中的效
12、果则比萘系高效减水剂要好得多。密胺树脂基高效减水剂对铝酸盐水泥适应性较好，所以密胺树脂基高效减水剂也用于耐火混凝土。它的另一特点是硬化混凝土表面光洁，气孔少且有光泽，常用作彩砖光亮剂。其第三个特点是产品都是无色或淡黄色液体，没有粉剂产品。生产这种减水剂的主要原料是亚硫酸钠、甲醛和三聚氰胺等。3 聚羧酸系高性能减水剂聚羧酸系高性能减水剂是国际上近20年来发展最快的高性能减水剂，因为是三元或四元化合物聚合，因此有很多品种，其性能也略有区别。这其中具有羧酸基和磺酸基，同时还具有其他官能团的支链接枝共聚物，是国际上最近10多年发展最迅速的合成高性能减水剂。这种减水剂的首要特点是1h的坍落度保持率很好，
13、低正温时保持不变，扩展度还有增加；第二个特点是具有很高的减水率，折成固体计算掺量在0.3%时能减水30%或者更高，因此对混凝土硬化后的强度增长也比基准混凝土高30%左右；第三个特点是对混凝土含气量有增加，因此掺多了反而不能使强度增长得更高。同时，聚羧酸减水剂存在与其它减水剂的相容性，也有与水泥的相容性问题。这种减水剂的原料品种较多，常用的有聚乙二醇单甲醚（MPEG）、聚乙二醇烯丙基醚（APEG）、甲基丙烯酸、丙烯酸、顺烯二酸酐等。表5为高性能减水剂的混凝土技术性能要求。聚羧酸系高性能减水剂的反应机理：酯类：醚类：4 早强减水剂（1）性能早强减水剂的减水率、含气量等指标和普通减水剂相同，凝结时间
14、差的延缓凝结指标只有90min，不同于普通减水剂有120min。此外，1d相对抗压强度达到基准混凝土的130140%，3d强度达到120130%，均较普通减水剂指标高。早强减水剂特点是后期强度增长较小，只有105100%。（2）用途可适用于蒸养混凝土及常温、低温和负温（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。（3）主要品种单一组分型的早强减水剂就是各种高效减水剂（氨基磺酸盐减水剂除外）。绝大多数早强减水剂是复配型的，用早强剂加普通或高效减水剂构成，成份不固定，品种多样。5 缓凝减水剂（1）性能缓凝减水剂的减水率指标与普通减水剂相同，混凝土含气量则可达到小于5.5%，比其他
15、减水剂范围宽。凝结时间要求最少应延迟1.5h，最多则不做要求，可由生产合同规定。3d抗压强度达到与基准混凝土相当即可。28d验收强度要求高于基准混凝土10%左右。（2）用途主要用于热天成型的混凝土、用于预拌混凝土、用于大体积混凝土、也可以用于其他要求缓凝的混凝土工程中。（3）主要品种缓凝减水剂中属于天然产物加工成的有木质素磺酸盐系和多元醇系。前者已在普通减水剂章节中评述。本节主要叙述以缓凝作用为主的兼有减水增强作用（一般不引气）的多元醇系外加剂缓凝减水剂。 糖蜜减水剂糖蜜是甘蔗或甜菜提取糖分的副产品，为防止糖蜜发酵、酶解，多将其与石灰乳作用转化成己糖化二钙溶液，然后喷雾干燥而得到棕红色糖钙粉末
16、，故又称糖钙减水剂。其中还含有30%以下的还原糖，10%15%的胶体物质，1%2%的钙、镁盐。糖蜜的引气作用很小，属非引气型减水剂。即对混凝土有较大缓凝性，常温环境延迟初、终凝时间约24小时。糖蜜减水剂在正常掺量0.2%左右时减水可达8%。这种减水剂使混凝土强度在7d后超过不掺的基准混凝土，28d强度超过5%，而且长龄期强度还有少量增长。它也使混凝土抗渗性提高1倍以上。但是干缩则会比基准混凝土大。 低聚糖缓凝减水剂这种减水剂仍属于多元醇系，是多糖类的淀粉经淀粉酶或酸的作用而水解得到麦芽糖糊精，麦芽糊精氧化成低聚糖酸。水解的中间产物可作为缓凝减水剂使用，是一种黑褐色粘稠液，也可以用氢氧化钠中和后
17、喷粉干燥成棕色粉末。在掺量为0.25%时综合性能优于木质素磺酸盐。它是非引气减水剂，掺量0.20.3%时，能使混凝土缓凝2h左右。低聚糖减水剂可使混凝土3d强度就高于不掺的10%左右，28d强度也高于10%。对混凝土抗渗等级提高也大。 缓凝高效减水剂a氨基磺酸基高效减水剂已经讨论过的这种高效减水剂是缓凝型的，当对氨基苯磺酸或其盐纯度低时缓凝则更严重，但不像普通缓凝减水剂那样若超掺则过度缓凝，也就是说副作用不明显，曾有学者以2和3倍量进行试验，发现缓凝增加150%左右，对混凝土强度无损害。b聚羧酸高性能减水剂此类减水剂是有缓凝作用的，摻量从0增加到0.4%，混凝土凝结时间增加了1倍。但由于超掺引
18、发含气量过高，因而会导致最终强度的降低，因此聚羧酸减水剂不宜超掺，需要重度缓凝或超凝时应当与其他缓凝剂共同使用。c复合缓凝高效减水剂将萘系高效减水剂与缓凝剂或缓凝普通减水剂复合可以得到缓凝高效减水剂。当糖和羟基羧酸加入量超过某一值以后，水泥流动度不再增大或有减小，但缓凝时间则成倍增加，且最终强度偏低。萘系减水剂和有机酸复配时有一定的缓凝作用（不如糖效果好）；但早期强度较好。萘系减水剂和木钙复配时有一定的缓凝作用，但是强度发展较慢。6 引气减水剂（1）主要性能兼有引气和减水功能的外加剂是引气减水剂。引气减水剂的主要特点是既因引气而提高混凝土耐久性，又因减水而提高混凝土强度，并且对抗拉强度的提高也
19、有贡献。其次，高效引气减水剂有许多品种能很好保持新拌混凝土的坍落度及和易性，使其优良的可操作性能保持几个小时不发生明显变化。引气减水剂的减水率要求中等，不低于10%，就普通减水剂来说，引气剂有轻微的减水，扩大流动性作用，不难达到着个要求，就高效减水剂来说，这个减水率指标并不高。由于引气剂能有效消除混凝土泌水，改善和易性，故泌水率比要求达到7080%的较低数值，而相对耐久性指标即动弹模量保留值要求较高，应达到80%60%。混凝土强度要求是3d达到基准混凝土同龄期强度的115%，28d不低于基准混凝土同龄期强度。（2）用途引气减水剂使用范围与引气剂同样广泛，凡引气剂使用的场合基本都可用引气减水剂代
20、替，除了需要大引气量的土木工程用混凝土以外。缓凝型引气减水剂具有不同程度地控制坍落度损失的功能，适用于泵送混凝土，大体积混凝土、高强混凝土（宜使用高效引气减水剂）和预填骨料混凝土。引气减水剂适用于需要优良耐磨损性能的混凝土结构。（3）主要品种引气减水剂可分为普通型和高效型两类。首先讨论普通引气减水剂： 木质素磺酸钙和木质素磺酸镁木质素磺酸盐减水剂中，木钠基本不引气，而木钙和木镁均为引气减水剂。他们的主要成分是松柏醇、芥子醇。在适宜掺量范围内即掺量为混凝土中胶凝材料总量的0.1%0.4%范围，引气量为2%5%左右。继续提高掺量引气性增长较少且混凝土强度降低。必须指出的是以上指木材木素磺酸盐。若是
21、非木材即草本木质素磺酸盐，即使是木钠，引气性也大于木材木素磺酸盐，混凝土强度降低也较明显。 腐植酸盐减水剂腐植酸纳又称胡敏酸钠，是一种引气性较大的引气减水剂，在适宜掺量0.2%0.35%范围的引气量为3.0%5.6%，但超过适宜掺量混凝土强度即明显降低。以下叙述高效引气减水剂： 甲基萘磺酸盐甲醛缩合物以甲基萘为反应起始物的聚烷基芳基磺酸盐甲醛缩合物如MF减水剂是引气型高效减水剂。主要成分为-甲基萘磺酸钠，掺量为胶凝材料总量的0.3%0.75%。此掺量范围内的引气量为4%5%。由于有一定引气性，故混凝土增强率不如非引气的萘磺酸钠甲醛缩合物，此外，它的坍落度损失也很快。 蒽磺酸钠甲醛缩合物以粗蒽或
22、脱晶蒽油为原材料和合成的蒽磺酸钠缩合物是稍后于甲基萘磺酸钠开发的另一种高效引气减水剂。在常用掺量0.5%1.05%范围内，引气量约为1.5%3.5%。其不足之处是所引进的气泡较大且稳定性稍差，宜与消泡剂复配使用以消除较大气泡和改善混凝土界表面质量。由于蒽磺酸钠缩合物的硫酸钠含量高，因此适宜在硫酸根含量低的水泥中作为引气减水剂使用。以上两种是国内较成熟的高效引气减水剂。但引发混凝土坍落度损失过快是其共同特点，需要复配缓凝剂或新型高效减水剂以纠正之。新型高效引气减水剂是国内近年来研发较迅速的品种，尤以聚羧酸盐系发展最快，20世纪末市场尚未有国产品种大量上市，而2003年已有1.6万吨年产量并已在一
23、批重要工程中使用。 改性木质素磺酸盐木质素的改性至今只在木材木质素原材中进行并有产品上市。改性的途径一是氧化聚合用化学方法除去低分子量木质素及还原糖。改性途径二是采用超滤和精滤的方法，使用膜分离技术。 聚羧酸盐系高效引气减水剂自从1986年在日本市场首先出现了聚羧酸系高效引气减水剂以来，至今已发展到第四代。无论是占主流产品地位的第1代甲基丙烯酸烯酸甲酯，第2代的丙烯基醚共聚物，第3代的酰胺酰亚胺共聚物或第4代的聚酰胺聚乙烯乙二醇支链共聚物，均有不同的引气性。日本生产的聚羧酸盐引气性都较大，用添加适量消泡剂的方法控制其相适应于施工需要的含气量。引气量过大必然影响混凝土强度，聚羧酸系高效减水剂也不
24、例外。7 早强剂（1）性能可以加速混凝土早期强度发展并且对后期强度无显著影响的物质称为早强剂。多数早强剂是经化学合成的，自然界产出的只有芒硝、石膏、锂盐、钾盐等少数几种。早强剂对混凝土早期强度有强烈促进作用，1d、3d强度均要求比基准混凝土高20%以上，而28d强度则等于或略低于基准的。早强不一定是促凝的，因此凝结时间允许稍有延迟，但不迟于基准混凝土1.5h。此外，一般掺早强剂混凝土收缩都较大，因此规定90d收缩率比不得大于135%。早强剂多数是碱性物质，其中钾、钠含量较大。因此处于与水相接触或潮湿环境中的混凝土，当使用碱活性骨料时，由外加剂带入的碱含量（以当量氧化钠计）不宜超过1kg/m3混
25、凝土，对早强剂的使用就应当慎重。（2）用途及使用限制早强剂适用于蒸养混凝土及常温、低温和负温条件下施工的有早强要求的各种混凝土。除有机胺类以外的早强剂多数也可用于蒸汽养护的预制混凝土构件，但是掺量一般小于不蒸养的，使用时应引起注意。非氯盐早强剂可用于钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土。由于有的早强剂对钢筋可能有锈蚀危害，有的则对人体有毒，因此须对使用中的限制条件加以注意。以下是使用范围的限制。炎热环境条件下不宜使用早强剂、早强减水剂。掺入混凝土后对人体产生危害或对环境产生污染的化学物质严禁用作早强剂。含有六价铬盐、亚硝酸盐等有害成分的早强剂严禁用于饮水工程及与食品相接触的工程。硝铵类严禁用于办公、居
26、住等建筑工程。下列结构中严禁采用含有氯盐配制的早强剂及早强减水剂a预应力混凝土结构；b相对湿度大于80%环境中使用的结构、处于水位变化部位的结构、露天结构及经常受水淋、受水流冲刷的结构；c大体积混凝土；d直接接触酸、碱或其他侵蚀性介质的结构；e经常处于温度为60以上的结构，需经蒸养的钢筋混凝土预制构件；f有装饰要求的混凝土，特别是要求色彩一致的或是表面有金属装饰的混凝土；g薄壁混凝土结构，中级和重级工作制吊车的梁、屋架、落锤及锻锤混凝土基础等结构；h使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝的结构；i骨料具有碱活性的混凝土结构；在下列混凝土结构中严禁采用含有强电解质无机盐类的早强剂及早强减水剂:a与镀锌钢材或
27、铝铁相接触部位的结构，以及有外露钢筋预埋铁件而无防护措施的结构；b使用直流电源的结构以及距高压直流电源100m以内的结构。常用的早强剂掺量限值有如表6的规定。表6 常用早强剂掺量限值混凝土种类使用环境早强剂名称掺量限值（水泥重量%）不大于预应力混凝土干燥环境三乙醇胺硫酸钠0.051.0钢筋混凝土干燥环境氯离子CL-硫酸钠0.62.0钢筋混凝土干燥环境与缓凝减水剂复合的硫酸钠三乙醇胺3.00.05潮湿环境硫酸钠三乙醇胺1.50.05有饰面要求的混凝土硫酸钠0.8素混凝土氯离子CL-1.8注：预应力混凝土及潮湿环境中使用的钢筋混凝土中不得掺氯盐早强剂。（3）主要品种氯化物氯化钾、氯化钠、氯化锂、氯
28、化胺、氯化钙、氯化锌、氯化锡、氯化铝均有良好早强作用，通常多用氯化钙，其效果好而成本较低。其它卤族化合物也可作用为早强剂如氟硅酸钠、溴化钾等。硫酸盐及硫代硫酸盐早强剂广泛应用的有硫酸钠（元明粉）、芒硝、硫酸钙（石膏）、硫酸铝、硫代硫酸钠（海波）、硫代硫酸钙、硫酸钾铝、硫酸钾等。硝酸盐和亚硝酸盐硝酸盐类中的硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙都有良好的早强性能。亚硝酸盐类中的亚硝酸钠、亚硝酸钙常常作为防冻早强剂使用，亚硝酸钾的混凝土早强性能同样优良，但很少使用。其它无机盐早强剂碳酸钾由于其早强和促凝性突出而用作早强剂。此外氯酸钠、偏氯酸钠亦可做早强剂。水溶性有机物较常应用来做混凝土早强剂的有：三乙醇胺、三异丙
29、醇胺、甲酸钠、甲酸钙、乙酸钠、丙酸钙等，但常常复配其他早强剂使用。8 缓凝剂（1）性能缓凝剂与缓凝减水剂在净浆及混凝土中均有不同的缓凝效果。缓凝效果随掺量增加而增加，超掺会引起水泥水化完全停止。随着气温升高，羟基羧酸及其盐类的缓凝效果明显降低，而在气温降低时，缓凝时间会延长，早期强度降低也更加明显。羟基羧酸盐缓凝减水剂会增大混凝土的泌水，尤其会使大水灰比低水泥用量的贫混凝土产生离析。各种缓凝剂和缓凝减水剂主要是延缓、抑制C3A矿物和C3S矿物组分的水化，对C2S影响相对小得多，因此不影响对水泥浆的后期水化和长龄期强度增长。缓凝剂的凝结时间是主要指标，初凝要求较基准混凝土延迟90min以上，即凝
30、结时间差+90min，但是终凝时间差不作统一规定，因为超缓凝剂和普通缓凝剂的指标是差别很大的。好的缓凝剂在正常掺量内不应降低混凝土强度，因此抗压强度比在各龄期都应当不低于90100%。含气量要求不大于5.5%，因为普通减水剂带有缓凝性又有一定引气性，因而不宜超掺。（2）用途及使用限制缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂可应用于大体积混凝土、碾压混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土、大面积浇筑的混凝土、避免冷缝产生的混凝土、需较长时间停放或长距离运输的混凝土、自流平免振混凝土、滑模施工或拉模施工的混凝土及其他需要延缓凝结时间的混凝土。缓凝高效减水剂可制备高强高性能混凝土。缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效
31、减水剂宜适用于日最低气温5以上施工的混凝土，不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。柠檬酸及酒石酸钾钠等缓凝剂不宜单独用于水泥用量较低、水灰比较大的贫混凝土。（3）主要品种混凝土工程中可采用下列缓凝剂多元醇和它的衍生物：乙二醇、丙二醇、丙三醇、1，2，6-已三醇等；糖（包括蔗糖、甜菜糖、阿拉伯糖、山梨糖、木糖等）。羟基羧酸及其盐类：柠檬酸、酒石酸钾钠、葡萄糖酸钠等。无机盐类：锌盐、磷酸盐等；其他：胺盐及其衍生物、纤维素醚、聚乙烯醇等。缓凝剂品种很多，可分为有机物质和无机物两大类。有机物缓凝剂的主要特点是使用量很微小，一般为水泥胶凝材料的万分之几到十万分之几；另一特点是使用不当会引起混凝土或
32、水泥砂浆的最终强度降低。而无机盐缓凝特点是相比之下掺量大，一般水泥胶凝材料的千分之几，有的传统品种效果不很稳定，尤其对掺合料多种的效果不一。按照常用的缓凝剂品种可归为以下8小类。 含有羟基（-OH）的有机物a一元醇及多元醇一元醇中最简单的是甲醇（CH3OH）、其次是乙醇，他们对延缓混凝土凝结作用很小。随着羟基数目增加、醇的缓凝作用明显增大，二元醇的作用就明显大，如乙二醇、丙二醇、戊二醇、已二醇等。三元醇的缓凝作用就更强，如甘油（即丙三醇）。1，2，6-已三醇含有四个羟基，缓凝作用更强。大剂量的甘油会使水化过程中止。多元醇中的木糖醇、山梨醇、阿糖醇、甘露醇等都曾适用来作为水泥混凝土的缓凝调凝剂。
33、b聚乙烯醇水溶性的聚乙烯醇，不仅用作混凝土增稠剂，同时也是缓凝剂，但掺量以不大于0.3%为宜。c多元醇衍生物糖类多元醇衍生物用作混凝土缓凝剂的是各种糖单糖和多糖，能与水泥中氢氧化钙生成不稳络合物抑制硅酸三钙水化而暂时地延缓了水泥水化进程。研究开发和应用比较多的是含58个碳原子的单糖，包括麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、山梨糖、庚糖（七碳糖）等。它们对抑制混凝土坍落度损失都有较明显效果。多糖属于长链表面活性剂中的天然产物。多糖类中用于混凝土和水泥缓凝剂的是淀粉类的糊精，以及改性淀粉（淀粉醚）。 含羧酸基（-COOH）的有机物a柠檬酸天然产物存在于果汁中，也可以人工合成。用于混凝土有明显缓凝
34、作用，掺量一般是胶凝材料的0.01%0.1%，掺量0.05%时28d强度仍有提高，继续增大掺量要影响混凝土强度，此外，它能改善混凝土抗冻性。b乳酸乳酸对硅酸盐类水泥有缓凝作用c酒石酸其天然产物来自浆果汁，溶于水和乙醇，对水泥有强烈缓凝作用，用量一般不会超过胶凝材料总量的0.01%0.06%。加入它会延缓混凝土7d以内强度，但能促进后期强度提高。d水杨酸又称邻羟基苯甲酸，白色针状或毛状结晶形粉末，主要延缓初凝对终凝延缓不显著。 羟基羧酸盐和胺基羧酸盐羟基羧酸盐是迄今最常用的缓凝调凝剂，与微量促凝剂和缓凝剂复合以起到调凝和控制坍落度损失作用。通常认为葡萄糖酸钠效果最好。但是羟基羧酸盐在高温环境中效
35、果降低、减弱了对水泥中C3S的水化抑制是主要原因。a葡萄糖酸钠（H(CHOH)5COONa）葡萄糖酸钠又称五羟基乙酸钠，白色或淡黄色结晶形粉末，ph值89，易溶于水、微溶于醇。葡萄糖酸钠和它的脱水物葡萄糖七氧化物是有效的成本适中的混凝土缓凝减水剂。它的缓凝性很强、源于能抑制硅酸三钙（C3S）的水化，抑制强度大于焦磷酸钠。通常条件下能使混凝土在拌合后保持坍落度12h，且耐温效应比较显著、优于其他羟基羧酸盐。葡萄糖酸钠能显著增大混凝土坍落度，即所谓的二次塑化效应，可因此减少减水剂的使用量。其另一特点是对木钙的适应性。他还有与磷酸盐系、硼酸盐、某些羟基羧酸盐缓凝剂良好的协同作用，从而进一步提高调凝效
36、果。葡萄糖酸钠通常掺量在0.05%0.2%胶凝材料总量范围内变动。但由于它对3d龄期以内的水泥水化有强烈抑制作用，故用量一般不超过0.1%，特殊情况例外。b柠檬酸钠（HC(COONa)(CH2COONa)22H2O）也称作柠檬酸三钠和枸橼酸钠。由柠檬酸用氢氧化钠或碳酸钠中和而得。为白色细小结晶体，密度1.857，在150时失去结晶水开始分解。易溶于水。对水泥初期水化有抑制作用，但不影响硬化混凝土的早期强度提高。大剂量使用时能促进水泥水化，消除缓凝的作用。作为调凝剂使用，添加量常常低于0.05%。经常采用的羟基羧酸盐还有酒石酸钾钠。以上这些都是脂肪族羟基羧酸盐。迄今开发应用相当少的是芳香族羟基羧
37、酸盐，已经使用的有水杨酸钠，但保持坍落度在短时内不损失的效果不如人意。此外有羟基苯甲酸钠。上述两类羟基羧酸盐复配使用已见报道。氨基羧酸盐作为水泥缓凝剂使用的，较知名的是对氨基苯磺酸钠。 有机胺及衍生物有机胺用作缓凝剂的主要是链状脂肪族胺，有机胺中的憎水基团是烷基，亲水基团则为胺基NH21-,NH2-,在水泥颗粒表面成膜而阻止其水化。有机胺某些衍生物会形成多层吸附或表面螯合而产生缓凝作用。羟胺中的三乙醇胺以及二乙醇胺等都是较好的缓凝剂。其中三乙醇胺与水泥接触后的24h内有明显缓凝作用，尤其和木钙复合使用后能显著延长水泥凝结时间。但三乙醇胺与氯盐或硫酸钠复合则早强效果明显。酰胺类化合物多作为增稠剂
38、和絮凝剂，但实际上也有调凝作用，数量的酰胺衍生物和聚合物都有延缓混凝土坍落度损失、保持流动性和防离析、泌水的功效。若干有机质缓凝剂的净浆效果列于表7 磷酸盐及膦酸盐缓凝剂研究水泥浆掺与不掺各种磷酸盐时水化放热情况，得到的结论是焦磷酸钠、六偏磷酸钠缓凝作用最强，对水泥水化的延缓作用最强。其顺序是：焦磷酸钠Na4P2O7三聚磷酸钠Na5P3O10四聚磷酸钠Na6P4O13十水磷酸钠Na3PO410H2O磷酸氢二钠Na2HPO412H2O磷酸二氢钠NaH2PO42H2O磷酸H3PO4空白。聚磷酸盐较焦磷酸盐、磷酸盐和酸式磷酸盐的缓凝作用、也可说是抑制混凝土坍落度损失的作用要强得多。表7 几种缓凝剂的
39、水泥浆缓凝效果类型缓凝剂名称掺量（%）W/C=0.29（min）W/C=0.245, UNF-5掺1%（min）初凝终凝初、终凝间隔初凝终凝初、终凝间隔空白01251906516021050糖蔗糖0.0525528833357395380.1046552055羟基羧酸水杨酸0.0517021848柠檬酸0.05170265952403971570.10295475180415590175多元醇衍生物三乙醇胺0.052052605534037535聚乙烯醇0.10225356131240475235甲基纤维素0.05145240952003551550.10170350180羧甲基纤维素钠0.0
40、51252401151883451570.1017526592282405123无机物磷酸0.0526229836340410700.103504308041047060聚磷酸盐的缺点是它易水解。水解后生成正磷酸根离子和与钙离子Ca2+结合生成溶解度很小的磷酸钙。聚磷酸盐或称缩合磷酸盐时是透明玻璃片状粉或白色粒状晶体。吸湿性强，易潮解变黏。溶于水但速度慢，水溶液显弱酸性。在酸、碱介质中或温水中容易水解为正磷酸盐、反应是不可逆转的。三聚磷酸钠在水中溶解度最初较大可达35%，称为瞬时溶解度；数日后溶解度反而降至1/2到1/3，因此有白色沉淀产生，是为最后溶解度。表8列出若干常用磷酸盐（聚磷酸盐）参
41、数。表8 常用磷盐参数序号名称分子式分子量型态总P2O3%PH(1%液)1磷酸氢二钠Na2HPO412H2O358.14无色晶体9.02磷酸钠Na3PO412H2O380.12无色针状11.53三聚磷酸钠Na5P3O10367.86白色粉末57.99.74四聚磷酸钠Na6P4O1347060.58.25焦磷酸钠Na4P2O7265.90白色粉末53.410.26六偏磷酸钠(NaPO3)6611.77白色晶体69.65.87.37磷酸二氢钠NaH2PO42H2O156.01无色晶体4.5膦酸盐即“有机”磷酸，是磷原子直接与碳原子相连，而氢原子被羟基所置换而构成的磷酸盐。它们中的一些品种对水泥同样
42、具有良好缓凝作用，而且不受影响，不易水解成正磷酸盐和产生磷酸钙等沉淀。与其他缓凝剂的相容性能也和磷酸盐接近。传统的无机盐缓凝剂在施工中仍有广泛应用。磷酸盐是无机物系列中最有效的缓凝剂和调凝功能最强的。除此之外，硼酸盐、锌盐、一些重金属如铁、铜、镉的硫酸盐也是有效的缓凝剂。 硼酸和硼酸盐硼酸（H3BO3）是白色细粉状或鳞片状晶体，密度1.435，加热到70100会脱水生成偏硼酸，溶于水和醇。是一种弱酸，PH从3.65.3。在缓凝剂开发研究初期常常应用，但由于效果不稳定，现在已较少单独使用。焦硼酸盐也称硼砂，学名十水四硼酸钠，是无色半透明结晶体或粉末，有咸味，易容于水和甘油，呈弱碱性。加热到60失
43、去8个分子水，加热到878熔融成玻璃状物，能溶解许多金属氧化物。硼砂是一种强缓凝剂，不仅用于硅酸盐水泥，也用于硫铝酸盐水泥中。水中溶解度0为1.3%，20为2.7%，30为3.9%。在乙二醇中溶解度大，25时为41.6%。 锌盐在无机缓凝剂中，各种锌盐也是缓凝剂，如：氯化锌（ZnCl2分子量136.34）。碳酸锌（ZnCO3，分子量125.39）。硫酸锌（ZnSO47H2O,分子量287.54）。硝酸锌(Zn（NO3）26H2O，分子量297.47)。在大多数情形下呈弱酸性。锌盐作为缓凝剂时作用不够持久，因而很少单独使用，而是与有机质缓凝剂复合后用于调节混凝土的坍落度保持率和凝结时间。当某个锌
44、盐不适合这种减水剂时，可以调换为另一种锌盐。锌盐有降低贫混凝土泌水的作用，而且不影响早期强度的增长。 其他a氟硅酸钠（Na2SiF6）是一种有腐蚀性的无味白色粉末。微溶于水。水解后呈酸性反应。氟硅酸钠是耐酸混凝土的主要组分之一，但也是普通混凝土的缓凝剂。b硫酸亚铁(FeSO47H2O)又称绿矾，是天蓝色或绿色结晶小粒或粉。分子量278.05.在干燥空气中风化表面泛白，在湿空气中氧化成棕黄色。溶于水和甘油。溶解度随温度升高而增加。0时溶解度为13.5%，到20则增加到21%，50是增加到32.7%。对水泥和混凝土有缓凝作用，较少单独发挥作用，而多数与其他缓凝剂复配作助剂或称增效剂用。9 引气剂（1）性能引气剂能显著改善新鲜混凝土拌合物的匀质性和施工性能。引气剂也使混凝土结构的耐久性、尤其是抗冻性（即抗冻融性能）成倍甚至十几倍提高，因而它对混凝土综合耐久性的提高起着不可替代的作用。引气剂是调控混凝土含气量外加剂的主要品种，要使混凝土中含气量适合工程需求，使引气剂完善的发挥作用，还必须在需要时添加辅助引气剂、稳泡剂、消泡剂等其他