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1、第四节第四节 混凝土外加剂混凝土外加剂 混凝土的主要技术性质混凝土的主要技术性质概述概述混凝土的组成混凝土的组成混凝土外加剂混凝土外加剂混凝土协作比设计混凝土协作比设计其他品种混凝土其他品种混凝土 混混凝凝土土外外加加剂剂是是在在拌拌制制混混凝凝土土过过程程中中掺掺入入，用用以以改改善善混混凝凝土土性性能能的的物物质质。掺掺量量不不大大于于水水泥泥质质量量的的5 5(特特殊殊状状况况除除外外)。外外加加剂剂的的掺掺量量虽虽小小，但但其其技技术术经经济济效效果果却却显显著著，因因此此，外外加加剂剂已已成成为为混混凝凝土土的的重重要要组组成成部部分分，被被称称为第五组分，获得愈来愈广泛的应用。为第
2、五组分，获得愈来愈广泛的应用。一、外加剂的定义 依据混凝土外加剂的分类、命名与定义依据混凝土外加剂的分类、命名与定义(GB807587)的规定，混凝土外加剂按其主要的规定，混凝土外加剂按其主要功能分为四类：功能分为四类：(1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包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。括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。(2)调整混凝土凝合时间、硬化性能的外加剂。调整混凝土凝合时间、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。(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。包括引气剂、防水剂和阻锈剂
3、等防水剂和阻锈剂等。(4)改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气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、防水剂等。剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂等。二、外加剂的分类三、常用外加剂l（一）减水剂l（二）早强剂l（三）引气剂l（四）调凝剂减水剂基本都是表面活性剂表面活性剂：能够被吸附在物体界面，具有显著变更(通常为降低)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。分为：1、离子型：阳离子型 阴离子型 两性离子型2、非离子型：不能电离生成离子，本身具有极性，能够吸附水分子起亲水基作用，它的亲水基主要是由确定数量的含氧基团构成。（一）减水剂憎水
4、基团憎水基团亲水基团亲水基团减水剂是当前外加剂中品种最多、应用最广的一种，依减水剂是当前外加剂中品种最多、应用最广的一种，依据其功能分为：据其功能分为：一般减水剂：在混凝土坍落度基本相同的条件下，能削一般减水剂：在混凝土坍落度基本相同的条件下，能削减拌合用水量的外加剂；减拌合用水量的外加剂；高效减水剂：在保持混凝土坍落度基本相同的条件下，高效减水剂：在保持混凝土坍落度基本相同的条件下，能大幅度削减用水量的外加剂；能大幅度削减用水量的外加剂；引气减水剂：兼有引气和减水功能的外加剂；引气减水剂：兼有引气和减水功能的外加剂；缓凝减水剂：兼有缓凝和减水功能的外加剂；缓凝减水剂：兼有缓凝和减水功能的外加
5、剂；早强减水剂：兼有早强和减水功能的外加剂。早强减水剂：兼有早强和减水功能的外加剂。分散作用分散作用当水泥加水拌和后，会形成絮凝合当水泥加水拌和后，会形成絮凝合构，水泥颗粒包袱着很多拌和水。构，水泥颗粒包袱着很多拌和水。1、减水剂的作用机理当水泥浆中加入减当水泥浆中加入减水剂后，使絮凝合水剂后，使絮凝合构打开，把被束缚构打开，把被束缚在絮凝合构中的游在絮凝合构中的游离水释放出来，这离水释放出来，这就是由减水剂分子就是由减水剂分子吸附产生的分散作吸附产生的分散作用。用。润滑作用润滑作用 减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面，亲减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面的溶水
6、基团指向水溶液，使水泥颗粒表面的溶剂化层增厚，增加了水泥颗粒间的滑动实剂化层增厚，增加了水泥颗粒间的滑动实力，又起了润滑作用。若是引气型减水剂，力，又起了润滑作用。若是引气型减水剂，则润滑作用更为明显。则润滑作用更为明显。运用减水剂的技术经济效果：在用水量保持不变的状况下，坍落度可增大1020mm；保持混凝土的和易性不变，可减水1015%，混凝土强度可提高1520%，特殊是早期强度的提高更为显著；保持混凝土强度不变时，可节约用水1015%；水泥水化放热速度减慢，放热峰出现推迟；混凝土泌水、离析现象得到很大改善；混凝土透水性可降低4080%，可提高抗渗、抗冻、耐化学腐蚀及防锈蚀等实力；可配制特种
7、混凝土。减水剂减水剂木木 质质 素素 磺磺 酸酸 盐盐 系系多多 环环 芳芳 香香 族族 磺磺 酸酸 盐盐 系系水水 溶溶 性性 树树 脂脂 磺磺 酸酸 盐盐 系系糖钙以及腐植酸盐等糖钙以及腐植酸盐等2、常用减水剂 (1)(1)木质素磺酸盐系减水剂木质素磺酸盐系减水剂这类减水剂依据其所带阳离子的不同，有木质素这类减水剂依据其所带阳离子的不同，有木质素磺酸钙磺酸钙(木钙木钙)、木质素磺酸钠、木质素磺酸钠(木钠木钠)、木质素磺、木质素磺酸镁酸镁(木镁等木镁等)。其中木钙减水剂。其中木钙减水剂(又称又称M M型减水剂型减水剂)运用较多。木钙减水剂的掺量，一般为水泥质运用较多。木钙减水剂的掺量，一般为
8、水泥质量的量的0.2-0.30.2-0.3。效果和经济效益：效果和经济效益：n当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，其减水当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，其减水率为率为10-1510-15，混凝土，混凝土28d28d抗压强度提高抗压强度提高10-2010-20;n若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，则可节若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，则可节约水泥用量约水泥用量1010左右；左右；n若保持混凝土的协作比不变，则可提高混凝土坍若保持混凝土的协作比不变，则可提高混凝土坍落度落度8080一一100mm100mm。n木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，掺量过多或在木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，掺量过多
9、或在低温下缓凝作用更为显著，而且还可能使混凝土低温下缓凝作用更为显著，而且还可能使混凝土强度降低强度降低,运用时应留意。运用时应留意。n木钙减水剂是引气型减水剂，掺用后可改善混凝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、抗冻性、降低泌水性。土的抗渗性、抗冻性、降低泌水性。木钙减水剂可用于一般混凝土工程，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。木钙减水工、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，在日最低气温剂不宜单独用于冬季施工，在日最低气温低于低于55时，应与早强剂或早强剂、
10、防冻时，应与早强剂或早强剂、防冻剂等复合运用。木钙减水剂也不宜单独用剂等复合运用。木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土。于蒸养混凝土及预应力混凝土。用途：用途：多环芳香族磺酸盐系减水剂的主要成分为萘或萘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，故又称荼系减水的同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、蒽、剂。萘系减水剂通常是由工业萘或煤焦油中的荼、蒽、甲基荼等馏分，经磺化、水解、缩合、中和、过滤、甲基荼等馏分，经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成。萘系减水剂一般为棕色粉末，也有为棕干燥而制成。萘系减
11、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，如色粘稠液体。我国市场上这类减水剂的品牌很多，如NNONNO、FDNFDN、SPlSPl、UNF2UNF2、SNRSNR、MFMF、建、建1 1等等。等等。其中大部分品牌为非引气型减水剂。其中大部分品牌为非引气型减水剂。萘系减水剂的萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的适宜掺量为水泥质量的0.5-1.00.5-1.0，减水率为，减水率为10-2510-25。(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n可将混凝土可将混凝土28d28d强度提高强度提高2020以上；以上；n在保持混凝土强度和坍落度相近时，则可节约水
12、泥在保持混凝土强度和坍落度相近时，则可节约水泥用量用量10-2010-20。效果和经济效益：效果和经济效益：用途用途萘系减水剂对不同品种水泥的适应性较强。适用于配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、蒸养等混凝土。也适制早强、高强、流态、防水、蒸养等混凝土。也适用于日最低气温用于日最低气温00以上施工的混凝土，低于此温以上施工的混凝土，低于此温度则宜与早强剂复合运用。度则宜与早强剂复合运用。水溶性树脂系减水剂是以一些水溶性树脂为主要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，如三聚氰胺树脂、古玛隆树脂等，我原料的减水剂，如三聚氰胺树脂、古玛隆树脂等
13、，我国生产的国生产的SMSM减水剂减水剂即是将三聚氰胺与甲醛反应生成三即是将三聚氰胺与甲醛反应生成三经甲基三聚氰胺，再经硫酸氢钠磺化而得的以三聚氰经甲基三聚氰胺，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。胺树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。CRSCRS减水剂减水剂则是以则是以古玛隆一苟树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。古玛隆一苟树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。(3)(3)水溶性树脂系减水剂水溶性树脂系减水剂SMSM减水剂减水剂掺量为水泥质量的，其减水率为掺量为水泥质量的，其减水率为15-15-2727，混凝土，混凝土3d3d强度提高强度提高30-10030-100，28d28d强度提
14、强度提高高20-3020-30。这二种减水剂除具有显著的减水、增加效果外，还能这二种减水剂除具有显著的减水、增加效果外，还能提高混凝土的其他力学性能和混凝土的抗渗、抗冻性，提高混凝土的其他力学性能和混凝土的抗渗、抗冻性，对混凝土的蒸养适应性也优于其他外加剂。对混凝土的蒸养适应性也优于其他外加剂。水溶性树水溶性树脂系减水剂为高效减水剂，适用于早强、高强、蒸养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。及流态混凝土等。CRSCRS减水剂减水剂掺量为水泥质量的，其减水率为掺量为水泥质量的，其减水率为18-3018-30，混凝土混凝土3d3d强度提高强度提高40-13040-130，
15、28d28d强度可提高强度可提高20-3020-30。（二）引气剂定义：是指能在混凝土拌合物中产生确定量的微小独立气泡并使之匀整分布其中的外加剂。如松香热聚物、松香皂等。掺量：万分之0.5 1.1，引气量为3 6%。引气剂的作用：1、气泡起滚珠、润滑作用，使混凝土的流淌性提高，若保持流淌性不变，可减水10左右，从而保持水灰比不变而节约水泥。2、0.010.25mm的微气泡稳定匀整分布，遮断了毛细管道，抗渗性、抗冻性提高。3、气泡的弹性变形，对抗裂性有利。4、气泡的存在，使混凝土的有效受压面积减小，使其抗压强度降低。但水灰比降低，使混凝土强度得到补偿。（三）调凝剂l缓凝剂：能延缓混凝土的凝合时间，而不显著影响混凝土的后期强度的外加剂。掺量为0.03-0.1%，应用：油井工程、大体积混凝土、商品混凝土等。l速凝剂：能使混凝土快速凝合，并改善混凝土与基底的粘结性及稳定性。掺量为2.5-4%，应用：喷射混凝土、抢修工程等。定义：能使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够防冻强度的外加剂称为防冻剂。（四）防冻剂在负温度条件下施工的混凝土工程须掺入防冻剂。一般，防冻剂除能降低冰点外，还有促凝、早强、减水等作用，所以多为复合防冻剂。四、外加剂的运用l先掺法：与水泥等一起混合后加水拌合。l同掺法：加水配成溶液后掺入。l后掺法：将拌合物拌好送到浇注地点后加入。