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1、外加剂 省建研院省建研院 省建研院省建研院 混凝土是土木、建筑、水利以及许多工程中使用得十分广泛的材料，随着科学技术的不断发展，对混凝土的各方面性能就会不断地提出各种新的要求。如何满足这些要求，可以采用多种途径，而使用混凝土外加剂则是其中一种效果显著、使用方便、经济合理的手段。省建研院省建研院 特别是在重点工程中，要求混凝土具有良好的耐久性，使用寿命为100年，必须按高性能混凝土的要求施工，因此，配制高性能混凝土所需的高效减水剂更是必不可少的。目前，混凝土外加剂已逐渐成为混凝土中除砂、石、水泥和水之外必不可少的第五组分材料。省建研院省建研院 混凝土外加剂的作用与社会意义 改善混凝土性能，促进了
2、施工技术革命 品种较多，功能各异，提高和改善混凝土各项性能 省建研院省建研院 金茂大厦 投资5.6亿美元 88层 420.5米 世界第三、中国第一高楼 通过应用泵送剂和泵送技术将混凝土一泵到顶。省建研院省建研院 外加剂定义 外加剂是指能有效改善混凝土某项或多项性能的一类材料，掺量一般水泥量的5%，却能显著改善混凝土的和易性、强度、耐久性或调节凝结时间及节约水泥。省建研院省建研院 省建研院省建研院外加剂的分类外加剂的分类 1改善混凝土流变性能的外加剂 减水剂、引气剂、泵送剂等。2调节混凝土凝结硬化性能的外加剂 缓凝剂、速凝剂、早强剂等。3调节混凝土含气量的外加剂 引气剂、加气剂、泡沫剂等。省建研
3、院省建研院 4改善混凝土耐久性的外加剂 引气剂、防水剂、阻锈剂等。5提供混凝土特殊性能的外加剂 防冻剂、膨胀剂、着色剂、引气剂和泵送剂等。省建研院省建研院减水剂 减水剂是指在混凝土坍落度相同的条件下，能减少拌合用水量；或者在混凝土配合比和用水量均不变的情况下，能增加混凝土坍落度的外加剂。减水剂普通减水剂高效减水剂复合型减水剂 省建研院省建研院减水剂的主要功能（1）配合比不变时显著提高流动性。（2）流动性和水泥用量不变时，减少用水量、降低水灰比、提高强度。（3）保持流动性和强度不变时，节约水泥用量、降低成本。（4）配置高强高性能混凝土颗粒。省建研院省建研院减水剂的作用机理 减水剂提高混凝土拌合物
4、流动性的作用机理主要包括分散作用和润滑作用两方而。减水剂实际上为一种表面活性剂，长分子链的一端易溶于水亲水基，另一端难溶于水憎水基，如图所示。省建研院省建研院 省建研院省建研院 分散作用 水泥加水拌合后，由于水泥颗粒分子引力的作用，使水泥浆形成絮凝结构，使10%30%的拌合水被包裹在水泥颗粒之中，不能参与自由流动和润滑作用，从而影响了混凝土拌合物的流动性（如图a）省建研院省建研院 当加入减水剂后，由于减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有同一种电荷（通常为负电荷），形成静电排斥作用，促使水泥颗粒相互分散，絮凝结构破坏，释放出被包裹部分水，参与流动，从而有效地增加混凝土拌合物的流
5、动性（如图b）。省建研院省建研院 润滑作用 减水剂中的亲水基极性很强，因此水泥颗粒表面的减水剂吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜（图c），这层水膜具有很好的润滑作用，能有效降低水泥颗粒间的滑动阻力，从而使混凝土流动性进一步提高。省建研院省建研院 省建研院省建研院 常用减水剂品种（1）木质素系减水剂（2）萘磺酸盐系减水剂（3）树脂系减水剂（4）糖蜜类减水剂 省建研院省建研院 早强剂早强剂 早强剂是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。主要作用机理是加速水泥水化速度，加速水化产物的早期结晶和沉淀。省建研院省建研院 主要功能：缩短混凝土施工养护期，加快施工进度，提高模板的周转率。主要适用：有早强
6、要求的混凝土工程及低温、负温施工混凝土、有防冻要求的混凝土、预制构件、蒸汽养护等等。省建研院省建研院 氯化钙早强剂 氯盐类早强剂主要有CaCl2、NaCl、KCl、AlCl3和FeCl3等。工程上最常用的是CaCl2，为白色粉末，适宜掺量0.5%3%。由于Cl-对钢筋有腐蚀作用，故钢筋混凝土中掺量应控制在1%以内。省建研院省建研院 氯盐类早强剂对混凝土耐久性有一定影响，因此CaCl2早强剂及氯盐复合早强剂在某些工程中使用时受到一定的限制。省建研院省建研院 硫酸盐类早强剂 硫酸盐类早强剂主要有硫酸钠（即元明粉，俗称芒硝）、硫代硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝及硫酸铝钾（即明矾）等，建筑工程中最常用的为硫酸
7、钠早强剂。省建研院省建研院 硫酸钠早强剂在预应力混凝土结构中的掺量不得大于1%；潮湿环境中的钢筋混凝土结构中掺量不得大于1.5%；严格控制最大掺量，超掺可导致混凝土后期膨胀开裂，强度下降；混凝土表面起“白霜”，影响外观和表面装饰。省建研院省建研院 有机胺类早强剂 有机胺类早强剂主要有三乙醇胺、三异醇胺等。工程上最常用的为三乙醇胺。省建研院省建研院 三乙醇胺为无色或淡黄色油状液体，呈碱性，易溶于水。三乙醇胺的掺量极微，一般为水泥重的0.02%0.05%，虽然早强效果不及CaCl2，但后期强度不下降并略有提高，且无其他影响混凝土耐久性的不利作用。但掺量不宜超过0.1%，否则可能导致混凝土后期强度下
8、降。省建研院省建研院 引气剂引气剂 引气剂是指混凝土在搅拌过程中能引入大量均匀、稳定且封闭的微小气泡的外加剂。气泡直径一般0.021.0mm，绝大部分0.2mm。引气剂作用于气液界面，使表面张力下降，从而形成稳定的微细封闭气孔。省建研院省建研院 常用引气剂有松香树脂、烷基苯磺碱盐、脂肪醇磺酸盐等等。最常用的为松香热聚树脂和松香皂两种。掺量一般为0.005%0.01%。严防超量掺用，否则将严重降低混土强度。省建研院省建研院 引气剂的主要功能（1）改善混凝土拌合物的和易性 在拌合物中，相互封闭的微小气泡能起到滚珠作用，减小骨料间的摩阻力，从而提高混凝土的流动性。若保持流动性不变，可减少用水量。大量
9、微细气泡能吸附一层稳定的水膜，从而减弱了混凝土的泌水性，故能改善混凝土的保水性和粘聚性。省建研院省建研院 （2）提高混凝土耐久性 大量的微细气泡堵塞和隔断了混凝土中的毛细孔通道，同时泌水造成的孔缝也减少，因而大大提高混凝土的抗渗、抗腐蚀和抗风化性能；另外，连通毛细孔减少，吸水率相应减小，且能缓冲水结冰时引起的内部水压力，从而使抗冻性大大提高。省建研院省建研院 引气剂的应用和注意事项 引气剂主要应用于具有较高抗渗和抗冻要求的混凝土工程，提高混凝土耐久性，也可用来改善泵送性。工程上常与减水剂复合使用，或采用复合引气减水剂。省建研院省建研院 由于引气剂导致混凝土含气量提高，混凝土有效受力面积减小，故
10、混凝土强度将下降，一般每增加1%含气量，抗压强度下降5%左右，抗折强度下降2%3%。故引气剂的掺量必须通过含气量试验严格加以控制。省建研院省建研院 缓凝剂缓凝剂 缓凝剂是指能延长混凝土的初凝和终凝时间的外加剂，最常用的缓凝剂为木钙和糖蜜。糖蜜的缓凝效果优于木钙，一般能缓凝3h以上。主要功能有：省建研院省建研院 1降低大体积混凝土的水化热和推迟温峰出现时间，有利于减小混凝土内外温差引起的应力开裂。2便于夏季施工和连续浇捣的混凝土，防止出现混凝土施工缝。3便于泵送施工、滑模施工和远距离运输。4通常具有减水作用，故亦能提高混凝土后期强度或增加流动性或节约水泥用量。省建研院省建研院 其他品种的外加剂其
11、他品种的外加剂 1.膨胀剂 2.速凝剂 3.防冻剂 4.加气剂 省建研院省建研院 膨胀剂 膨胀剂是指能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。掺入膨胀剂的目的是补偿混凝土自身收缩、干缩和温度变形，防止混凝土开裂，并提高混凝土的密实性和防水性能。省建研院省建研院 常用膨胀剂品种有硫铝酸钙、氧化钙、氧化镁、铁屑膨胀剂和复合膨胀剂;也有采用加气类膨胀剂，如铝粉膨胀剂。省建研院省建研院 速凝剂 速凝剂是指能使混凝土迅速硬化的外加剂。一般初凝时间小于5min，终凝时间小于10h，1h内即产生强度，3天强度可达基准混凝土3倍以上，但后期强度一般低于基准混凝土。省建研院省建研院 常用品种有红星I型、711、782
12、和8604型等。速凝剂主要用于喷射混凝土和紧急抢修工程、军事工程、防洪堵水工程等,如矿井、隧道、引水涵洞、地下工程岩壁衬砌、边坡和基坑支护等等。省建研院省建研院 防冻剂 防冻剂指能使混凝土中水的冰点下降，保证混凝土在负温下凝结硬化并产生足够强度的外加剂。常用防冻剂各类有：（1）氯盐类防冻剂 （2）氯盐类阻锈防冻剂 （3）氯盐类防冻剂 （4）无氯低碱/无碱类防冻剂 省建研院省建研院 加气剂 以化学反应的方法引入大量封闭气泡，用以调节混凝土的含气量和表观密度，也可以用来生产轻混凝土。常用的加气剂有：1H2释放型加气剂 4C2H2释放型加气剂 2O2释放型加气剂 5空气释放型加气剂 3N2释放型加气
13、剂 6高聚物型加气剂 省建研院省建研院 外加剂 使用注意事项 1对产品质量严格检验 2对外加剂品种的选择 3外加剂掺量的选择 4外加剂的掺入方法 省建研院省建研院 外加剂主要技术指标的检测方法 执行标准 混凝土外加剂 GB80762008 本标准适用于高性能减水剂、高效减水剂、普通减水剂、引气减水剂、泵送剂、早强剂、缓凝剂、及引气剂共八类混凝土外加剂。省建研院省建研院 主要技术指标 减水率 泌水率比 含气量 凝结时间之差（初凝、终凝）1h经时变化量（坍落度、含气量）抗压强度比 省建研院省建研院 试验方法 水泥：混凝土外加剂性能检验用基准水泥 砂：采用区中砂，细度模数为2.62.9 石子：公称直
14、径为5mm20mm的碎石或卵石 省建研院省建研院 试验方法 基准混凝土配合比JGJ55进行设计，并应符合以下规定：水泥用量：掺高性能减水剂或泵送剂的混凝土单位水泥用量为360kg/m3;掺其他品种外加剂的混凝土单位用水量为330kg/m3 砂率：掺高性能减水剂或泵送剂的砂率为43%-47%；掺其他品种外加剂的混凝土砂率为36%-40%外加剂掺量：按生产成家指定掺量 用水量：掺高性能减水剂或泵送剂的混凝土坍落度在21010mm；掺其他品种外加剂的混凝土坍落度8010mm 省建研院省建研院 混凝土搅拌 拌合量应在20L至45L之间。外加剂为粉状时，将水泥、砂、石、外加剂一次搅拌，再加水拌合；外加剂
15、为液体时，将水泥、砂、砂一次搅拌，再加入掺有外加剂的拌合水一起搅拌。环境温度为203。省建研院省建研院 坍落度和1h经时变化量测定 坍落度的测定 混凝土坍落度按照GB/T50080的规定；但坍落度为21010mm的混凝土，分两层装料，每层装入筒高的一半，每层插捣15次。省建研院省建研院 坍落度1h经时变化量测定 当要求测定此项时，将混凝土装入试样筒内，容器加盖，静置1h，然后倒出，搅拌翻匀后测定坍落度，计算坍落度之间的差值 计算公式如下：Sl=Sl0-Sl1h Sl 坍落度经时变化量，mm Sl0 初始测得坍落度，mm Sl1h 1h后测得的坍落度，mm 省建研院省建研院 减水率测定 减水率为
16、坍落度基本相同时，基准混凝土和受检混凝土单位用水量之间的差与基准混凝土单位用水量之比。省建研院省建研院 式中：WR 减水率，%W0 基准混凝土单位用水量，kg/m3 W1 受检混凝土单位用水量，kg/m3 WR试验的算术平均值计，精确到1%，若三组中最大值或最小值与中间值的差超过中间值的15%，则把最大值和最小值一并舍去，取中间值；若两个测值与中间值之差超过15%时，则该批试验结果无效。省建研院省建研院 泌水率比测定 泌水率测定方法如下：将混凝土拌合物装入容积为5L的带盖筒中，振动20s，抹平后加盖防水分蒸发。试样比筒口低20mm。自抹面开始计时，在前60min，每隔10min吸水一次，以后每
17、隔20min吸水一次直至梁旭三次无泌水为止。泌水量精确至1g。省建研院省建研院 减泌水率比计算公式如下，精确至1%：RB泌水率比，%；Bt 受检混凝土泌水率，%Bc 基准混凝土泌水率，%省建研院省建研院 凝结时间差测定 泌水率测定方法如下：将混凝土拌合物采用5mm振动筛筛出砂浆，拌匀后装入规定的金属圆筒内，试样略低于筒口10mm，振动台振实后置于202环境中，容器加盖。基准混凝土在成型后34h，掺早强剂在12h，掺缓凝剂在46h开始测定，以后每隔0.5h或1h测定一次。省建研院省建研院 凝结时间差计算公式T凝结时间之差，min Tt受检混凝土初、终凝节时间，min Tc基准混凝土初、终凝节时间，min 省建研院省建研院 抗压强度比测定 抗压强度比以掺外加剂混凝土与基准混凝土同龄期抗压强度之比，精确至1%。Rf抗压强度比，%；ft 受检混凝土抗压强度，%fc 基准混凝土抗压强度，%