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1、第七节第七节 外加剂外加剂一、外加剂的定义一、外加剂的定义二、外加剂的分类二、外加剂的分类三、常用外加剂三、常用外加剂四、外加剂的使用四、外加剂的使用 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(特特殊殊情情况况除除外外)。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，被被称称为为第第五五组组分分，获获得得愈愈来来愈愈广泛的应用。广泛的应用。一、外加剂的定义一
2、、外加剂的定义表面活性剂表面活性剂：能够被吸附在物体界面，并能降低能够被吸附在物体界面，并能降低界面张力的物质。分为：界面张力的物质。分为：1、离子型：阳离子型、离子型：阳离子型 阴离子型阴离子型 两性离子型两性离子型2、非离子型：不能电离生成离子，本身具有极性，、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，它的亲水基主要是能够吸附水分子起亲水基作用，它的亲水基主要是由一定数量的含氧基团构成，水溶液稳定性好，不由一定数量的含氧基团构成，水溶液稳定性好，不受无机盐酸碱的影响。受无机盐酸碱的影响。一、外加剂的定义一、外加剂的定义 表表面面活活性性剂剂是是具具有有显显著著改
3、改变变(通通常常为为降降低低)液液体体表表面面张张力力或或二二相相间间界界面面张张力力的的物物质质，其其分分子由亲水基团和憎水基团二个部分组成。子由亲水基团和憎水基团二个部分组成。亲水基团憎水基团一、外加剂的定义一、外加剂的定义 根据混凝土外加剂的分类、命名与定义根据混凝土外加剂的分类、命名与定义(GB807587)GB807587)的规定，混凝土外加剂按其主要功能分为的规定，混凝土外加剂按其主要功能分为四类：四类：(1)(1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括各种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。减水剂、引气剂和泵送剂等。(2)(2)调节混凝土凝结时间、
4、硬化性能的外加剂。包括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。缓凝剂、早强剂和速凝剂等。(3)(3)改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等水剂和阻锈剂等。(4)(4)改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨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。胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂等。二、外加剂的分类二、外加剂的分类三、常用外加剂三、常用外加剂l1 1、减水剂、减水剂l2 2、早强剂、早强剂l3 3、引气剂、引气剂l4 4、调凝剂、调凝剂 (一一)减水剂减水剂 减水剂是当前外加剂中品
5、种最多、应用最广的减水剂是当前外加剂中品种最多、应用最广的一种，根据其功能分为：一种，根据其功能分为：1 1、普通减水剂、普通减水剂(在混凝土坍落度基本相同的条件下，在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂能减少拌合用水量的外加剂)；2 2、高效减水剂、高效减水剂(在保持混凝土坍落度基本相同的条在保持混凝土坍落度基本相同的条件下，能大幅度减少用水量的外加剂件下，能大幅度减少用水量的外加剂)；3 3、引气减水剂、引气减水剂(兼有引气和减水功能的外加剂兼有引气和减水功能的外加剂)；4 4、缓凝减水剂、缓凝减水剂(兼有缓凝和减水功能的外加剂兼有缓凝和减水功能的外加剂)；5 5、早强减
6、水剂、早强减水剂(兼有早强和减水功能的外加剂兼有早强和减水功能的外加剂)。使用减水剂的目的使用减水剂的目的：1、使混凝土的原配合比不变，流动性提、使混凝土的原配合比不变，流动性提高。高。2、使混凝土的流动性及水泥用量不变，、使混凝土的流动性及水泥用量不变，降低用水量，使强度提高。降低用水量，使强度提高。3、保持混凝土拌和物的流动性、水灰比、保持混凝土拌和物的流动性、水灰比不变，使水泥用量降低。不变，使水泥用量降低。(一一)减水剂减水剂 减减水水剂剂按按其其主主要要化化学学成成分分为为：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
7、以及腐植酸盐等。糖钙以及腐植酸盐等。1 1、减水剂的作用机理、减水剂的作用机理水泥加水后，产生絮状结构，其原因是：水泥加水后，产生絮状结构，其原因是：（1 1）水泥矿物在水化过程中所带电荷不同。）水泥矿物在水化过程中所带电荷不同。（2 2）在溶液中热运动相互碰撞，相互吸引。）在溶液中热运动相互碰撞，相互吸引。（3 3）粒子间范德华力及初期水化反应引起的。）粒子间范德华力及初期水化反应引起的。1 1、减水剂的作用机理、减水剂的作用机理 1 1、当水泥浆中加入减水剂后，减水剂分子中的憎水基定向吸附于、当水泥浆中加入减水剂后，减水剂分子中的憎水基定向吸附于水泥质点表面，亲水基团指向水溶液，在水泥颗粒
8、表面形成单分子或水泥质点表面，亲水基团指向水溶液，在水泥颗粒表面形成单分子或多分子吸附膜，在电斥力作用下，使原来水泥加水后由于水泥颗粒间多分子吸附膜，在电斥力作用下，使原来水泥加水后由于水泥颗粒间分子凝聚力等多种因素而形成的絮凝结构打开，把被束缚在絮凝结构分子凝聚力等多种因素而形成的絮凝结构打开，把被束缚在絮凝结构中的游离水释放出来，这就是由减水剂分子吸附产生的分散作用。中的游离水释放出来，这就是由减水剂分子吸附产生的分散作用。2 2、水泥加水后，水泥颗粒被水湿润，湿润愈好，在具有同样工作、水泥加水后，水泥颗粒被水湿润，湿润愈好，在具有同样工作性能的情况下所需的拌和水量也就愈少，且水泥水化速度
9、亦加快。性能的情况下所需的拌和水量也就愈少，且水泥水化速度亦加快。3 3、当有表面活性剂存在时，降低了水的表面张力和水与水泥颗粒、当有表面活性剂存在时，降低了水的表面张力和水与水泥颗粒问的界面张力，这就使水泥颗粒易于湿润、利于水化；问的界面张力，这就使水泥颗粒易于湿润、利于水化；4 4、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，、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剂化层增厚，增加了水泥颗粒间的滑动能力，又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能力，又起了润滑作用若是引气型减水剂，则润滑作用更为明显。起了润滑作用若是引气型减水剂，则
10、润滑作用更为明显。1 1、减水剂的作用机理、减水剂的作用机理 (1)(1)木质素磺酸盐系减水剂木质素磺酸盐系减水剂 这类减水剂根据其所带阳离子的不同，这类减水剂根据其所带阳离子的不同，有木质素磺酸钙有木质素磺酸钙(木钙木钙)、木质素磺酸钠、木质素磺酸钠(木钠木钠)、木质素磺酸镁、木质素磺酸镁(木镁等木镁等)。其中木。其中木钙减水剂钙减水剂(又称又称M M型减水剂型减水剂)使用较多。使用较多。木木钙减水剂的掺量，一般为水泥质量的钙减水剂的掺量，一般为水泥质量的0.20.20.30.3。2 2、常用减水剂、常用减水剂 当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，其减当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，其减
11、水率为水率为10101515，混凝土，混凝土2828d d抗压强度提高抗压强度提高10102020；若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，；若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，则可节省水泥用量则可节省水泥用量1010左右；若保持混凝土的配合左右；若保持混凝土的配合比不变，则可提高混凝土坍落度比不变，则可提高混凝土坍落度8080一一100100mmmm。木钙木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，掺量过多或在低温下减水剂对混凝土有缓凝作用，掺量过多或在低温下缓凝作用更为显著，而且还可能使混凝土强度降低缓凝作用更为显著，而且还可能使混凝土强度降低r r使用时应注意。木钙减水剂是引气型减水剂，掺使用时应注意。木
12、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。用后可改善混凝土的抗渗性、抗冻性、降低泌水性。(1)(1)木质素磺酸盐系减水剂木质素磺酸盐系减水剂 木钙减水剂可用于一般混凝土工程，尤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、滑模施工、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。木钙减水剂不宜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，在日最低气温低于单独用于冬季施工，在日最低气温低于55时，时，应与早强剂或早强剂、防冻剂等复合使用。应与早强剂或早强剂、防冻剂等复合使用。木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及预木钙减水剂也不
13、宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土。应力混凝土。(1)(1)木质素磺酸盐系减水剂木质素磺酸盐系减水剂 多环芳香族磺酸盐系减水剂的主要成分为萘或萘的同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，故又称荼系减水剂。萘系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、惠、甲基荼等馏减水剂通常是由工业萘或煤焦油中的荼、惠、甲基荼等馏分，经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成。萘分，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，也有为棕色粘稠液体。我国市系减水剂一般为棕色粉末，也有为棕色粘稠液体。我国市场上这
14、类减水剂的品牌很多，如场上这类减水剂的品牌很多，如NNONNO、FDNFDN、SPlSPl、UNFUNF2 2、SNRSNR、MFMF、建建1 1等等。其中大部分品牌为非引气型减等等。其中大部分品牌为非引气型减水剂。水剂。萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的0.50.51.01.0，减水率为，减水率为10102525。(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 混凝土混凝土2828d d强度提高强度提高2020以上。在保持以上。在保持混凝土强度和坍落度相近时，则可节约水混凝土强度和坍落度相近时，则可节约水泥用量泥用量10102020。萘系减水剂对不
15、同品。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、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，低以上施工的混凝土，低于此温度则宜与早强剂复合使用。于此温度则宜与早强剂复合使用。(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、古玛隆树脂等聚氰胺树脂、古玛隆树脂等，我国生产的我国生产的SMSM减水剂即是将三聚氰胺与减水剂即是将三聚氰胺
16、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减水剂则是以古玛隆一苟树减水剂则是以古玛隆一苟树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。脂磺酸钠为主要成分的减水剂。SMSM减水剂掺量为水泥质量的减水剂掺量为水泥质量的0.50.52.02.0，其减水率为，其减水率为15152727，混凝土混凝土3 3d d强度提高强度提高3030100100，2828d d强度提高强度提高2020一一3030。CRSCRS减水减水剂掺量为水泥质量的剂掺量为水泥质量的0.750
17、.752.02.0，其减水率为，其减水率为18183030，混凝，混凝土土3 3d d强度提高强度提高4040130130，2828d d强度可提高强度可提高2020一一3030。这二种减水。这二种减水剂除具有显著的减水、增强效果外，还能提高混凝土的其他力学性能剂除具有显著的减水、增强效果外，还能提高混凝土的其他力学性能和混凝土的抗渗、抗冻性，对混凝土的蒸养适应性也优于其他外加剂。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。水溶性树脂系减水剂为高效减水剂，适用于早强、高强、蒸养及流态水溶性树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。混凝土等。(3)(3)水
18、溶性树脂系减水剂水溶性树脂系减水剂（二）早强剂（二）早强剂l定义：是指能提高混凝土的早期强度的外加剂。有定义：是指能提高混凝土的早期强度的外加剂。有氯化物系、硫酸盐系、三乙醇胺、石膏等。氯化物系、硫酸盐系、三乙醇胺、石膏等。l早强机理：早强机理：（1 1）能够尽早与）能够尽早与C C3 3A A作用生成钙矾石作用生成钙矾石（2 2）能生成难溶的复盐）能生成难溶的复盐 CaClCaCl2 2+C+C3 3A A 水化氯铝酸钙水化氯铝酸钙 CaClCaCl2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2 氧氯化钙氧氯化钙（三）引气剂（三）引气剂l定义：是指能在混凝土拌合物中产生一定量的微小定义：是指能在混
19、凝土拌合物中产生一定量的微小独立气泡并使之均匀分布其中的外加剂。如松香热独立气泡并使之均匀分布其中的外加剂。如松香热聚物、松香皂等。聚物、松香皂等。引气剂：在混凝土拌合物中加入少量的金属粉末引气剂：在混凝土拌合物中加入少量的金属粉末（如铝粉等），浇注时发生反应，放出大量的氢气（如铝粉等），浇注时发生反应，放出大量的氢气等气体，使浆体体积显著膨胀。等气体，使浆体体积显著膨胀。l掺量：万分之掺量：万分之0.5 0.5 1.11.1，引气量为，引气量为3 3 6%6%。l引气机理引气机理：能吸附空气表面，憎水基向里，亲水基向外，能吸附空气表面，憎水基向里，亲水基向外，吸附水分子，使气泡稳定存在。吸附
20、水分子，使气泡稳定存在。l引气剂的作用：引气剂的作用：1、由于水分子均匀分布气泡表面，改善了混凝土的粘、由于水分子均匀分布气泡表面，改善了混凝土的粘聚性，保水性。聚性，保水性。2、气泡起滚珠、润滑作用，使混凝土的流动性提高，、气泡起滚珠、润滑作用，使混凝土的流动性提高，节约水泥。节约水泥。mm的微气泡稳定均匀分布，遮断了毛细管道，抗渗性、抗冻的微气泡稳定均匀分布，遮断了毛细管道，抗渗性、抗冻性提高。性提高。4、气泡的弹性变形，对抗裂性有利。、气泡的弹性变形，对抗裂性有利。5、气泡的存在，使混凝土的强度降低。但水灰比降低，、气泡的存在，使混凝土的强度降低。但水灰比降低，使混凝土强度得到补偿。使混
21、凝土强度得到补偿。（三）引气剂（三）引气剂（四）调凝剂（四）调凝剂l缓凝剂：能延缓混凝土的凝结时间，而不显著缓凝剂：能延缓混凝土的凝结时间，而不显著影响混凝土的后期强度的外加剂。掺量为影响混凝土的后期强度的外加剂。掺量为0.03 0.03%，应用：油井工程、大体积混凝土、商品，应用：油井工程、大体积混凝土、商品混凝土等。混凝土等。l速凝剂：能使混凝土迅速凝结，并改善混凝土速凝剂：能使混凝土迅速凝结，并改善混凝土与基底的粘结性及稳定性。掺量为与基底的粘结性及稳定性。掺量为2.5 2.5 4 4%，应用：喷射混凝土、抢修工程等。应用：喷射混凝土、抢修工程等。四、外加剂的使用四、外加剂的使用l先掺法：先掺法：与水泥等一起混合后加水拌合。与水泥等一起混合后加水拌合。l同掺法：同掺法：加水配成溶液后掺入。加水配成溶液后掺入。l滞水法：滞水法：滞水于滞水于2 23 3minmin加入。加入。l后掺法：后掺法：将拌合物拌好送到浇注地点后加入。将拌合物拌好送到浇注地点后加入。