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1、二、减水剂 （1）作用机理 由于水泥颗粒之间和水泥颗粒与水之间的的相互吸力，导致水泥颗粒在水中分散困难，水泥颗粒容易相互粘聚形成絮凝结构，有1030%的拌和水被包含在其中，从而降低了水泥浆的流动性。当减水剂加入水泥浆中，减水剂分子吸附在水泥颗粒表面，作定向排列，组成了单分子或多分子吸附层，使水泥浆结构发生了的变化：水泥颗粒表面带相同电荷，相互间的静电斥力使水泥颗粒易于分散；减水剂分子链上的极性基团使水泥颗粒表面溶剂化层增厚，产生空间位阻，增加了水泥颗粒间的滑动能力，减少了粘滞性，增加润滑性；水泥颗粒易于湿润，自动粘聚能力减弱，塑化能力增强。减水剂分子在水泥颗粒表面的吸附加入减水剂后，絮凝结构被
2、打破加减水剂前的絮凝结构第1页/共25页减水剂分散水泥的机理 加减水剂前 加减水剂后絮 凝分 散没加减水剂的水泥浆加减水剂后的水泥浆第2页/共25页（2）减水剂的技术经济效果在保持用水量不变的情况下，使拌和物的坍落度增大100200mm；在保持坍落度不变的情况下，使用水量减少10%15%，抗压强度增加15%40%；在保持坍落度和强度不变的情况下，可节约水泥10%15%；混凝土的渗水性可降低40%80%；可减慢水泥水化初期的放热速度，减少开裂现象。不同减水剂的减水率木质磺酸盐 515%密胺树脂 525%萘磺酸盐甲醛缩合物 1525%聚丙烯酸盐 2030%聚羧酸脂 2540%第3页/共25页（3）
3、常用减水剂木质素系减水剂 木质素系减水剂主要有木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸钠（木钠）和木质素磺酸镁（木镁）之分，其中以木钙使用最多，并简称剂。剂是以生产纸浆或纤维浆的亚硫酸木浆废液为原料，采用石灰乳中和，经生物发酵除糖、蒸发浓缩、喷雾干燥而制成，为棕黄色粉状物。剂为普通减水剂，其适宜掺量为0.20.3，减水率10左右。剂对混凝土有缓凝作用，一般缓凝。砼外加剂第4页/共25页萘系减水剂 萘系减水剂为高效减水剂，它是以工业萘或由煤焦油中分熘出的含萘及萘的同系物熘分为原料，经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成，为棕色粉末。这类减水剂品种很多，目前我国生产的主要有、MF、建型、等。萘系减水剂
4、适宜掺量为，其减水率较大，为%，增强效果显著，缓凝性很小，大多为非引气型。适用于日最低气温以上的所有混凝土工程，尤其适用于配制高强、早强、流态等混凝土。砼外加剂第5页/共25页 树脂类减水剂 此类减水剂为水溶性树脂，主要为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂，简称密胺树脂减水剂。我国产品有树脂减水剂，为非引气型早强高效减水剂，其各项功能与效果均比萘系减水剂还好。适宜掺量为05.，减水率达。对混凝土早强与增强效果显著，能使混凝土1d 强度提高一倍以上，强度即可达空白混凝土d的强度，长期强度亦明显提高，并可提高混凝土的抗渗、抗冻性能。砼外加剂第6页/共25页糖蜜类减水剂 糖蜜类减水剂为普通减水剂，它是以制糖
5、工业的糖渣、废蜜为原料，采用石灰中和而成，为棕色粉状物或糊状物，其中，国内产品粉状有TF、ST、3FG等，糊状有糖蜜。糖蜜减水剂含糖较多，属非离子表面活性剂适宜掺量为0.20.3，减水率10左右，故属缓凝减水剂。砼外加剂第7页/共25页三、调节混凝土凝结时间的外加剂土木工程应用中，有时需要调节混凝土的凝结时间：例如：隧道内衬、水下工程施工要求混凝土喷出后能迅速凝结；道路修补工程要求混凝土早期强度高，以便早日开放交通；冬天施工，要求混凝土强度增长快，以免冻坏；大体积工程要求混凝土缓慢凝结，以免水化放热太快引起温度应力和变形开裂。第8页/共25页调节凝结时间的外加剂种类早强剂 早强剂能加速新拌混凝
6、土凝固，提高混凝土早期强度，而对后期强度无显著影响的外加剂称为早强剂。防冻剂 在负温下使用的早强剂称为防冻剂或防冻早强剂，它能降低冰点，促使水泥水化放热反应，达到抵抗冰体膨胀的临界强度速凝剂 能使水泥混凝土急速凝结硬化(15min内初凝，210min内终凝)的外加剂。缓凝剂 能延缓水泥混凝土凝结硬化时间，并对后期强度无显著影响的外加剂主要成分有：氯化物：氯化钙、氯化钠；硫酸盐：石膏、硫酸钠；三乙醇胺以及复合早强剂。主要成分有：水溶性铝酸盐、纯碱、碳酸钠，碱金属硅酸盐等。主要成分有：氯化物、亚硝酸盐、硝酸盐、碳酸盐等。主要成分：糖蜜、酒石酸、柠檬酸、硼酸盐、锌酸盐等。第9页/共25页早强剂的作用
7、机理通过同离子效应，降低水泥水化物在水中的溶解度，促使水化物快速结晶沉淀；形成结晶性很好、化学结合水量较大、且有一定膨胀性的不溶性复合盐水化物晶体，如氯铝酸钙、硫铝酸钙水化物，降低了孔隙率、加快了水泥浆结构的形成；提高了水泥浆体的碱性，使水泥矿物的水化速度加快，如三乙醇胺；第10页/共25页速凝剂的作用机理使水泥生产时掺入的起调凝作用的石膏分解，从而使C3A迅速水化；速凝剂中的组分与硫酸钙反应生成能促进水泥水化的化合物；水溶性的铝酸盐能迅速促进水泥浆的凝结硬化。第11页/共25页四、引气剂什么是引气剂？能在混凝土拌和物中产生许多均匀分布的微小气泡(孔径为0.012mm)，并在硬化后仍能稳定存在
8、的外加剂。组成特点：带有憎水基和亲水基的表面活性剂物理化学特性：可溶于水；降低水的表面张力；能吸附在气泡表面，使之稳定。第12页/共25页(1)引气机理 搅拌水可产生气泡，但很快消失，为什么？水的表面张力使气泡不稳定！水中加入引气剂后水的表面张力降低，在搅拌过程中将空气引入而产生许多气泡；通过吸附于气泡表面形成单分子膜，减小液气界面能(表面张力)，使气泡表面的液膜坚固不易破裂而稳定存在。亲水基团憎水基团气泡引气剂稳泡作用的机理第13页/共25页(2)引气剂的作用效果 改善拌和物的和易性，减少用水量5%9%，改善保水性，减少泌水性；混凝土的抗渗性提高50%，抗冻标号提高3倍；降低混凝土的强度，引
9、入1%的空气，可使强度下降56%；增大变形性，降低弹性模量，提高抗裂性和抗冲击性。第14页/共25页(3)常用引气剂 松香热聚物；松香皂；烷基苯磺酸钠；脂肪酸硫酸钠；烷基酚环氧乙烷缩合物等。其用量一般为水泥质量的(0.51.2)/10000 第15页/共25页四、掺合料问题？混凝土中为什么要使用矿物外加剂或掺合料？代替水泥，所以也称水泥代用材料改善混凝土微结构，尤其是界面过渡区结构改善混凝土性能，尤其是耐久性保护生态环境，节约资源和能源第16页/共25页粉煤灰的生产Fly Ash煤粉+-电收尘器锅炉炉底灰粉煤灰烟囱第17页/共25页1、粉煤灰从煤粉炉烟道气体中收集的粉末称为粉煤灰。在混凝土的用
10、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。砼掺合料第18页/共25页磨细高炉矿渣的生产铁水熔融矿渣高 炉水 池水淬烘干、粉磨球磨机第19页/共25页2、粒化高炉矿渣粉 粒化高炉矿渣粉（简称矿渣粉）是指符合GB/T 203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
11、应力钢筋混凝土工程。砼掺合料第20页/共25页加 密硅铁合金厂硅冶炼厂烟罩冷凝硅粉200300kg/m3500600kg/m3硅灰的生产第21页/共25页3、硅粉的特性与应用颗粒非常微细，在高效减水剂强烈的分散作用下，可填充水泥颗粒的间隙，从而进一步降低水胶比，提高强度和抗渗透性能；由于会使拌合物粘聚性明显增大，并加剧自身收缩，通常限制掺量为10%以内；由于表观密度小，运输时体积大、费用高，通常只用于等级很高的混凝土（100MPa）；掺硅粉混凝土必须尽早开始湿养护，以避免开裂。硅灰、凝胶相和未水化水泥颗粒的堆积图像掺加10硅灰的水泥浆体水化14天后的SEM(3500倍)照片第22页/共25页某工程使用等量的42.5普通硅酸盐水泥和粉煤灰配制C25混凝土，工地现场搅拌，为赶进度搅拌时间较短。拆模后检测，发觉所浇筑的混凝土强度波动大，部分低于所要求的混凝土强度指标，请分析原因。案例分析分析答案第23页/共25页谢谢您的观看！第25页/共25页