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1、第5章 混凝土(4)外加剂：是在拌制混凝土过程中掺入的用以改善混凝土性质的物质。掺量很小。一般不大于水泥重量的5%（膨胀剂例外，掺量约10%左右）。矿物外加剂(掺合料、外掺料)：是指在混凝土拌合物中掺入量超过水泥质量的5，在配合比设计时，需要考虑体积或质量变化的外加材料。如粉煤灰、矿渣、硅灰、沸石粉等。5.4 混凝土的外加材料5.4.1 混凝土外掺料(1)粉煤灰1)粉煤灰成品的质量要求与等级表5.19 粉煤灰质量指标与等级2)粉煤灰掺合料的工程应用泵送混凝土、大体积混凝土、低强度混凝土 表5.20 粉煤灰取代水泥的最大限量5.4 混凝土的外加材料5.4.1 混凝土外掺料(2)粒化高炉矿渣粉表5
2、.21 矿渣粉技术要求工程应用：大体积混凝土、高强混凝土5.4 混凝土的外加材料5.4.1 混凝土外掺料(3)硅灰1)硅灰的化学成分及主要性能化学成分(二氧化硅含量为85-98)表5.22 我国某些铁合金厂硅灰的化学成分主要性能a.密度2.2g/cm3，堆积密度为250300kg/m3 b.细度：粒径0.10.5m。其比表面积为1800030000m2/g，是水泥比表面积(300m2g)的50-100倍。c.火山灰活性：最高表5.23 硅灰及其它掺合料的火山灰活性指标5.4 混凝土的外加材料2)硅灰的应用技术对混凝土性能的影响a.能防止混凝土拌合物的离析，提高其可泵性b.提高混凝土的抗压强度表
3、5.24 掺硅灰混凝土的抗压强度c.提高混凝土的密实性、抗渗性、抗冻性及耐久性图5.26 不同矿物掺料混凝土冻融膨胀率d.抑制碱骨料反应5.4 混凝土的外加材料5.4.2 混凝土外加剂表5.25 混凝土外加剂分类图5.27 表面活性剂的分子模型图5.28 表面活性剂的分子在水表面吸附定向排列示意图5.4 混凝土的外加材料5.4.2 混凝土外加剂(1)减水剂1)减水剂的作用机理吸附一分散作用 图5.29 水泥絮凝结构示意图 图5.30 减水剂的作用简图润滑塑化作用：溶剂化水膜5.4 混凝土的外加材料(1)减水剂根据使用条件不同，掺减水剂可以产生以下几个方面的效果：a在原配合比不变的条件下，可增大
4、混凝土拌合物的流动性，且不致降低混凝土的强度。b在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以减少用水量及水泥用量，节约水泥。c在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可以减少用水量，从而降低水灰比，使混凝土的强度及耐久性得到提高。5.4 混凝土的外加材料加10%水 基准 加0.1%减水剂2)减水剂常用品种木质素系减水剂萘系减水剂水溶性树脂减水剂糖蜜类减水剂复合减水剂5.4 混凝土的外加材料减水剂常用品种(1)普通减水剂（减水率510%）木质素系减水剂多元醇系(2)高效减水剂(superplasticizer)(减水率10%25%）萘系减水剂水溶性树脂减水剂(3)高性能减水剂（减水率25%）氨基磺酸盐、多
5、羧酸系接枝类共聚物(4)复合减水剂5.4 混凝土的外加材料3)减水剂的使用方法掺量：0.3%1%不等掺法：同掺、后掺与水泥的相容性5.4 混凝土的外加材料(2)早强剂多用于加速砼硬化，缩短施工周期，加快施工速度提高模板周转率以及抢修工程5.4 混凝土的外加材料早强剂（1）无机物氯盐类：CaCl2，NaCl，KCl，AlCl3等，其中，多用CaCl2，掺量：0.51.0%为宜，能使砼3天强度提高50100%，7天提高2040%。（2）硫酸盐类：Na2SO4(元明粉)，CaSO4，其中，Na2SO4用的较多，适宜掺量0.52.0%。（3）有机胺类：主要有TEA（三乙醇胺），TP（三异丙醇胺等）TE
6、A呈无色或淡黄色油状液体，碱性，能溶于水。掺量为0.020.05%。5.4 混凝土的外加材料氯盐类早强剂对易使钢筋锈蚀；硫酸盐早强剂掺量过多，表面易出现“白霜”。TEA它单独作用时，更表现出缓凝性，早强效果不明显，而与无机盐，特别是Cl盐复合使用，早强、增强效果才明显发挥。早强剂副作用5.4 混凝土的外加材料(3)引气剂使砼在搅拌过程中引入在量的均匀分布的封闭的微小气泡，（201000um）。常用的引气剂为松香热聚物、松香皂，其掺量十分微小，一般为水泥质量的0.5万1.5万。5.4 混凝土的外加材料（1）改善砼和易性滚珠作用；（2）提高抗渗、抗冻性（一定引气量范围内）；（3）强度一般降低，但可
7、以由减水作用得到一定的补偿。引气剂主要作用5.4 混凝土的外加材料(4)缓凝剂 延长混凝土及砂浆的凝结时间并对后期强度发展无不利影响的外加剂。5.4 混凝土的外加材料无机类：（1）硼酸盐、磷酸盐、锌盐等（0.10.2%）有机类：（2）羟其羧酸及盐类；酒石酸，柠檬酸、葡糖酸等（0.030.1%）（3）含糖碳水化合物类，糖蜜、葡糖、蔗糖等（0.10.3%）（4）木质素磺酸类：MCa，MNa等（0.20.8%）（5）多元醇类：如纤维素，多元醇等（0.010.3%常用缓凝剂类别及掺量范围5.4 混凝土的外加材料主要机理：缓凝剂吸附于水泥颗粒表面，阻碍与水的水化而获得缓凝性。缓凝剂5.4 混凝土的外加材
8、料（1）掺量凝结时间，强度；（2）与水泥的适应性；（3）与减水剂的适应性；（4）掺加方法，如木钙在加水拌合后1min加入，凝结时间（初、终）再延长2h，加水拌合2min后，凝结时间延长2.53h；（5）温度，T5时不宜用缓凝剂缓凝剂使用技术要求：5.4 混凝土的外加材料(5)泵送剂泵送剂由高效减水剂、缓凝剂、引气剂和增稠剂等复合制成。(6)防冻剂防冻组分、早强组分、引气组分(7)膨胀剂 补偿收缩5.4 混凝土的外加材料总之，无论何种外机剂，均要求其中离子对砼性能，特别是强度和耐久性不产生影响。再者要注意外加剂使用要点：掺量；掺加方法；与水泥的适应性；相互间适应性；有害离子；品种选择；要点5.4
9、 混凝土的外加材料附 录粉煤灰是以燃煤发电的火力发电厂排出的一种工业废渣。磨成一定细度的煤粉在煤粉锅炉中燃烧后（炉膛内温度高达11001500），由吸尘器负压抽风收集的细飞灰（Fly Ash）称为粉煤灰。粉煤灰粉煤灰质量指标与等级高炉矿渣是炼铁过程中的废渣。在高炉炼铁时，铁矿石、燃料及溶剂矿物（石灰石或白云石），在冶炼条件下氧化铁还原成金属铁，溶剂矿物分解后产生的氧化钙与矿石中杂质SiO2、Al2O3等相熔并互相作用生成为一种熔融液的非金属物，其密度比铁水小，熔融液的2.52.8，而铁水的7.08.0，它易与铁水相分离，炉子的下方排出铁水，而炉子上方排出熔融液，经水淬后呈粒状的高炉矿渣。粒化高
10、炉矿渣粉矿渣粉技术要求硅灰是铁合金厂回收的废灰，在采用电炉炼制硅铁时，由炉烟所滤收集的烟灰，其主要成分是二氧化硅，故称之硅灰。硅灰中的非晶态的SiO2含量大于90；硅灰颗粒为微细球形，平均粒径为0.1m，比表面积为2万cm2/g3万cm2/g，比普通水泥所要求的细度小近百倍，而密度又较小，约为2.2gcm3左右。硅灰常用混凝土外加剂分类表面活性剂的分子模型表面活性剂的定向排列水泥絮凝结构示意图减水剂的作用简图表5.24 掺硅灰混凝土的抗压强度硅灰掺量硅灰掺量（占水泥质量计（占水泥质量计%）减水剂用量减水剂用量（占水泥质量计（占水泥质量计%）水泥用量水泥用量/（Kgm3）水水/胶胶坍落度坍落度/cm抗压强度抗压强度/Mpa1d7d28d004700.424.718.7 43.3 51.851.54550.334.743.6 71.3 82.1102.0 4640.30 4.0 47.2 78.7 98.4本节结束