第四讲混凝土外加剂

1、第四讲混凝土外加剂混凝土的外加剂 第四讲混凝土外加剂n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。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。 第四讲混凝土外加剂第四讲混凝土外加剂n品种较多，功能各异，提高和改善品种较多

2、，功能各异，提高和改善混凝土各项性能。混凝土各项性能。n外加剂新品种和应用技术迅速发展，外加剂新品种和应用技术迅速发展，促进了混凝土施工新技术的发展，促进了混凝土施工新技术的发展，在保证顺利施工和控制质量方面功在保证顺利施工和控制质量方面功效巨大效巨大 。n满足工程耐久性要求的最佳、最有满足工程耐久性要求的最佳、最有效、最易行的途径之一。效、最易行的途径之一。第四讲混凝土外加剂n通过应用泵送剂和泵送通过应用泵送剂和泵送技术将混凝土一泵到顶技术将混凝土一泵到顶投资5.6亿美元88层420.5米世界第三、中国第一高楼金茂大厦金茂大厦第四讲混凝土外加剂三峡大坝三峡大坝n以百年耐久性设计为目标的举世瞩

3、目的工程以百年耐久性设计为目标的举世瞩目的工程第四讲混凝土外加剂青藏铁路青藏铁路n自然条件严酷的青藏铁路顺利施工自然条件严酷的青藏铁路顺利施工第四讲混凝土外加剂n世界最长的跨海大桥世界最长的跨海大桥n造桥史上的丰碑造桥史上的丰碑n筑向大海的世纪长虹筑向大海的世纪长虹 n全长全长36公里，投资公里，投资118亿，混凝土亿，混凝土240万方，桥万方，桥墩墩660个个杭州湾跨海大桥杭州湾跨海大桥第四讲混凝土外加剂外加剂外加剂优质工程必不可少的新材料优质工程必不可少的新材料n高难混凝土技术的实现都离不开混凝土外加剂；高难混凝土技术的实现都离不开混凝土外加剂；n几乎所有重要的混凝土工程、所有的混凝土搅拌

4、几乎所有重要的混凝土工程、所有的混凝土搅拌站均使用各类外加剂。站均使用各类外加剂。第四讲混凝土外加剂n外加剂促进了工业副产品外加剂促进了工业副产品（如磨细矿渣、粉煤灰、（如磨细矿渣、粉煤灰、硅灰、钢渣等）的应用；硅灰、钢渣等）的应用；n节约水泥节约水泥1015%，即，即少用少用2045kg /m3，一，一个工程可以节约成千上万个工程可以节约成千上万吨的水泥。吨的水泥。卢沟桥畔卢沟桥畔300万万t钢渣堆场钢渣堆场第四讲混凝土外加剂木质素磺酸盐减水剂环保作用木质素磺酸盐减水剂环保作用n每生产每生产1吨木质素磺酸盐吨木质素磺酸盐减水剂可以消纳减水剂可以消纳2.5吨造吨造纸废液（浓度纸废液（浓度40%

5、）n避免了废液直接排入江河避免了废液直接排入江河中造成环境污染中造成环境污染n在取得良好经济效益的同在取得良好经济效益的同时，为保护环境做出了突时，为保护环境做出了突出的贡献。出的贡献。第四讲混凝土外加剂外加剂在商品混凝土中使用外加剂在商品混凝土中使用n在改善和提高混凝土各在改善和提高混凝土各种物理性能，延长建筑种物理性能，延长建筑工程的使用寿命的同时，工程的使用寿命的同时，减少了混凝土现场搅拌减少了混凝土现场搅拌时产生的粉尘污染和施时产生的粉尘污染和施工噪音，改善了现场施工噪音，改善了现场施工环境。工环境。第四讲混凝土外加剂外加剂的发展历程：外加剂的发展历程：n国际：上个世纪国际：上个世纪3

6、0年代开始年代开始n我国：上个世纪我国：上个世纪50年代开始年代开始 70年代外加剂行业开始兴起年代外加剂行业开始兴起 1982年成立了中国混凝土外加剂学会年成立了中国混凝土外加剂学会 1986年成立了中国混凝土外加剂协会年成立了中国混凝土外加剂协会n经过近经过近30年的努力，我国的外加剂行业已经得年的努力，我国的外加剂行业已经得到长足的发展。到长足的发展。第四讲混凝土外加剂第四讲混凝土外加剂n合成技术稳定发展，萘系高效减水剂为主，新品合成技术稳定发展，萘系高效减水剂为主，新品种合成高效减水剂快速发展；种合成高效减水剂快速发展；n混凝土外加剂品种齐全，产品性能不断提高；混凝土外加剂品种齐全，产

7、品性能不断提高；n自动化生产刚刚起步，大型企业开始全面自动化自动化生产刚刚起步，大型企业开始全面自动化生产，中小企业寻求关键工艺的自动化控制；生产，中小企业寻求关键工艺的自动化控制；n混凝土外加剂的绿色化生产技术还需加强。混凝土外加剂的绿色化生产技术还需加强。总体情况：总体情况：第四讲混凝土外加剂合成高效减水剂：合成高效减水剂：n混凝土外加剂中最为重要的一类产品。混凝土外加剂中最为重要的一类产品。n2005年全国年产年全国年产111万吨，销售收入约万吨，销售收入约51亿。亿。n2005年全国共有合成企业年全国共有合成企业200家，其中规模家，其中规模化企业近化企业近80家，半数以上的企业规模太

8、小。家，半数以上的企业规模太小。n萘系生产工艺成熟稳定，产量占到萘系生产工艺成熟稳定，产量占到80%左右。左右。n性能更好的高浓高效减水剂用量还不到性能更好的高浓高效减水剂用量还不到5%。第四讲混凝土外加剂n合成高效减水剂产品多样化，是目前高效减水合成高效减水剂产品多样化，是目前高效减水剂技术发展的特色之一。非萘系产品与萘系共剂技术发展的特色之一。非萘系产品与萘系共存发展。存发展。n新型高效减水剂生产工艺简单，投资少，性能新型高效减水剂生产工艺简单，投资少，性能上具有明显特点，具有较好的技术经济效益。上具有明显特点，具有较好的技术经济效益。n聚羧酸盐高效减水剂是我国高效减水剂发展的聚羧酸盐高效

9、减水剂是我国高效减水剂发展的一个亮点，但仍处在初级阶段，有一个亮点，但仍处在初级阶段，有10多家有生多家有生产能力，但有自主知识产权的还很少。产能力，但有自主知识产权的还很少。n聚羧酸盐高效减水剂差距：分子量分布精确，聚羧酸盐高效减水剂差距：分子量分布精确，要解决好吸附、消泡等问题。要解决好吸附、消泡等问题。第四讲混凝土外加剂n品种多，有国家标准和行业标准的品种多，有国家标准和行业标准的14种。种。n2005年混凝土膨胀剂年产量年混凝土膨胀剂年产量100万吨，向低碱低万吨，向低碱低掺掺68%发展。发展。n速凝剂速凝剂2005年的产量约在年的产量约在10万吨左右，无碱液体万吨左右，无碱液体速凝剂

10、产量有了明显增加。速凝剂产量有了明显增加。n引气剂引气剂2005年产量在年产量在8000吨左右。改性松香皂类吨左右。改性松香皂类引气剂、新型三萜皂甙类引气剂有多个厂家生产。引气剂、新型三萜皂甙类引气剂有多个厂家生产。n我国水泥与外加剂之间存在着严重的适应性问题，我国水泥与外加剂之间存在着严重的适应性问题，复配外加剂难度在于解决适应性问题。复配外加剂难度在于解决适应性问题。第四讲混凝土外加剂GB8076-1997普通减水剂普通减水剂高效减水剂高效减水剂缓凝高效减水剂缓凝高效减水剂早强剂早强剂早强减水剂早强减水剂缓凝剂缓凝剂/缓凝减水剂缓凝减水剂引气剂引气剂/引气减水剂引气减水剂速凝剂速凝剂 JC

11、477膨胀剂膨胀剂 JC476防冻剂防冻剂 JC475防水剂防水剂 JC474泵送剂泵送剂 JC473外外 加加 剂剂 标标 准准第四讲混凝土外加剂三、外加剂种类及作用第四讲混凝土外加剂n1、定义n混凝土外加剂，是指在混凝土拌合过程中掺入的用以改善混凝土性能的物质。除特殊情况外，掺量一般不超过水泥用量的5。 n2、意义n外加剂的使用是混凝土技术的重大突破。随着混凝土工程技术的发展，对混凝土性能提出了许多新的要求。如n泵送混凝土要求高的流动性；n冬季施工要求高的早期强度；n高层建筑、海洋结构要求高强、高耐久性。n这些性能的实现，需要应用高性能外加剂。由于外加剂对混凝土技术性能的改善，它在工程中应

12、用的比例越来越大，不少国家使用掺外加剂的混凝土已占混凝土总量的6090。因此，外加剂也就逐渐成为混凝土中的第五种成分。 第四讲混凝土外加剂n（一）、外加剂的分类 n混凝土外加剂种类繁多，根据混凝土外加剂的分类、命名与定义(GB8075)的规定，混凝土外加剂按其主要功能分为四类：n 1)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。 n2)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。 n3)改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂、减缩剂等。 n4)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、防水剂和泵送剂等。n目前，

13、在工程中常用的外加剂主要有n 减水剂n 引气剂n 早强剂n 缓凝剂n 防冻剂等。 第四讲混凝土外加剂n（二）、减水剂 n减水剂是指在保持混凝土稠度不变的条件下，具有减水增强作用的外加剂。n根据减水剂的作用效果及功能情况，可分为普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂及引气减水剂等。 n 1减水剂的作用原理 n常用减水剂均属表面活性物质，其分子是由亲水基团和憎水基团两个部分组成，见图420。第四讲混凝土外加剂n当水泥加水拌合后，由于水泥颗粒间分子凝聚力的作用，使水泥浆形成絮凝结构，如图421。n在这絮凝结构中，包裹了一定的拌合水(游离水)，从而降低了混凝土拌合物的和易性。如

14、在水泥中加入适量的减水剂，由于减水剂的表面活性作用，致使憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同的电荷，在电斥力作用下，水泥颗粒互相分开如图421所示，絮凝结构解体，包裹的游离水被释放出来，从而有效地增加了混凝土拌合物的流动性。n当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后，在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜层，它阻止了水泥颗粒间的直接接触，并在颗粒间起润滑作用，也改善了混凝土拌合物的和易性。此外，由于水泥颗粒被有效分散，颗粒表面被水分充分润湿，增大了水泥颗粒的水化面积，使水化比较充分，从而提高了混凝土的强度。 n可见，减水剂作用原理可由吸咐分散作用、润滑作用、湿润作

15、用三部分组成。只要掺入少量的减水剂，就可使硬化前混凝土和易性改善，硬化后混凝土性能改善，减水剂已成为高性能混凝土主要成分。第四讲混凝土外加剂第四讲混凝土外加剂n2减水剂的技术经济效果 n根据使用目的不同，在混凝土中加入减水剂后，一般可取得以下效果： n(1)增加流动性在用水量及水泥用量不变时，混凝土坍落度可增大100200mm，明显提高混凝土流动性，且不影响混凝土的强度。泵送混凝土或其他大流动性混凝土均需掺入高级减水剂。 (2)提高混凝土强度在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌合水量1015，从而降低了水灰比，使混凝土强度提高1520。特别是早期强度提高更为显著。掺人高效减水剂是制备早

16、强、高强、高性能混凝土的技术措施之一。第四讲混凝土外加剂n (3)节约水泥在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以在减少拌合水量的同时，相应减少水泥用量，即在保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量1015，且有利于降低工程成本。 n (4)改善混凝土的耐久性 n由于减水剂的掺入，显著地改善了混凝土的孔结构，使混凝土的密实度提高，透水性降低，从而可提高抗渗、抗冻、抗化学腐蚀及防锈蚀等能力。 n此外，掺用减水剂后，还可以改善混凝土拌合物的泌水、离析现象，延缓混凝土拌合物的凝结时间，减慢水泥水化放热速度。防止因内外温差而引起的裂缝。第四讲混凝土外加剂n 3常用的减水剂 n减水剂种类很多。按减水效果可分为

17、普通减水剂和高效减水剂：n按凝结时间可分为标准型、早强型、缓凝型三种；n按是否引气可分为引气型和非引气型两种：n按其化学成分主要有木质素磺酸盐系、萘系、水溶性树脂类、糖蜜类和复合型减水剂等。 n (1)木质素磺酸盐系减水剂na. 这类减水剂包括：n木质素磺酸钙(木钙) n木质素磺酸钠(木钠)、n木质素磺酸镁(木镁)等。n其中，木钙减水剂(又称M型减水剂)使用较多。第四讲混凝土外加剂nb.生产n木钙减水剂是以生产纸浆或纤维浆剩余下来的亚硫酸浆废液为原料，采用石灰乳中和，经生物发酵除糖、蒸发浓缩、喷雾干燥而制得的棕黄色粉末，可实现废物利用，是治理环境污染的有效途径之一。 nc.使用n木钙减水剂的适

18、宜掺量，一般为水泥质量的0203。当保持水泥用量和坍落度不变时，其减水率为1015，混凝土28d抗压强度提高1020；n若不减水即配合比不变，混凝土坍落度可增大80100；n若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，可节约水泥用量10左右。n木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，一般缓凝13h。掺量过多或在低温下，其缓凝作用更为显著，而且还可能使混凝土强度降低，使用时应注意。第四讲混凝土外加剂n 木钙减水剂可用于一般混凝土工程，尤其适用于大体积浇筑、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。n木钙减水剂不宜单独用于冬季施工，在日最低气温低于50C时，应与早强剂或防冻剂复合使用。木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及预

19、应力混凝土，以免蒸养后混凝土表面出现酥松现象。 n (2)萘磺酸盐系减水剂na. 定义n萘系减水剂，是用萘或萘的同系物经磺化与甲醛缩合而成。萘系减水剂通常是工业萘或煤焦油中萘（C10H8，无色晶体，有特殊气味，卫生球）、蒽（无色晶体，发青色荧光C14H10 ） 、甲基萘等馏分，经磺化、水碱、综合、中和、过滤、干燥而成，一般为棕色粉末。目前，我国生产的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建I型等减水剂，其中大部分品牌为非引气型减水剂。第四讲混凝土外加剂n 萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的0510，减水率为1025， 混凝土28d强度提高20以上。在保持混凝土强度和坍落度相近时，可节约水 泥

20、10-20。掺人萘系减水剂后，混凝土的其他力学性能以及抗渗、耐久性 等均有所改善，且对钢筋无锈蚀作用。 n萘系减水剂的减水增强效果好，对不同品种水泥的适应性较强。适用于配制 早强、高强、流态、蒸养混凝土。也适用于最低气温0C以上施工的混凝土，低 于此温时宜与早强剂复合使用。第四讲混凝土外加剂n(3)水溶性树脂减水剂这类减水剂是以一些水溶性树脂为主要原料制成的减水剂，如三聚氰胺树脂、古玛隆树脂等。该类减水剂增强效果显著，为高效减水剂，称减水剂之王，我国产品有SM树脂减水剂等。 nSM减水剂掺量为水泥质量的0520，其减水率为1527，混凝土3d强度提高30100，28d强度可提高2030。n同时

21、，能提高混凝土抗渗、抗冻性能。 nSM减水剂价格昂贵，适于配制高强混凝土、早强混凝土、流态混凝土及蒸养混凝土等。 第四讲混凝土外加剂n （三）、早强剂三）、早强剂 n定义：定义：n早强剂，是加速混凝土早期强度发展，并对后期强度无显著影响的外加剂。早强剂能加速水泥的水化和硬化，缩短养护期，从而达到尽早拆模、提高模板周转率，加快施工速度的目的。早强剂可以在常温、低温和负温(不低于一5C)条件下加速混凝土的硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。n分类：分类：n早强剂主要有无机盐类(氯盐类、硫酸盐类)和有机胺及有机一无机的复合物三大类。 n 1氯盐类早强剂 n氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯

22、化铝及三氯化铁等，其中以氯化钙应用最广。n氯化钙为白色粉状物，其适宜掺量为水泥质量的052O，能使混凝土3d强度提高50100，7d强度提高2040，同时能降低混凝土中水的冰点，防止混凝土早期受冻，掺量不宜过多，否则会引起水泥速凝，不利于施工。还会加大混凝土的收缩。 第四讲混凝土外加剂n 氯化钙对混凝土产生早强作用的主要原因，一般认为是它能与水泥中GA反应生成不溶于水的复盐C3ACaCl210H20，还与水化析出的氢氧化钙作用，生成不溶性氧氯化钙(CaCl22Ca(OH)212H20)。以上两种复盐不溶于水，且本身具有一定的强度。这些复盐的形成，增加了水泥浆中固相的比例，形成强度骨架，有助于水

23、泥石结构的形成。同时，由于氯化钙与氢氧化钙的迅速反应，降低了液相中的碱度，使矿物成分水化反应加快，早期水化物增多，有利于提高水泥石早期强度。 采用氯化钙作早强剂，最大的缺点是含有Cl一离子，会使钢筋锈蚀，并导致混凝土开裂。第四讲混凝土外加剂n因此，混凝土外加剂应用技术规范(GBJ119)规定，在钢筋混凝土中，氯化钙的掺量不得超过水泥质量的1，在无筋混凝土中掺量不得超过 3，在使用冷拉和冷拔低碳钢丝的混凝土结构及预应力混凝土结构中，不允许 掺用氯化钙和含氯盐的早强剂。同时还规定，在下列结构的钢筋混凝土中不得掺 用氯化钙和含有氯盐的复合早强剂；在高湿度空气环境中、处于水位频繁升降部 位、露天结构或

24、经受水淋的结构：与含有酸、碱或硫酸盐等侵蚀性介质相接触的 结构；使用过程中经常处于环境温度为60C以上的结构；直接靠近直流电源或 高压电源的结构等。第四讲混凝土外加剂n为了抑制氯化钙对钢筋的锈蚀作用，常将氯化钙与阻锈剂亚硝酸钠 (NaNO2)复合使用。 n2硫酸盐类早强剂硫酸盐类早强剂 na.定义：n硫酸盐类早强剂，主要有硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾等，其中硫酸钠应用较多。硫酸钠分无水硫酸钠(白色粉末)和有水硫酸钠(白色晶粒)。n硫酸钠的适宜掺量为052。当掺量为115时，达到混凝土设计强度70的时间可缩短一半左右。第四讲混凝土外加剂n b. 硫酸钠掺入混凝土后产生早强的原因n

25、硫酸钠与水泥水化产物Ca (OH)2作用，生成高分散性的硫酸钙，均匀分布在混凝土中，并极易与CA反应， 能使水化硫铝酸钙迅速生成。同时，由于上述反应的进行，使得溶液中Ca(OH)2 浓度降低，从而促使C3S水化加速，大大加快了水泥的硬化，使混凝土早期强度提高。 硫酸钠对钢筋无锈蚀作用，适用于不允许掺用氯盐的混凝土。但由于它与 Ca(OH)2作用生成强碱NaOH，为防止碱一骨料反应，硫酸钠严禁用于含有活性l骨料的混凝土。同时，不得用于与镀锌钢材或铝铁相接触部位的结构，外露钢筋预埋件而无防护措施的结构；使用直流电源的工厂及使用电气化运输设施的钢筋混凝土结构。硫酸钠早强剂应注意不能超量掺加，以免导致

26、混凝土产生后期膨胀i开裂坏，并防止混凝土表面产生“白霜”。 第四讲混凝土外加剂n 3有机胺类早强剂有机胺类早强剂 n有机胺类早强剂，主要有三乙醇胺、三异丙醇胺等，其中早强效果以三乙醇胺为佳。三乙醇胺不改变水泥水化生成物，但能加速水化速度，在水泥水化过程；中起催化作用。 三乙醇胺为无色或淡黄色油状液体，呈碱性，能溶于水，无毒、不燃、三乙；醇胺掺量极少，掺量为水泥质量的002005，能使混凝土早期强度提高。 三乙醇胺对混凝土稍有缓凝作用，掺量过多会造成混凝土严重缓凝和混凝土后期强度下降，掺量越大，强度下降越多，故应严格控制掺量。三乙醇胺单独使用时，早强效果不明显，与其他外加剂(如氯化钠、氯化钙、硫

27、酸钠等)复合使用，效果更加显著。故一般复合使用。 第四讲混凝土外加剂n （四）、缓凝剂 n1、定义：n缓凝剂，是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。n2、分类：n缓凝剂主要有四类：糖类，如糖蜜：木质素磺酸盐类，如木钙、木 钠：羟基羧酸及其盐类，如柠檬酸、酒石酸：无机盐类，如锌盐、硼酸盐等。常用的缓凝剂是木钙和糖蜜，基中糖蜜的缓凝效果最好。 n3、 缓凝剂的作用原理n缓凝剂的作用原理十分复杂，至今尚没有一个比较完满的分析理论。常有以下几种解释： 吸附理论认为缓凝剂被吸附在未水化水泥颗粒表面上，这是通过离子键、氢键或偶极间作用，由于屏蔽而防止水分子靠近，阻碍了水化反应

28、。 沉淀理论认为是缓凝剂与水泥中某些组分生成了不溶性物质，它包围了水泥颗粒从而阻碍了水化反应进行。又有的理论认为是Ca(OH)2晶核上吸附了缓凝剂，妨碍了它的进一步生成、长大，这须使溶相中达到一定过饱和以后，Ca(OH)2才能继续生长。由于Ca(0H)2 不能及时析出就妨碍了硅酸盐相的进一步水化。第四讲混凝土外加剂n 总之，水泥水化反应延缓，以及凝结的推迟，据信是由于缓凝剂吸附于水泥颗粒表面或水化产物表面所引起的。但目前还很难指出哪些化合物能有缓凝作用。n一般讲，具有几个氧原子的物质，常常是比较有效的缓凝剂，这与这些氧原子有比较强的极化效应有关。在含有羟基、羰基及羟基的化合物中，有较多氧原子，

29、因而它们常可作为缓凝剂使用。 常用的缓凝剂中，糖蜜缓凝剂是制糖下脚料经石灰处理而成，也是表面活性剂，掺人混凝土拌合物中，能吸附在水泥颗粒表面，形成同种电荷的亲水膜，使水泥颗粒相互排斥，并阻碍水泥水化，从而起缓凝作用。糖蜜的适宜掺量为0103，混凝土凝结时间可延长24h，掺量每增加01，可延长1h。掺量如大于1，会使混凝土长期酥松不硬，强度严重下降。 第四讲混凝土外加剂n缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增强作用，对钢筋也无锈蚀作用。主要适用于大体积n混凝土和炎热气候下施工的混凝土，泵送混凝土及滑模施工的混凝土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。n缓凝剂不宜用于日最低气温5C以下施工的混凝土

30、，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。第四讲混凝土外加剂n（五）、引气剂（五）、引气剂 n引气剂，是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。n目前，应用较多的引气剂为松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐等。 n松香热聚物是松香与苯酚、硫酸、氢氧化钠以一定配比经加热缩聚而成。松香皂是由松香经氢氧化钠皂化而成。松香热聚物的适宜掺量为水泥质量的l0005002，混凝土的含气量为35，减水率为8左右。 n 第四讲混凝土外加剂n引气剂属憎水性表面活性剂，表面活性作用类似减水剂，区别在于减水剂的I界

31、面活性作用主要发生在液一固界面，而引气剂的界面活性作用主要在气一液界I面上。由于能显著降低水的表面张力和界面能，使水溶液在搅拌过程中极易产生许多微小的封闭气泡，气泡直径多在50250m。同时，因引气剂定向吸附在气泡表面，形成较为牢固的液膜，使气泡稳定而不破裂。按混凝土含气量35计(不加引气剂的混凝土含气量为1)，1m3混凝土拌合物中含数百亿个气泡。由于大量微小、封闭并均匀分布的气泡的存在，使混凝土的某些性能得到明l显改善或改变。 第四讲混凝土外加剂n(1)改善混凝土拌合物的和易性 由于大量微小封闭球状气泡在混凝土拌合物内形成，如同滚珠一样，减少了颗粒间的摩擦阻力，使混凝土拌合物流动性增l加。同

32、时，由于水分均匀分布在大量气泡的表面，使能自由移动的水量减少，混l凝土拌合物的保水性、粘聚性也随之提高。 (2)显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性大量均匀分布的封闭气泡有较大的l弹性变形能力，对由水结冰所产生的膨胀应力有一定的缓冲作用，因而混凝土的抗冻性得到提高。大量微小气泡占据于混凝土的孔隙，切断毛细管通道，使抗渗性得到改善。 第四讲混凝土外加剂(3)降低混凝土强度 由于大量气泡的存在，减少了混凝土的有效受力面积，使混凝土强度有所降低。（4） 一般混凝土的含气量每增加1时，其抗压强度将；降低46，抗折强度降低23。 引气剂可用于抗渗混凝土、抗冻混凝土、抗硫酸盐侵蚀混凝土、泌水严重的j混凝土、贫混

33、凝土、轻混凝土，以及对饰面有要求的混凝土等，但引气剂不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土。第四讲混凝土外加剂n （六）、防冻剂 n1、定义：防冻剂，是能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期足够防冻强度的外加剂。n2、分类：n常用的防冻剂为复合型，由防冻、早强、减小、引气等多组分组成各尽其能，完成预定抗冻性能。 n3、应用：n不同类别的防冻剂、性能具有差异的，合理的选用十分重要。氯盐类防冻剂适用于无筋混凝土；n氯盐阻锈类防冻剂可用于钢筋混凝土；n无氯盐类防冻剂可用于钢筋混凝土工程和预应力钢筋混凝土工程。n硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐易引起钢筋的应力腐蚀，故此类防冻剂不适用于预应力混凝土以及与

34、镀锌钢材相接触部位的钢筋混凝土结构。n另外，含有六价铬盐，亚硝酸盐等有毒成分的防冻剂，严禁用于饮水工程及与仪器接触的部位。 防冻剂用于负温条件下施工的混凝土。目前，国产防冻剂品种适用于0一20C的气温，当在更低气温下施工时，应增加其他混凝土冬季施工措施，如暖棚法、原料(砂、石、水)预热法等。 第四讲混凝土外加剂 （七）、速凝剂 1、定义：速凝剂，是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。速凝剂主要有无机盐类和有机物类两类。我国常用的速凝剂是无机盐类，主要有红星I型、711型、728型、8604型等。在满足施工要求的前提下，以最小掺量为宜。 2、速凝剂掺入混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，10mi

35、n内终凝，1h就可产生强度，1d强度提高23倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺时的8090。 3、应用：速凝剂主要用于矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞、地下工程以及喷锚支护时的喷射混凝土或喷射砂浆工程。第四讲混凝土外加剂n （八）、减缩剂 n1、定义：混凝土很大的一个缺点是在干燥条件下产生收缩，这种收缩导致了硬化混凝土的开裂和其他缺陷的形成和发展，使混凝土的使用寿命大大下降。在混凝土中加入减缩剂能大大降低混凝土的干燥收缩，典型性的能使混凝土的28d收缩值减少5080，最终收缩值减少2550。 n2、机理：混凝土减缩剂减少混凝土收缩的机理，主要是能降低混凝土中的毛细管张力，从本质上讲，减缩剂是

36、表面活性物质，有些种类的减缩剂还是表面活性剂。当混凝土由于干燥而在毛细孔中形成毛细管张力使混凝土收缩时，减缩剂的存在使毛细管张力下降，从而使得混凝土的宏观收缩值降低，所以混凝土减缩剂对减少混凝土的干缩和自缩有较大作用。 n3、应用; 混凝土减缩剂已经发展成为一个新系列的混凝土外加剂。随着对混凝土减缩剂研究的深入以及其性能的提高，在日益关注混凝土耐久性的情况下，混凝土减缩剂作为一种能提高混凝土耐久性的外加剂即将会有大的发展。第四讲混凝土外加剂n （九）、外加剂的选择和使用 n在混凝土中掺用外加剂，若选择和使用不当，会造成质量事故。因此，应注意以下几点： n1外加剂品种的选择 n外加剂品种、品牌很

37、多，效果各异，特别是对不同品种水泥效果不同。在选择外加剂时，应根据工程需要，现场的材料条件，参考有关资料，通过试验确定。 n2外加剂掺量的确定 n混凝土外加剂均有适宜掺量。掺量过小，往往达不到预期效果；掺量过大，则会影响混凝土质量，甚至造成质量事故。因此，应通过试验试配，确定最佳掺量。第四讲混凝土外加剂n 3外加剂的掺加方法 n 外加剂的掺量很少，必须保证其均匀分散，一般不能直接加入混凝土搅拌机内。掺入方法会因外加剂不同而异，其效果也会因掺人方法不同而存在差异。故应严格按产品技术说明操作。如：减水剂有同掺法、后渗法、分掺法等三种方法。na. 同掺法，为减水剂在混凝土搅拌时一起掺人；nb. 后掺

38、法，是搅拌好混凝土后间隔一定时间，然后再掺入：nc. 分掺法，是一部分减水剂在混凝土搅拌时掺人，另一部分在间隔一段时间后再掺人。而实践证明，后掺法最好，能充分发挥减水剂的功能。第四讲混凝土外加剂n4外加剂的储运保管 n混凝土外加剂大多为表面活性物质或电解质盐类，具有较强的反应能力，敏感性较高，对混凝土性能影响很大，所以在储存和运输中应加强管理。n失效的、不合格的、长期存放、质量未经明确的禁止使用；n不同品种类别的外加剂应分别储存运输；n应注意防潮、防水、避免受潮后影响功效；n有毒的外加剂必须单独存放，专人管理；n有强氧化性外加剂必须进行密封储存；n同时还必须注意储存期不得超过外加剂的有效期。第

39、四讲混凝土外加剂外加剂的禁忌及不宜使用的环境条件外加剂的禁忌及不宜使用的环境条件n禁止使用失效及不合格的外加剂。n禁止使用长期存放、未进行质量再检验的外加剂。n在下列情况下不得应用氯盐的早强剂、早强减水剂和防冻剂。n在高湿度的空气环境中使用的结构（如排出大量蒸气的车间、浴室，或经常处于空气相对湿度大于80的房间，或钢筋混凝土结构）；n处于水位升降部位的结构；n露天结构或经常受水淋的结构；第四讲混凝土外加剂n与金属相接触部位的结构、有外露钢筋预埋件而无防护措施的结构；n与酸、碱或硫酸盐等侵蚀性介质相接触的结构；n使用过程中经常处于环境温度为60以上的结构；n使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝的结构；n直接靠近高压电源的结构；n预应力混凝土结构；n含有碱活性骨料的混凝土结构。第四讲混凝土外加剂n硫酸盐及其复合剂不得用于有活性骨料的混凝土；电气化运输刘峰让我和使用直流电源的工厂、企业的钢筋混凝土结构；与金属相接触部位的结构，以及有外露钢筋预埋件而无防护措施的结构。n引气剂及引气减水剂不宜用于蒸汽养护混凝土、预应力混凝土及高强混凝土。n普通减水剂不宜单独用于蒸汽养护混凝土。n缓凝剂及缓凝减水剂不