浅谈混凝土外加剂(荐)

1、丈止理z犬孝网络教育学院本 科生毕 业论文（设 计）题 目：浅谈混凝土外加剂学习中心：奥鹏学习中心16vip_层次：专科起点本科专业：土木工程_年级：2013年春季学号：131511303994学 生：_指导教师：刘林_完成日期：2015年01月26日内容摘要本文简述了混凝十外加剂的作用和发展应用状况，对廿前应用较多的几种混 凝土外加剂的作用机理、使用情况及需耍注意的问题作了简单介绍，对混凝土外 加剂品种的选择、掺量的确定及掺入方法的确定结合工程实例进行了简要论述， 提出了混凝土外加剂的发展趋势。关键词：混凝十外加剂；性能；应用目 录内容摘要.i引 言.错误！未定义书签。1绪论.iv1.1混凝

2、土外加剂的发展概况.iv1.2混凝土外加剂的名称及种类.v1外加剂命名.v1.2.2混凝土外加剂按功能分类.vii1.2.3混凝土外加剂按化学成分分类.vii2外加剂在混凝土中的作用机理及应用情况.ix2. 1减水剂.ix2.1.1作用机理.错误！未定义书签。2.1.2使用情况及需耍注意的问题. 错误！未定义书签。2.2引气剂.错误！未定义书签。2.2. 1作用机理.错误！未定义书签。2. 2.2使用情况及需耍注意的问题.错误！未定义书签。2.3防冻剂.错误！未定义书签。2. 1. 1作用机理.错误！未定义书签。2.2.2使用情况及需要注意的问题. 错误！未定义书签。2.4早强剂.错误！未定义

3、书签。1作用机理.错误！未定义书签。2.2.2使用情况及需耍注意的问题. 错误！未定义书签。2.5复合类外加剂.错误！未定义书签。3外加剂的选择和使用.x3. 1外加剂品种的选择.x3.2外加剂掺量的确定.错误！未定义书签。3.3外加剂掺入方法的确定.错误！未定义书签。4混凝土外加剂的发展趋势展望.xi参考文献.错误！未定义书签。错误！未定义书签。in1绪论1.1混凝土外加剂的发展概况在建筑材料中掺用化学物质的历史可以追溯到很久以前。 在最初的填然胶凝 材料 （如石灰、火山灰和粘土）的使用中，人们已经意识到加入一些有机物质（如 血、油等脂肪类）可以使胶凝材料获得一些好的性能。据历史记载，公元2

4、58年, 曹操曾将植物油加入灰土中建造了铜雀台；宋代将糯米汁加入石灰中修造了和洲 城墙；清代乾隆年问曾用糯米汁、石灰、牛血修造了永定河堤；明代大工开物 中记载用石灰1份加黄河砂2份，外加糯米、羊桃藤汁拌匀建造贮水池等。只是 到了近年才搞清楚一些它们的机理，例如血色索是一种胶凝材料颗粒的分散剂， 掺加动物血等于掺用了减水剂。19世纪30年代，美国e.w斯克堪彻取得了用亚硫酸盐纸浆废液改善混凝土 和易性，提高强度和耐久性的专利，拉开了现代混凝上外加剂的序幕。1962年， 日本的服部健一等研制成功蔡磺酸盐甲醛缩合物（茶系高效减水剂），并t 1964年作为商品销售（日木花王石碱公司）；1963年，联邦

5、德国研制成功三聚氧胺磺酸 盐甲醛缩合物；随后前苏联建工部托拉斯伏尔加河岸地区建设总局又制造出一种 新超塑化剂“anuaccah”，由含硫酸盐的丙烯酸盐废料加工而成；同时，还出现了 多环芳坯磺酸盐甲醛缩合物。这三种减水剂对水泥具有强的分散作用，减水率高 达20%30%,并且不引气。由于其不同于普通的塑化剂，在美国被称为high-range-water-reducing agent （高效减水剂），加拿人等国称为superplasticizer（超 塑化剂）。由于其减水率高，配制高强和大流动性混凝土成为可能。日木在世界上 首先应用高强混凝土，在普通工艺条件下，使用高效减水剂配制出了80-120mp

6、a的高强混凝上；七十年代初，联邦德国首先用三聚氧胺系高效减水剂研制成功流 态混凝土，使混凝土的坍落度达到18-22cm,这样的混凝土拌合物能够达到泵送要 求，垂直泵送最高高度为310m。流态混凝十.的应用，提高了混凝土的工作性能， 方便了混凝土的施工，具有节能、省工、省力、高效的效果，更促进了新的施工 工艺的产生和商品混凝土的发展。1948年，我国华北窑业公司引进了美国沙文引气剂，命名为长城牌引气剂， 并成功应用于天津新港工程。20世纪50年代，我国在工程中已经开始应用自己生 产的松香热聚物和松香皂类引气剂、亚硫酸盐纸浆废液犁化剂以及氯盐类防冻剂。80年代后，在改革开放的推动下，外加剂的商品化

7、和产业化迅速发展，各种相关 的标准也逐渐健全，混凝土外加剂成为了一门新兴建材行业。随着建筑对高层、 高效和环保要求的提高，混凝土生产向集中搅拌的商品混凝土发展，在我国的人 城市和沿海开放城市，外加剂的使用率均在70%以上，与发达国家利用水平相差 不大。但从全国范围來看，我国外加剂应用还是很落后的。据对我国外加剂产量 的初步计算，目前掺外加剂的混凝土约占混凝土总量的38%,商品混凝土占混凝 土总量的1112%。与国外掺外加剂的混凝土约占混凝土总量的50-80%商品混凝 土占混凝土总量的60-80%相比，我国的外加剂还冇较人的发展空间。在混凝十.减 水剂和商品混凝土飞速发展的带动下，我国已形成了混

8、凝土外加剂的完整体系， 除减水剂之外，还有泵送剂、引气剂、早强剂、防冻剂、防水剂、速凝剂、缓凝 剂以及膨胀剂等。目前总的混凝土外加剂品种在500种左右。这些各具功能的外 加剂，满足了各种土木工程的不同需求，为混凝土技术进步以及提高工程质量做 出了巨大的贡献1在混凝土中使用外加剂已经被公认为是提高混凝上强度、改善混凝土性能、 节省生产能耗、保护环境等方面的最有效措施。1.2混凝土外加剂的名称及种类1.2.1外加剂命名国际标准化组织siotc71/sc3从1980年开始讨论了混凝十.外加剂的国际标 准。 经在挪威奥斯陆和瑞士日内瓦二次会议后，提出混凝土外加剂的定义如下在 混凝土、砂浆、净浆拌和吋或

9、在额外增加的拌和操作屮掺加等于或少于水泥重量5%,使混凝土的正常性能得以按要求改性的一种产品”。我国按国际标准化组织所提出的混凝土外加剂定义的原则，制订并颁布了国 家标准gbso75,其定义如下：“混凝土外加剂是在拌制混凝土过程屮掺入，用以 改善混凝土性能的物质。掺量不人于水泥重量的5%(特殊情况除外)”。按上述定义，混凝土外加剂与水泥混合材料有所区别。一般混合材料掺量均 较大(远远大于5%),并且大多在生产水泥过程屮掺人。为满足水泥性能的特殊 要求而掺加的少量物质，如调凝剂石膏和助溶剂等，一般都不划归为混凝土外加 剂的范畴。我国的标准对不同品种的混凝土外加剂分别定义如下：(1)普通减水剂(w

10、ateoreducing admixture)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。此类减水剂主耍有：木质素磺酸盐类，轻基 梭酸盐类，多元醇类。聚氧乙烯烷基瞇类，腐植酸类减水剂等。(2)高效减水剂(super plasticizer)在混凝土坍落度基木相同的情况下，能 大幅度减少拌合用水量的外加剂。高效减水剂主要品种有：蔡磺酸甲醛缩合物， 磺化三聚氧胺水溶性树脂；多环芳轻磺酸盐缩合物;磺化煤焦油系；氨基磺酸盐系; 马来酸共聚物系；聚丙烯酸盐接枝共聚物等。(3)引气剂(air entraining admixture)在搅拌混凝土过程屮能引入大量均匀 分布、稳定而圭寸闭的微

11、小气泡的外加剂。引气减水剂(air entraining and water reducingadmixture)兼有引气和减水功能的外加剂。主耍类型有：松香树脂类，如 松香皂、松香热聚物；烷基苯磺酸盐类，如烷基苯磷酸盐、烷基苯酚聚氧乙烯瞇; 脂肪醇磺酸盐类，如脂肪醇聚氧乙烯醯、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠。(4)缓凝剂(set retarder)延长混凝土凝结吋间的外加剂。缓凝减水剂(set retarderand water reducing admixture)兼有缓凝和减水功能的外加剂。这类减水剂 主要冇：糖类，如糖钙、糖蜜、蔗糖、葡萄撼；经基梭酸类，如柠横酸、酒石酸、 水杨酸；多元醇类，如纤

12、维隶、纤维素瞇、聚乙烯醇:无机盐类，如三聚磷酸盐、 锌盐、硼酸盐；木质磺酸盐类，如木鈣、木钠、木镁等，但它们往往归入普通减 水剂中叙述。(5)早强剂(hardening accelertor)加速混凝土早期强度发展的外加剂。早强 减水剂(hardeningaccelerator and water reducingadmixture)兼有早强和减水功能 的外加剂。这类减水剂主要冇：氯化物类，如氯化钙、氯化钠、氯化钾；硫酸盐 类，如硫酸钠、硫酸钙、硫代硫酸钠；硝酸盐类，如硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸钙、 亚硝酸钙；有机物类，如三乙醇胺、三异丙醇胺。(6)防冻剂(antifwezing admixtur

13、e)能使混凝十.在负温下硬化，并在规定 时间内达到足够防冻强度的外加剂。防冻剂是一种复合型外加剂，主耍防冻成分 有如下类型：氯盐类。如氯化钙、氯化钠；硝酸盐类：如硝酸钠、亚硝酸钠、硝 酸钙、亚硝酸钙：碳酸盐类：如碳酸钙、碳酸钾;氨水类，如氧氧化鞍；冇机类： 如尿素、有机硫化物。(7)速凝剂(flash setting admixture)能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。速 凝剂大致町分为3类；铝氧熟料、碳酸盐系，以铝酸盐与碳酸盐为主体；铝氧熟 料、明矶右系，以铝氧熟料与硫酸盐为主体；水玻璃系，以水玻璃为主复合其他 无机盐。(8)泵送剂(pumping aid)能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂

14、。泵送剂 是一种复合外加剂，其主耍成分为减水剂、引气剂、缓凝剂等。（9）其他特殊耍求外加剂a防水剂（water repellent admixture）能降低混凝土在静水压力下的透水性的 外加剂。b阻锈剂（anticorrosion admixture）能抑制或减轻混凝i：中钢筋或其他预埋 金属锈蚀的外加剂。c、脱模剂涂刷于混凝十模板表面，在混凝十与模板间起隔离作用，便于脱模 及保护混凝土与模板农面之间的整洁。d、养护剂涂刷于混凝土表面，形成一层不透水的薄膜，防止在露天养护过程 中混凝土表面失水而影响其水化物结构和混凝土强度的发展。1.2.2混凝土外加剂按功能分类混凝土外加剂按其功能主耍分为以

15、下几类：（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。（2）调节混凝土凝结吋间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝 剂等。（3）改善混凝土耐久性能的外加剂，包括引气剂、减水剂、防水剂、防冻剂 和阻锈剂等。（4）改善混凝土变形性能的外加剂，包括膨胀刊和最近新发展起来的减缩剂 等。减缩剂是近年来新开发的混凝土外加剂，主要是以低级乙醇的氧化物为主要 成分的非离子型有机物。（5）改善混凝土其它性能的外加剂，如加气剂、着色剂、养护剂和脱模剂等。1.2.3混凝土外加剂按化学成分分类（1）无机物外加剂：包括各种无机盐类、一些金属单质和少量氮氧化物等。 如早强剂中的氯化钙和

16、硫酸钠、加气剂中的铝粉、防水剂中的氢氧化钠等。（2）有机物外加剂:这类外加剂占混凝土外加剂的绝大部分。种类极多，其屮 大部分属于表面活性剂的范畴，冇阴离子型、阳离子型和非离子型表面活性剂等, 如减水剂中的木质索磺酸盐、蔡磺酸盐甲醛缩合物等。有一些有机外加剂本身并 不具有表面活性作用，但可作为优质外加剂使用。（3）复合外加剂:适当的无机物与冇机物复合制成的外加剂，往往具有多种功 能或使某项性能得到显著改善，这是“协同效应”在外加剂技术中的体现，是外 加剂的发展方向之一。2外加剂在混凝土中的作用机理及应用情况2.1减水剂减水剂亦称分散剂，混凝土掺入减水剂后，可在不影响混凝土和易性的条件 下，使新拌

17、混凝土的用水量减少。其作用表现为:使水泥粒子分散，改善混凝土工 作性滅少单位用水量，使混凝土强度增加并提高耐久性;减少单位水泥用量，有效 地节约水泥。随着建筑技术及施工技术的发展，近年來高强混凝土及人流动度混 凝土、商品混凝土发展很快，而这些混凝土都是必须掺用高效减水剂或具有高效 减水剂成分的复合减水剂。其他如蒸养、高耐久性、高抗渗、桥梁、轨枕等混凝 也必须掺加高效减水剂。3外加剂的选择和使用3.1外加剂品种的选择几乎各种混凝土都口j以掺用外加剂，要根据工程特点选用合适的外加剂。外 加剂掺加效果的有效发挥主耍取决于水泥种类、掺和料的种类与其性能，粗细集 料的性能及其所含的杂质、混凝土的配合比和混凝土样合物的搅拌形式、搅拌吋 间、混凝土温度以及环境条件等多种因索。我国水泥生产厂家较多，生产工艺、 水泥品种、原材料来源等千差万别；砂石料来源复杂，质量波动大；掺合料品种 杂、质量不稳定，这些都对混凝土外加剂的使用和混凝土质量控制造成很大困难。