第3章化学外加剂备用

第四章化学外加剂主要内容：1化学外加剂类型2减水剂与水泥的相容性问题4.1高效减水剂

高效减水剂是制备高性能混凝土必不可少的技术措施之一，其主要作用表现在：降低水灰比，改善工作性，使混凝土塌落度经时损失小。当前用于制备高性能混凝土的高效减水剂主要有：1萘磺酸盐甲醛缩合物（萘系高效减水剂）2三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物（密胺系高效减水剂）3氨基磺酸盐（氨基磺酸盐系高效减水剂）4脂肪族高效减水剂5聚羧酸盐系高效减水剂1萘系高效减水剂（1）优点：减水率较高，一般在15%－25%；引气量低，＜2%；提高混凝土强度效果明显；不影响混凝土凝结时间；（2）缺点——与水泥的适应性问题不好，有时会使混凝土塌落度损失较快。2密胺系高效减水剂（1）优点——减水率较高；引气量低；提高混凝土强度效果明显；不影响混凝土凝结时间；（2）缺点——流动性保持能力低；混凝土塌落度经时损失较大。（3）适用：干粉砂浆、彩色路面砖、清水混凝土等。3氨基磺酸盐系高效减水剂（1）优点——减水率较高；掺量小，0.2%－0.5%；混凝土塌落度损失较小；（2）缺点——成本较高，普及率不如萘系减水剂；掺量较高时，易引起过度泌水和缓凝。（3）针对上述问题，可将其与萘系减水剂等复合使用，效果较好。4脂肪族高效减水剂（1）优点——减水率较高；无引气性；对混凝土3d、28d强度促进作用明显；对水泥品种的适应性优于萘系；（2）缺点——呈明显的棕红色，使混凝土颜色发红，但不影响混凝土的内在性能。（3）适用：预制混凝土构件、高强管桩等。5聚羧酸系高效减水剂（1）优点——掺量小(0.1%－0.2%)，减水率高；具有缓凝、早强、保持塌落度的作用；增强效果好；与水泥适应性好；（2）缺点——价格较高。

泵送是一种有效的混凝土运输手段，可改善工作条件，节约劳力，提高施工效率，尤其适用于工地狭窄和有障碍物的施工现场，以及大体积混凝土结构和高层建筑。商品混凝土在大中城市泵送率达60%以上。泵送混凝土要求：流动性好、塌落度经时损失小、黏性好、不离析不泌水。4.2泵送剂(缓凝高效减水剂)泵送剂的组成：(1)减水组分：减水剂(2)缓凝组分：缓凝剂(3)润滑组分：减少混凝土的输送阻力(4)引气组分：引气剂，防止离析和泌水(5)增稠组分：有机聚合物、絮凝剂或比表面积大的无机材料(如硅灰、硅藻土等)

引气剂是一种搅拌过程中能在砂浆和混凝土中引入大量均匀分布的微气泡，而且在硬化后能保留在其中的一种外加剂。在混凝土中掺加微量(水泥用量的万分之几)引气剂可提高混凝土耐久性，尤其是抗冻性和抗盐冻剥蚀性。引气剂的品种—松香类、改性松香热聚物类、皂苷类引气剂4.3引气剂1975年，国际材料和结构试验研究实验室联合会(RILEM)发表报告中指出，用于检验混凝土外加剂质量的波特兰水泥，应考虑其化学成分，尤其是C3A的含量。

20世纪70年代，南京的水泥厂以硬石膏作水泥的调凝组分，在混凝土中掺用木钙、糖钙外加剂，其结果不仅未能达到减水效果，反而出现了异常的速凝现象。4.4水泥与减水剂相容性Marsh筒法最早由加拿大Sherbrook大学AitcinPC.教授提出,是一种测定水泥与混凝土外加剂混合物的流变特性的方法。经科研人员大量试验证明,Marsh筒法的试验结果与浆体实际粘度变化的相符性较好,用此方法检测新拌水泥浆的流变性能既简便又快速,可定量判别不同外加剂作用效果的差距。该方法的灵敏度、可重复性、易操作性、经济性等都比净浆流动度法好。1相容性的检测方法—Marsh筒法该方法综合饱和点的高低、Marsh时间的大小、Marsh时间变化的大小等指标来评价水泥与高效减水剂的相容性。减水剂JZB-4掺量与Marsh时间关系减水剂AP-1A掺量与Marsh时间关系试对比：两种减水剂的饱和点大小、Marsh时间大小、Marsh时间变化的大小4种不同减水剂与水泥相容性问题(a)适应性优良——饱和点明显，饱和掺量不大，约为0.8%－1.0%，静停1h后浆体流动性损失小；(b)适应性最差——饱和掺量大，约为1.5%，静停1h后浆体流动性损失大；(c)初始适应性较好，但浆体流动性损失明显；(d)初始适应性不良，饱和掺量大，但浆体流动性损失不大。(1)减水剂的作用机理a)吸附分散作用—减水剂分子的定向吸附；b)润滑作用—减水剂分子在水泥颗粒表明形成溶剂化水膜c)湿润作用—减少水泥颗粒吸附层的水量d)空间位阻作用—取决于减水剂分子结构(聚合物链的长度和位置)2相容性的影响因素及机理分析水泥颗粒的絮凝减水剂存在条件下水泥颗粒间的电性斥力和溶剂化水膜示意图(2)减水剂性能对水泥与减水剂相容性的影响a)减水剂平均分子量在一定范围内越大，减水效果越好。b)萘环上磺酸基的位置。以萘系减水剂为例，只有β-萘磺酸盐才能起分散、减水作用，其数量多少直接影响减水剂效果。c)聚合物链的长度和位置。d)减水剂中平衡阳离子(Na+,Ca2+,Mg2+,NH4+等)的种类和浓度。e)减水剂的状态(固态或液态)也影响其分散效果。①水泥的矿物组成对相容性的影响

C3S、C2S的ζ电位为负值，对阴离子型的减水剂吸附量较小；

C3A、C4AF的ζ电位为正值，对阴离子型的减水剂吸附量较大；水泥熟料中C3A、C4AF的含量越低，水泥与高效减水剂的相容性越好。(3)水泥的物理、化学性质对水泥与减水剂相容性的影响②水泥细度对相容性的影响(c)SM外加剂W/C=0.32(d)BW外加剂W/C=0.32减水剂：MG(木钙)、BW(萘系高效)、SM(三聚氰胺)水泥：Q1(359m2/Kg)、Q2(446m2/Kg)、Q1(550m2/Kg)减水剂推荐掺量下水泥Q1、Q2、Q3浆体初始及1h后的流动度小结：水泥比表面积提高后，减水剂对水泥的饱和掺量有所增大，水泥浆体流动度及保持效果变差。③水泥颗粒级配对相容性的影响水泥X1、X2比表面积在315m2/Kg左右，其中水泥X1所含24um以上的颗粒较多，而水泥X2所含10um以下的颗粒较多。水泥X1、X2浆体的初始及1h后的流动度小结：水泥比表面积相近时，水泥颗粒中细微部分的含量对减水剂的饱和掺量影响不大，但对水泥浆体的初始流动度及1h后的流动度有明显影响。细微颗粒含量的增大加剧了水泥浆体流动度的损失。④水泥颗粒球形度对相容性的影响水泥颗粒球形度对减水剂饱和掺量的影响水泥T1由椭圆形钢球粉磨，球形度为0.74；水泥T2由圆形钢球粉磨，球形度为0.67；三种减水剂对水泥T1、T2流动度的影响小结：水泥颗粒球形度提高后，对减水剂的饱和掺量影响不大，但可使水泥浆体的初始流动度增大，还可使水泥浆体的流动度保持效果得到改善。⑤混合材对相容性的影响粉煤灰Y1对相容性的改善作用小结：粉煤灰的掺入可降低减水剂的饱和掺量，可使水泥浆体的初始流动度增大、流动度损失减小；复掺矿物外加剂条件下FDN掺量与Marsh时间的关系曲线复掺矿物外加剂条件下MB掺量与Marsh时间的关系曲线⑥水泥的陈放时间对相容性的影响

新鲜水泥的正电性强，吸附阴离子型减水剂的数量较多，会出现减水率低、塌落度损失快的现象。使用存放时间稍长的水泥可避免此现象发生。⑦水泥中的碱含量对相容性的影响

水泥中碱的存在会使减水剂对水泥的塑化效果变差、水泥浆体的流动性减小；气含量增大，还会使混凝土的凝结时间缩短和塌落度经时损失变大。⑧水泥中的石膏对相容性的影响

不同种类石膏的溶解速率和溶解度不同，对水泥与减水剂的适应性也有较大影响。含半水石膏、二水石膏的水泥与高效减水剂的相容性比含硬石膏的要好，原因是释放硫酸根离子的速度比后者要快。3改善水泥与混凝土外加剂相容