建筑材料课件二

第三节混凝土外加剂

混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质。一般情况掺量不超过水泥质量的5%。

混凝土中掺入外加剂，是行之有效的改善混凝土性能的措施。随着科学技术的不断进步，外加剂已越来越多地得到发展和使用。因此，外加剂已成为混凝土中除由四种基本材料以外的第五种组分。

1混凝土外加剂的分类

按化学成分可分成三类：

（１）无机化合物，多为电解质盐类。

（２）有机化合物，多为表面活性剂。

（３）有机无机复合物。

按功能分为四类：

（ｌ）改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。如各种减水剂、泵送剂、保水剂等。

（２）调节混凝土凝结时间，硬化性能的外加剂。如缓凝剂、早强剂、速凝剂等。

（３）改善混凝土耐久性能的外加剂。如引气剂、防水剂和阻锈剂等。

（４）改善混凝土其他性能的外加剂。如引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂、碱骨料反应抑制剂、隔离剂、养护剂等。

2常用混凝土外加剂

1．减水剂

减水剂是指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。

（1）减水剂的作用机理

减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是由亲水基团和憎水基团组成，当两种物质接触时（如水－水泥，水一油，水一气），表面活性剂的亲水基团指向水，憎水基团朝向水泥颗粒（油或气）。减水剂能提高混凝土拌合物和易性及混凝土强度的原因，是由于其表面活性物质间的吸附易分散作用，及其润滑、湿润作用所致。水泥加水拌和后，由于水泥颗粒间分子引力的作用，产生许多絮状物而形成絮凝结构，使10％～30％的拌合水（游离水）被包裹在其中，从而降低了混凝土拌合物的流动性。当加入适量减水剂后，减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基端指向水溶液。由于亲水基团的电离作用，使水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，产生静电斥力，致使水泥颗粒相互分散，导致絮凝结构解体，释放出游离水，从而有效地增大了混凝土拌合物的流动性。阴离子表面活性剂类减水剂，其亲水基团极性很强，易与水分子以氢键形式结合，在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜下图，这层水是很好的润滑剂，有利于水泥颗粒的滑动，从而使混凝土流动性进一步提高。减水剂还能使水泥更好地被水湿润，也有利于和易性的改善。

（２）减水剂的经济技术效果

掺减水剂的混凝土与未掺减水剂基准混凝土相比，具有如下效果：

①在保证混凝土混合物和易性和水泥用量不变的条件下，可减少用水量，降低水灰比，从而提高混凝土的强度和耐久性。

②在保持混凝土强度（水灰比不变）和坍落度不变的条件下，可节约水泥用量。

③在保持水灰比与水泥用量不变的条件下，可大大提高混凝土混合物的流动性，从而方便施工。

（3）减水剂的常用品种

①

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Ｍ剂，它属于阴离子表面活性剂。

Ｍ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。Ｍ剂因原料丰富，价格低廉，并具有较好的塑化效果，故目前应用十分普遍。

Ｍ剂为普通减水剂，其适宜掺量为0.2～0.3％，减水率10％左右。Ｍ剂对混凝土有缓凝作用，一般缓凝１～３ｈ。

②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，其主要成分为β一萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。这类减水剂品种很多，目前我国生产的主要有ＮＮＯ、ＮＦ、ＦＤＮ、ＵＮＦ、MF、建Ｉ型、ＳＮ—２、ＡＦ等。萘系减水剂适宜掺量为０．５％～１．０％，其减水率较大，为１０％～２５%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０℃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。

③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。它是由三聚氰胺、甲醛、亚硫酸钠按适当比例、在一定条件下经磺化、缩聚而成，为阴离子表面活性剂。我国产品有ＳＭ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。ＳＭ适宜掺量为0．5％～２.０％，减水率达２０％～２７％。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，７ｄ强度即可达空白混凝土２８d的强度，长期强度亦明显提高，并可提高混凝土的抗渗、抗冻性能及弹性模量。

④糖蜜类减水剂

糖蜜类减水剂为普通减水剂，它是以制糖工业的糖渣、废蜜为原料，采用石灰中和而成，为棕色粉状物或糊状物，其中含糖较多，属非离子表面活性剂。国内产品粉状有TF、ST、3FG等，糊状有糖蜜。

糖蜜减水剂适宜掺量为０．２％～０．３％，减水率10％左右，故属缓凝减水剂。

早强剂

能加速混凝土早期强度发展的外加剂，称为早强剂。

（１）氯盐类早强剂

氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化铝及三氯化铁等，其中以氯化钙应用最广。氯化钙的早强作用主要是因为它能与Ｃ3Ａ和Ｃa（ＯＨ）2反应，生成不溶性复盐水化氯铝酸钙和氧氯酸钙，增加水泥浆体中固相比例，提高早期强度；同时液相中Ｃａ（ＯＨ）2浓度降低，也使Ｃ3Ｓ、C2S加速水化，使早期强度提高。

氯化钙的适宜掺量为１％～２％。氯化钙早强效果显著，能使混凝土３ｄ强度提高５０％～１００％，７ｄ强度提高２０%～４０％。氯化钙早强剂因其能产生氯离子，易促使钢筋产生锈蚀，故施工中必须严格控制掺量。我国规范中规定：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％。

（２展）硫璃酸盐沉类（井硫酸傅钠、萌硫酸秒钙、俱硫代塑硫酸穷钠）硫酸丸盐的握早强波作用阴主要劫是与核水泥肾的水锈化产逢物Ｃa（Ｏ钞Ｈ）2反应去，生扁成高查分散带性的扭化学命石膏祖，它跪与Ｃ移３Ａ慎的化鲁学反惧应比索外掺键石膏唉的作知用快厅得多拥，能喜迅速浪生成猴水化捏硫铝抵酸钙茶，增讽加固讲相体滩积，胆提高佳早期局结构矛的密奏实度岸，同伴时也风会加托快水宅泥的尿水化碑速度乏，因艺而提锣高混扑凝土框的早昌期强成度。趋硫酸法钠的因适宜挠掺量遥为0.稳5％～乘２％衡，常验以复壶合使上用效驻果更铃佳。乏使用蜜时应冶防止校引起瓣碱集掏料反候应。（３喊）有拳机胺岩类（畅三乙袭醇胺泉，三完乙丙且醇胺妥）三乙爸醇胺惯是一仗种非贷离子敏型表肌面活得性剂粥，它废不改绞变水事化生插成物抚，但格能在期水泥缺的水界化过疼程中倘起着券“催堪化作知用”叼，与坑其他甲早强驾剂复蜂合效复果更凳好。（４锄）其乡丰它：弓如甲锣酸盐势等有些惩减水炭剂具俊有早僚强效香果。宽也有绍些早而强减箭水剂金是由腿早强僻剂和辣减水添剂复哥合而闷成。引气简剂与六引气追减水组剂引气框剂是指日在混犬凝土尖搅拌梅过程海中能俩引入利大量晋均匀钩分布让、稳阻定而茄封闭拒的微各小气眯泡的逐外加日剂。跌引结气剂怠也是皮表面柄活性刺剂，民其憎乘水基血团朝毁向气葱泡，灭亲水零基团航吸附处一层粗水膜搂，由郊于引秘气剂匆离子绑对液村膜的怀保护愉作用蝴，使蔑气泡选不易舍破裂穴。引绑入的领这些跪微小本气泡卧（直聪径为20歪~1长00游0μｍ）卧在拌唉合物冷中均踢匀分自布，驼明显士地改猴善混夏合料肾的和堂易性时，提慌高混盈凝土翻的耐峡久性坛（抗幼冻性驻和抗读渗性初），辟使混蕉凝土副的强朝度和仔弹性绸模量韵有所摇降低极。常用窑的加互气剂狸有松得香热叼聚物竞、松赤香皂重、烷良基苯蛛磺酸望盐类恢、脂余肪醇演磺酸避盐类瓜等。马适宜纸掺量柄为水警泥质枣量的0.资00访5~辩0.烟01晴%左右蜜。缓凝桶剂及劈燕缓凝金减水立剂缓凝厉剂是粉指能嘉延长臣混凝闻土凝驼结时辅间的陶外加欣剂。般由飞于缓影凝剂获在水值泥及物其水吼化物睁表面默上的利吸附消作用霜，或傅与水京泥反滑应生搅成不叮溶层乞而达等到缓镇凝的续效果搜。缓例凝剂干同时旦还具由有减罪水、芽增强锄、降梢低水良化热诉等功达能。者常妻用的岭缓凝虫剂及桥缓凝驳减水此剂有倚糖类蔽；羟递基羧拢酸及爷其盐衡类，乱如柠钉檬酸旧，酒味石酸挺钾钠陕等。防冻悲剂防冻乡丰剂是指师能降迅低水匀泥混竭凝土婶拌和朴物液末相冰堵点，功使混掌凝土笨在相捡应负码温下伯免受想冻害戚，并德在规烦定养隔护条忘件下浇达到喘预期尽性能健的外寨加剂辨。常催用的讨外加参剂有座：氯玻盐类范；氯甜盐与偷阻锈醉剂类谋（亚彼硝酸摇钠）量；无脆氯盐径类等麻。混凝驾土的碎质量递控制饰与评逼定混凝个土在处生产煌与施桶工中惧，由轿于原绣材料黄性能具波动佳的影吨响，渡施工童操作咱的误拔差，亮试验市条件旗的影君响，棋混凝纷土的溪质量羽波动洞是客率观存传在的停，因熟此