混凝土外加剂的应用讲义课件

混凝土新材料混凝土新材料1土木工程对混凝土的基本要求具有符合设计要求的强度：抗压强度、抗弯强度、抗拉强度等与施工条件相适应的和易性：稠度（坍落度、维勃稠度）、可泵性等与使用环境相适应的耐久性：抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、碳化(中性化)、碱骨料反应、抗氯离子侵入性等较好的体积稳定性：自收缩、干燥收缩、徐变、温度系数等土木工程对混凝土的基本要求具有符合设计要求的强度：2混凝土改性的技术途径混凝土的性能主要决定于由胶凝材料硬化而成的水泥石的组成和结构，混凝土的改性途径主要有：在混凝土中掺入外加剂或（和）矿物掺合料。在混凝土中掺入纤维或聚合物等。混凝土改性的技术途径混凝土的性能主要3混凝土外加剂混凝土外加剂4混凝土外加剂的定义混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入、用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料；被称为混凝土的第五组分。

混凝土外加剂的定义混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌5混凝土外加剂的分类按主要使用功能分为：

改善混凝土拌合物流变性能的外加剂包括减水剂和泵送剂等。

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、速凝剂等。

改善混凝土耐久性的外加剂包括引气剂、阻锈剂和矿物外加剂等。

改善混凝土其他性能的外加剂包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等。混凝土外加剂的分类按主要使用功能分为：6常用的混凝土外加剂土木工程常用的外加剂有：普通减水剂及高效减水剂引气剂及引起减水剂缓凝剂及缓凝（高效）减水剂早强剂及早强减水剂防冻剂膨胀剂泵送剂防水剂常用的混凝土外加剂土木工程常用的外加剂有：7普通减水剂及高效减水剂

在混凝土拌和物坍落度基本相同的条件下，能减少拌和用水量的外加剂称为减水剂。根据减水率的不同分为普通减水剂和高效减水剂。

普通减水剂及高效减水剂在混凝土拌和物坍8

使用减水剂可取得的技术经济效果：

混凝土中掺入减水剂，在不改变混凝土拌和用水量时，可大幅度提高新拌混凝土的流动性；当减水但不减少水泥用量时，可提高混凝土强度；若减水，同时适当减少水泥用量，则可节约水泥。同时混凝土的耐久性也能得到显著改善。使用减水剂可取得的技术经济效果：9减水剂使用的注意事项使用前，应先做水泥适应性试验，合格后方可使用。减水剂掺量应根据推荐掺量、气温高低、施工要求，通过试验确定。与其他外加剂复合使用时，减水剂掺量应根据试验确定。配制溶液时，如产生絮凝或沉淀等现象，应分别配制溶液并分别加入搅拌机内。某些减水剂会增加混凝土的早期自收缩和混凝土的干缩减水剂使用的注意事项10引气剂及引气减水剂

引气剂是在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。引气剂与减水剂复合而成的为引气减水剂。引气剂及引气减水剂引气剂是在搅拌混凝土过程中能引11掺入引气剂对混凝土性能的主要影响：一、改善混凝土拌合物的和易性：引气剂使混凝土拌合物内形成大量微小、封闭的球状气泡，这些微气泡如同滚珠一样，使混凝土拌合物的流动性增加。同时，由于水分均匀分布在大量气泡的表面，使混凝土拌合物的泌水量减少，保水性、粘聚性提高。

掺入引气剂对混凝土性能的主要影响：12二、提高混凝土抗渗性和抗冻性：引气剂引入的封闭微气泡能隔断毛细管通道，并减少混凝土拌合物的泌水，使泌水造成的渗水孔隙减少，改变了混凝土的孔结构，使混凝土抗渗性显著提高。同时，封闭微气泡对由水结冰所产生的膨胀有一定的缓冲作用，混凝土的抗冻性也显著提高。二、提高混凝土抗渗性和抗冻性：13三、对混凝土强度影响：由于大量微气泡的存在，减少了混凝土的有效受力面积，使混凝土抗压强度有所降低；混凝土中含气量每增加1％，抗压强度降低4％~6％。由于减少内泌水，含气量在一定范围（3%~6%）时，抗折强度变化不大。同时，含气量增加，混凝土的弹性模量降低，对提高混凝土的抗裂有利。三、对混凝土强度影响：14缓凝剂及缓凝（高效）减水剂

缓凝剂是能延长混凝土凝结时间，而不影响混凝土后期强度的外加剂。由缓凝剂与高效减水剂复合而成的为缓凝高效减水剂。

缓凝剂及缓凝（高效）减水剂缓凝剂是能延长混凝土凝15混凝土工程中可采用的缓凝剂主要有：糖类：糖钙、葡萄糖酸盐等;木质素磺酸盐类：木质素磺酸钙、木质素磺酸钠等；羟基羧酸及其盐类：柠檬酸、酒石酸钾钠等；无机盐：锌盐、磷酸盐等；其他：胺盐及其衍生物、纤维素醚等。混凝土工程中可采用的缓凝剂主要有：16缓凝剂的适用范围：可用于大体积混凝土、碾压混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土、大面积浇筑的混凝土、避免冷缝产生的混凝土、需较长时间停放或长距离运输的混凝土、自流平免振混凝土、滑模施工或拉模施工的混凝土及其他需要延缓凝结时间的混凝土。缓凝高效减水剂可制备高强高性能混凝土。宜用于日最低气温5℃以上施工的混凝土，不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。缓凝剂的适用范围：17缓凝剂使用的注意事项掺柠檬酸及酒石酸钾钠等缓凝剂的混凝土泌水较大，不宜单独用于水泥用量较低、水灰比较大的贫混凝土。掺用含有糖类及木质素磺酸盐类物质的外加剂时，应先做水泥适应性试验。缓凝剂宜根据温度选择品种并调整掺量。缓凝剂掺加时计量必须正确，难溶和不溶物较多的应采用干掺法并延长混凝土搅拌时间30s。缓凝剂使用的注意事项掺柠檬酸及酒石酸钾钠等缓凝剂的混凝土泌水18早强剂及早强减水剂

能加速混凝土早期强度发展的外加剂，称为早强剂。由早强剂与减水剂复合而成的为早强减水剂。早强剂及早强减水剂能加速混凝土早期19早强剂的适用范围适用于蒸养混凝土及常温、低温和最低温不低于－5℃环境中施工的有早强要求的混凝土工程。炎热环境条件下不宜使用早强剂、早强减水剂。早强剂的适用范围20防冻剂

能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂称为防冻剂。防冻剂按其成分可分为强电解质无机盐类（氯盐类、氯盐阻锈类、无氯盐类）、水溶性有机化合物类、有机化合物与无机盐复合类、复合型防冻剂。

防冻剂能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件21防冻剂的选用

在日最低气温为0～－5℃，混凝土采用塑料薄膜和保温材料覆盖养护时，可采用早强剂或早强减水剂。在日最低气温为－5～－10℃、－10～－15℃、－15～－20℃，采用以上保温措施时，宜分别采用规定温度为－5℃、－10℃、－15℃的防冻剂。防冻剂的选用在日最低气温为0～－5℃，混凝土采用塑料薄膜和22混凝土外加剂的应用讲义课件23掺防冻剂混凝土的配合比宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。混凝土水灰比不宜超过0.6，水泥用量不宜低于300kg/m3，重要承重结构、薄壁结构的混凝土水泥用量可增加10%，大体积混凝土的最少水泥用量应根据实际情况而定。含引气组分的防冻剂混凝土的砂率，比不掺外加剂混凝土的砂率可降低2％～3％。掺防冻剂混凝土的配合比宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。24掺防冻剂混凝土的搅拌和浇筑掺防冻剂混凝土拌合物的入模温度，严寒地区不得低于10℃，寒冷地区不得低于5℃掺防冻剂混凝土采用的原材料，应进行加热，搅拌时间应比常温延长50%。掺防冻剂混凝土拌合物的出机温度，严寒地区不得低于15℃；寒冷地区不得低于10℃。掺防冻剂混凝土的搅拌和浇筑掺防冻剂混凝土拌合物的入模温度，严25掺防冻剂混凝土的养护

在负温条件下养护时，不得浇水，混凝土浇筑后，应立即用塑料薄膜及保温材料覆盖，严寒地区应加强保温措施。初期养护温度不得低于规定温度。当混凝土温度降到规定温度时，混凝土强度必须达到受冻临界强度；最低气温不低于（℃）：－10；－15；－20抗压强度不小于（Mpa）：3.5；4.0；5.0拆模后混凝土的表面温度与环境温度之差大于20℃时，应采用保温材料覆盖养护。掺防冻剂混凝土的养护在负温条件下养护时，不得浇水，混凝土浇26膨胀剂

混凝土膨胀剂是与水泥、水拌和后经水化反应生成钙矾石、钙矾石和氢氧化钙或氢氧化钙，使混凝土产生膨胀的外加剂。常用的膨胀剂有硫铝酸钙类、氧化钙类、硫铝酸钙—氧化钙类和复合膨胀剂。膨胀剂混凝土膨胀剂是与水泥、水27钙矾石(局部视图）钙矾石(局部视图）28膨胀剂的适用范围

用途适用范围补偿收缩混凝土地下、水中、海水中、隧道等构筑物，大体积混凝土（除大坝外），配筋路面和板、屋面与厕浴间防水、构件补强、渗漏修补、预应力混凝土、回填槽等。填充用膨胀混凝土结构后浇带、隧洞堵头、钢管与隧道之间的填充等。灌浆用膨胀砂浆机械设备的底座灌浆、地脚螺栓的固定、梁柱接头、构件补强、加固等。自应力混凝土仅用于常温下使用的自应力钢筋混凝土压力管。膨胀剂的适用范围用途适用范围补偿收缩混凝土29掺膨胀剂混凝土应用的注意事项含硫铝酸钙类、硫铝酸钙－氧化钙类膨胀剂的混凝土（砂浆）不得用于长期环境温度为80℃以上的工程。含氧化钙类膨胀剂的混凝土（砂浆）不得用于海水或有侵蚀性水的工程。掺膨胀剂混凝土（砂浆）的限制膨胀率、限制干缩率等技术性能应符合要求掺膨胀剂的补偿收缩混凝土应在限制条件下使用，构造（温度）钢筋和特殊部位的附加筋，应符合《混凝土结构设计规范》（GB50010）的规定。掺膨胀剂混凝土应用的注意事项含硫铝酸钙类、硫铝酸钙－氧化钙类30泵送剂

混凝土泵送剂是能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。混凝土泵送剂通常由普通（高效）减水剂、引气剂、缓凝剂和保塑剂等复合而成。泵送剂混凝土泵送剂是能改善混凝土拌合物31泵送剂的适用范围：泵送剂适用于工业与民用建筑及其他构筑物的泵送施工的混凝土；特别适用于大体积混凝土、高层建筑和超高层建筑；适用于滑模施工等；也适用于水下灌注桩混凝土。泵送剂的适用范围：32混凝土第六组分—矿物掺合料混凝土第六组分—矿物掺合料33混凝土矿物掺合料（外加剂）的定义

在拌制混凝土过程中掺入的、具有一定细度和水硬性的、用以改善混凝土拌合物和硬化混凝土性能（特别是耐久性）的某些矿物类产品，称为矿物掺合料或矿物外加剂。被誉为混凝土的第六组份。混凝土矿物掺合料（外加剂）的定义在拌34常用的矿物掺合料矿物掺合料能显著改善混凝土的和易性，提高混凝土的密实度、抗渗性、耐腐蚀性和强度等，应用十分普遍。土木工程中常用的矿物掺合料有：粉煤灰或磨细粉煤灰磨细矿渣硅灰磨细天然沸石

复合矿物掺合料常用的矿物掺合料矿物掺合料能显著改善混凝土的和易35粉煤灰

粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑。按煤种粉煤灰分为F类和C类：F类粉煤灰:由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰

C类粉煤灰:由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰，其氧化钙含量一般大于10%粉煤灰粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集36粉煤灰粉煤灰37拌制混凝土和砂浆用粉煤灰技术要求项目技术要求

ⅠⅡ

Ⅲ细度（45μm方孔筛筛余），不大于/%F类

12.0

25.0

45.0C类需水量比，不大于/％F类

95

105

115C类烧失量，不大于/％

F类

5.0

8.0

15

C类

含水量，不大于/％F类1.0

C类三氧化硫，不大于/％

F类

3.0

C类游离氧化钙，不大于/%

F类

1.0

C类

4.0

安定性雷氏夹沸煮后增加距离，不大于/mm

C类

5.0拌制混凝土和砂浆用粉煤灰技术要求项目技术要求

Ⅱ

细度（4538

其中，F类粉煤灰的来源广泛，是当前用量最大、使用范围最广的混凝土掺合料。掺入混凝土不仅可节约水泥，还能改善混凝土拌和物的和易性、可泵性和抹面性；降低水化热；减小收缩；提高混凝土的抗渗性、抗硫酸盐腐蚀性；抑制碱骨料反应。粉煤灰主要用于泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐和抗软水侵蚀混凝土、蒸养混凝土、轻骨料混凝土、地下和水下工程混凝土、碾压混凝土等其中，F类粉煤灰的来源广泛，是当前用量最大、使用39掺粉煤灰混凝土的注意事项掺粉煤灰的混凝土早期强度较低，后期强度有增长，不适宜于早期受荷的混凝土。粉煤灰的密度较小，施工中应避免过振，防止出现分层离析。粉煤灰的掺量应符合有关规范的要求当采用掺粉煤灰的方法降低水化热时，粉煤灰的掺量宜取上限值。掺粉煤灰混凝土的注意事项掺粉煤灰的混凝土早期强度较低，后期强40粉煤灰取代水泥的最大限量

混凝土种类粉煤灰取代水泥的最大限量/%硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥预应力钢筋混凝土251510—钢筋混凝土高强度混凝土高抗冻混凝土蒸养混凝土30252015中、低强度混凝土泵送混凝土大体积混凝土水下混凝土地下混凝土压浆混凝土50403020碾压混凝土65554535粉煤灰取代水泥的最大限量混凝土种类粉煤灰取代水泥的最大限量41混凝土外加剂的应用讲义课件42磨细矿渣

磨细矿渣是将粒化高炉矿渣经干燥、粉磨（或添加少量石膏一起粉磨）达到相当细度且符合相应活性指数的粉体。矿渣粉磨时允许加入助磨剂，加入量不得大于矿渣粉质量的1%。磨细矿渣磨细矿渣是将粒化高炉矿渣经干燥、粉磨（或43磨细矿渣可以等量取代水泥，并降低水化热、提高抗渗性和耐蚀性、拟制碱骨料反应和提高长期强度等。磨细矿渣可用于钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土工程。大掺量粒化高炉矿渣粉混凝土特别适用于大体积混凝土、地下和水下混凝土、耐硫酸盐混凝土等。还可用于高强混凝土、高性能混凝土和预拌混凝土等。

磨细矿渣可以等量取代水泥，并降低水化热、提高抗渗44用于混凝土中的粒化高炉矿渣粉技术要求项目级别S105S95S75密度，g/cm3不小于2.8比表面积，m2/kg不小于350活性指数，%不小于7d95755528d1059575流动度比，%不小于859095含水量，%不大于1.0三氧化硫，%不大于4.0氯离子，%不大于0.02烧失量，%不大于3.0用于混凝土中的粒化高炉矿渣粉技术要求项目级45磨细天然沸石粉

磨细天然沸石粉是天然的沸石岩磨细而成的一种火山灰质铝硅酸盐矿物掺合料。含有一定量活性二氧化硅和三氧化铝，能与水泥水化生成的氢氧化钙反应，生成胶凝物质。沸石粉用作混凝土掺合料可改善混凝土和易性，提高混凝土强度、抗渗性和抗冻性，抑制碱骨料反应。可用于配制高强混凝土、高性能混凝土、流态混凝土及泵送混凝土

磨细天然沸石粉磨细天然沸石粉是天然的沸石岩磨细46硅灰

硅灰又称硅粉，是从生产硅铁或硅钢时排放的烟气中收集到的颗粒极细的烟尘。硅灰的颗粒极细，呈玻璃球体，主要成分为SiO2,其粒径为0.1~1.0μm，是水泥粒径的l/50~1/100，比表面积为18.5~20m2/g。硅灰用作混凝土掺合料，可提高混凝土强度，改善混凝土的孔结构，提高混凝土抗渗性、抗冻性及抗腐蚀性，抑制碱骨料反应。由于比表面积高，需水量大，使用时必须与减水剂配合使用，才能保证混凝土的和易性。硅灰具有很高的火山灰活性，可配制高强、超高强混凝土和高性能、超高性能混凝土。硅灰硅灰又称硅粉，是从生产硅铁或硅钢时排放的烟气47硅灰的粒形硅灰的粒形48硅灰的粒径

水泥

硅灰硅灰的粒径

49高强高性能混凝土矿物外加剂的技术要求试验项目指标磨细矿渣磨细粉煤灰磨细天然沸石硅灰IIIIIIIIIIII化学性能MgO/%≤14—————SO3/%≤43———烧失量/%≤356——6Cl/%