高性能混凝土的组成材料试验与检测-化学外加剂试验与检测

1.对泵送剂混凝土的要求：

有较大的流动性，并在较长时间内保持这种性能，即坍落度损失小，黏性较好，混凝土不离析，不泌水。要做到这一点，仅靠调整混凝土配比是不够的，必须依靠混凝土外加剂，尤其是混凝土泵送剂。泵送剂

2.泵送剂的主要组分：单一组分的外加剂很难满足泵送混凝土对外加剂性能的要求，常用的泵送剂是多种外加剂的复合产品，其主要组成如下：

(1)减水组分：普通减水剂或高效减水剂都可作为泵送剂的减水组分，必要时也可将几种减水剂复合使用。(2)缓凝组分：在泵送剂中掺人适量组成的缓凝剂，可以控制混凝土坍落度损失，有利于泵送。泵送剂

(3)润滑组分：润滑组分可在输送管壁形成润滑薄膜，减少混凝土的输送阻力，以降低泵送压力。(4)引气组分：在泵送混凝土中适量地加入引气剂，可防止离析和泌水。(5)增稠组分：按照在混凝土中的作用，增稠组分可分为以下几类：

①天然和合成的水溶性有机聚合物这些外加剂可以提高拌和水的黏度，该类物质有纤维素酯、环氧乙烷、藻酸盐、角叉胶、聚丙烯酰胺、羟乙基聚合物和聚乙烯醇等。泵送剂

②吸附在水泥颗粒表面的水溶性有机絮凝剂它们由于促进粒子间的相互吸附而提高黏度，该类物质包括带羧基的苯乙烯共聚物，合成的多元电解质和天然水溶胶。③各种有机物质它们能提高粒子间的相互吸附力，并同时在水泥浆体中提供了补充的超细粒子，该类材料包括石蜡乳液、聚丙烯乳液以及其他聚合物。泵送剂

④比表面积大的无机材料这类材料能提高混凝土拌和物的保水能力，包括细硅藻土、硅灰、石棉粉和其他纤维材料。⑤无机材料这类材料对砂浆体提供了补充的细颗粒，该类物质包括粉煤灰、高岭土、硅藻土、未处理或煅烧的火山灰材料及各种石粉等。

复合泵送剂的组成，应根据具体情况而选择，不一定都含有上述的组成。泵送剂防冻剂定义——指在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，并在一定的时间内获得预期强度的外加剂。常用的防冻剂：氯盐类（氯化钙、氯化钠）氯盐阻锈类（以氯盐与亚硝酸钠阻锈剂复合无氯盐类（以硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐、乙酸钠或尿素复合而成）。分区区别划

分标准年平均气温最冷月平均气温最高月平均温度典型地区温和地区温和区15~193~824~30贵州、四川、桂北、闽北、浙北、江西、湖南、湖北、陕南、皖南温冷区12.5~15-3~324~30江苏、河南、皖中北、鲁中南、关中、山西、冀南寒冷地区寒冷区8~12.5-10~-3＜24河北、山东、山西、陕西、甘肃、宁夏、新疆等部分地区严寒区2~8-25~-10＜24冀北、晋北、陕北、宁夏、甘北、新疆、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁寒冷地区、温和地区划分参考表（℃）

1.有关冬季施工起止时间的规定

混凝土结构工程的施工应采取冬期施工措施，可以取第一个出现连续5天稳定低于5℃的初日作为冬期施工的起始日期。当气温回升时，取第一个连续5天稳定高于5℃的末日作为冬期施工的终止日期。初日和末日之间的日期即为混凝土冬期施工期。

混凝土冬季施工

2.温度对混凝土性能的影响

环境温度低，水泥的水化反应慢，影响混凝土强度的增长。试验得出：温度每降低1℃，水泥的水化作用降低约5％～7％，在1℃～0℃范围内水泥的水化活性剧烈地降低，水化作用缓慢。

一般当温度低于0℃的某个范围时，游离水将开始结冰，温度达到-15℃左右时，游离水几乎全部冻结成冰，致使水泥的水化和硬化完全停止。当水转化为固态的冰时，其体积约增大9％，使混凝土产生内应力，在混凝土体内形成冰聚体引起局部结构破坏。新浇筑的混凝土过早遭受冻结将大大降低极限强度，强度损失率可能达到设计标号的50％，甚至引起整体结构破坏；混凝土达到临界强度后遭受冻结，混凝土的极限强度损失较小，也不会发生整体结构破坏。

国家临界强度MPa瑞典2.5～4.5美国3.5丹麦3.5日本6芬兰4～8.5挪威4～8.5加拿大7～10.5瑞士14.5中国3.5各国规范规定的受冻临界强度防冻剂会使水溶液的冰点降低，其冰点的降低幅度与防冻剂的种类和掺量或溶液的浓度有关。

决定效果因素：溶液的浓度，混凝土硬化过程经受的负温值。

混凝土内掺入防冻剂的主要目的是使其在负温下保持足够的液相，使水泥的水化得以继续进行；转入正温后，混凝土强度能进一步增长，并达到或超过设计标号。3.混凝土冬期施工注意事项混凝土冬期施工要求正温浇筑、正温养护。对原材料的加热，以及混凝土的搅拌、运输、浇筑和养护应进行热工计算，并据此施工。

（1）对材料和材料加热的要求①水泥：优先选用活性高、水化热量大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，水泥的强度不应低于42.5等级，水灰比不应大于0.6。水泥不得直接加热，使用前1～2天运入暖棚存放，暖棚温度宜在5℃以上。

②水的比热是砂、石集料的5倍左右，所以冬期拌制混凝土时应优先采用加热水的方法。③集料提前清洗和贮备，做到集料清洁，无冻块和冰雪。集料贮备场地应地势较高不积水。

④砂、石温度要符合热工计算需要温度。加热的方法可因地制宜，但以蒸汽加热法为好。

⑤在设计加热设备时，必须先求出每天的最大用料量和要求达到的温度，根据原材料的初温和比热，求出需要的总热量。考虑加热过程中热量的损失。决定热源的种类、规模和数量。

（2）搅拌

混凝土不宜露天搅拌，应尽量搭设暖棚，优先选用大容量的搅拌机。搅拌前，用热水或蒸汽冲洗搅拌机。混凝土的拌和时间比常温规定时间延长50％。由于水泥和80℃左右的水拌和会发生骤凝现象，投料顺序是先将水和砂石投入拌和，然后加入水泥。若能保证热水不和水泥直接接触，水可以加热到100℃。（3）运输

混凝土的运输时间和距离应保证混凝土不离析、不丧失塑性。主要措施为减少运输时间和距离；使用大容积的运输工具并加以适当保温等。（4）浇筑和养护

浇筑前，清除模板和钢筋上的冻雪和污垢，尽量加快混凝土的浇筑速度。混凝土拌和物的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。采用加热养护时，混凝土养护前的温度不得低于2℃。

加热温度超过40℃时，由于温度高，在结构内部产生温度应力。在跨内适当的位置设置施工缝。

防冻剂的组成及作用机理

防冻剂必须从防止冻害的发生及提高混凝土本身的抗冻性两个途径来解决。

防冻剂可以分成两大类型：早强型和防冻型。我国气候及温度变化规律：长江以北到黄河以南，气温虽然可以降至5℃以下但基本上在0℃上，冬季施工只要加早强剂即可以保证质量了。黄河以北，气温会在0℃以下数个月，冬季施工需要防冻剂。华北西北地区，最低气温在-10℃以上的地区，使用早强型的防冻剂。东北地区内蒙新疆，冬季气温经常在-10℃以下，冬季施工的混凝土必须使用防冻性的防冻剂。1.早强型防冻剂

最低气温不超过-10℃，日气温一般在0℃上下浮动，在气温最高的白天浇筑，混凝土内部温度就可以保持在0℃以上。不是在最高气温下浇筑，浇筑后用塑料薄膜及草袋等覆盖，混凝土内部温度也会高于气温。这种情况下混凝土会很快达到临界强度3.5MPa而不至于产生冻害。因此在最低温度高于-10℃时只需添加早强型防冻剂即可。目的是更快的达到临界强度。

早强型防冻剂可以不必加入太多的防冻组分，尽量使防冻剂的掺量降低些，不但经济核算，降低掺量对混凝土的耐久性也是很有好处的。2.防冻型防冻剂

日平均气温在-15℃以下的地区，混凝土浇筑后即使是入模温度较高，但由于混凝土内外温差较大，混凝土在简单覆盖的情况下还是会很快的降至0℃以下；

防冻剂的作用是要保证混凝土在浇筑后能抵御一定限度负温环境。在此低温下混凝土内部仍然保持足够的液相，以使水泥水化作用继续进行，而不致被冻胀破坏。防冻组分是以降低液相中的冰点为目的的一些纯化学物质。为保持在规定的负温下仍然有足够的液相就必须保持防冻成分有一定掺量。这些物质在防冻剂中占有相当的比例，而这种比例随着所要求的规定温度不同而变化，负温越低掺量越大。3.复合型防冻剂的组分及作用机理

根据混凝土产生冻害的原因分析，必须从提高混凝土本身的抗冻能力及防治冻害的发生两个途径来解决。（1）早强组分

为了促进水泥水化作用，使混凝土尽快达到抵御冻害的能力，强度迅速增长，加速模板周转，缩短工期，早强组分是必不可少的，为了避免钢筋锈蚀，采取相应技术措施，使用少量的氯盐，确保对钢筋无促锈作用。

常用的早强剂有硫酸钠，氯化钙，硝酸钙，亚硝酸钙，三乙醇胺等。

防冻剂中的早强成分主要是是混凝土尽快达到或超过混凝土的受冻临界强度。（2）减水组分

减水剂的作用就在于分散水泥和降低混凝土的水灰比。减少了绝对用水量，使毛细孔变细、减少、且分布均匀，提高了混凝土的密实性。

实质上是减少了混凝土中可冻水的数量，即减少了受冻混凝上中的含冰率，相应也提高了混凝土防冻性能。另外防冻剂掺量是固定的，由于水灰比的减小，相对的提高了混凝土中减水剂水溶液的浓度，进一步降低了冰点，从而提高了混凝土防早期冻害能力。常用的减水剂有木钙，木萘，萘系高效减水剂及三聚氰胺，氨基磺酸盐等。

（3）引气组分

这种引气剂在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的激小气泡。这些气泡对混凝土主要有四种作用：(a)能减少混凝土的用水量，进一步降低水灰比；(b)引入的汽泡对混凝土内冰晶的膨胀力有一个缓冲和消弱作用，减轻冰晶膨胀力的破坏作用；(c)提高了混凝土的耐久性能；(d)小气泡起到阻断毛细孔作用，使毛细孔中的可冻结水减少。引气的组分可以使用引气型减水剂如木钙，木钠，蒽系减水剂等。也可以使用引气剂，如松香热聚物等。

（4）防冻组分

主要功能是在负温条件下降低混凝土内游离水的冰点，减少混凝土内部水分的成冰率，使之有较多的液态水供水泥水化，更重要的是改变成冰结构，使冰晶变得疏松且成立体网状结构，因而对混凝土结构没有破坏作用。防冻组分一般掺量都比较大，考虑到对混凝土耐久性能的要求，应尽量减少K+和Na+的引入量，这也是防冻剂的突出特点。

在负温下掺防冻剂混凝土中大部分水仍保持液相，混凝土强度在负温下依然在增长。在负温下混凝土的增长速度取决于水泥品种、防冻剂种类和负温温度。按混凝土强度增长的速率的次序如下排列：K2CO3>CaCl2>NaCl>NaNO2>Ca(NO3)2

只要保证混凝土在达到临界强度前不受早期冻结，掺防冻剂混凝土的强度在以后的正温下都能正常地继续增长。

冬季施工中防冻剂的选用

冬施混凝土大致分为3大类：冷混凝土、负温混凝土和早强混凝土。

冷混凝土是指除拌合水必须保持液态外，其他集料均不保温，浇筑后也不采取任何保温措施，主要依靠防冻组分保证一定的过冷液体在负温下缓慢的进行水化。这种混凝土需要掺大量无机盐类来降低冰点。在施工条件不具备采取其他措施时才使用。

负温混凝土：混凝土在负温施工时，对砂、石、拌合水进行保温和热处理，在混凝土养护过程中要与保温防护、蓄热法等综合措施相结合。

低温早强混凝土：在0℃左右的低温或不很低的负温下施工，只采取加热拌合水再辅以综合蓄热法使混凝土保持在正温下硬化、增强。

冷混凝土和负温混凝土掺防冻剂的作用是降低拌合物种中液相的冰点，使水泥在负温下继续水化，因此采用防冻型的防冻剂；

负温混凝土采用了加热原材料及蓄热保温养护使混凝土的初始温度始终高于外界最低温度，因此外加剂掺量比冷混凝土少。

低温早强混凝土则只需加入早强型防冻剂即可。化学外加剂

最重要的化学外加剂是高效减水剂、泵送剂和引气剂。其他外加剂有缓凝剂、速凝剂、早强剂、膨胀剂、防水剂、防冻剂等等外加剂的分类混凝土外加剂按其主要功能分为四类：(1)改善混凝土拌和物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。(2)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。(3)改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。(4)改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂等。2024/3/1127

缓凝剂定义：缓凝剂就是降低水泥或石膏的水化热，延迟水泥水化反应，从而延长凝结时间，使新拌混合物较长时间保持塑性，方便浇筑，提高施工效率，同时对施工后期各项性能不会造成不良影响的一种添加剂。缓凝剂的工程应用1缓凝剂与高效减水剂的复配应用

通过缓凝剂与高分子减水剂的协同效应作用，缓凝剂还具有辅助塑化效应和凝结时间的辅助增强效应。高效减水剂是当今混凝土向高性能方向发展的必然要求，但是仍然存在与水泥适应性不良等问题，可以通过复配缓凝剂等方法来解决。做到了保证混凝土性能良好的同时，延长混凝土凝结时间、减少坍落度损失，保证混凝土正常施工。2用于商品混凝土

商品是指由水泥、集料、水以及外加剂和掺合料等按一定比例，经集中搅拌站经计量、拌制后出售，并采用运输车，运至使用施工现场的混凝土拌合物。由搅拌站统一经营管理，而把各种各样成品混凝土供应给施工单位以商品形式出售。它实现了混凝土生产的专业化、商品化和社会化，具有加快施工进度、减少环境污染、提高工程质量和节约材料成本等优点。

3夏季高温混凝土夏季高温施工混凝土

夏季高温施工混凝土，尤其是泵送混凝土施工更容易受到水分蒸发、坍落度损失过快、施工困难的影响造成泵送困难，甚至堵泵。使用缓凝剂和缓凝减水剂是解决混凝土坍落度损失过快的一种有效的方法。在日平均气温超过25℃或最高气温在30℃以上环境施工，水分容易蒸发，容易造成施工困难，混凝土产生裂缝、不均匀等缺陷。混凝土温度每升高10℃，混凝土用水量增加3%~5%，含气量减少20%~30%，强度下降2Mpa.4大体积混凝土

我国普通混凝土配合比设计规范规定：混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于1m的部位所用的混凝土即为大体积混凝土。

日本规定：结构断面积尺寸在80cm以上，水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土。

美国规定：任何现浇混凝土，只要有可能产生温度影响的混凝土均称为大体积混凝土。

大体积混凝土的特点：

1.混凝土结构物体积较大，在一个块体中需要浇注大量的混凝土。

2.大体积混凝土常处于潮湿或与水接触的环境条件下。因此要求除一定的强度外，还必须具有良好的耐久性和抗渗性，有的要求具有抗冲击或震动作用。

3.大体积混凝土由于水泥水化热不容易很快散失，使内部温升较高，在与外部环境温差较大时容易产生温度裂缝。对混凝土进行温度控制是大体积混凝土最突出的特点。

通过缓凝剂和缓凝减水剂延长水化时间，避免水化热的集中释放，降低温度峰值，同时辅以外部保温措施，可以降低温差应力引起的开裂和结构破坏。

缓凝剂及缓凝减水剂对混凝土的影响

对新拌混凝土的影响

1.延缓混凝土初终凝时间

2.降低水化放热速率

3.降低塌落度损失对硬化混凝土性能的影响

1.对强度的影响

早期强度（1d、2d）会降低，7d以后会赶上来，28d后较不加的强度有提高，90d仍是提高趋势。

抗弯强度趋势相似。

2.收缩

收缩略有增加，随掺量的增加而增加。

3.耐久性

基本上无变化。

2超缓凝剂的工程应用

超缓凝剂是一种能够在长时间内任意调节混凝土时间，但不影响后期强度的外加剂。主要应用于长时间干燥、高温环境下施工的混凝土工程以及需要长时间塑性的工程。常见的超缓凝剂分为两类：以羟基羧酸盐为主要成分的非引气型缓凝剂；以氟硅酸盐为主要成分的非减水型缓凝剂。掺量由0.1%-1.0%不等。缓凝剂种类

缓凝剂的种类按其化学组成可分为无机缓凝剂和有机缓凝剂两大类。（1）无机缓凝剂1）磷酸盐、偏磷酸盐类缓凝作用较强，在相同掺量情况下，磷酸盐类缓凝剂中缓凝作用最强的是焦磷酸钠，最弱的是正磷酸。注意：若水泥中磷酸盐含量高，掺加磷酸二氢钠或磷酸钠作为缓凝剂时，可能会出现瞬凝现象。

2）硼砂：白色粉末状结晶物质。吸湿性强，易溶于水和甘油，其水溶液呈弱碱性。在干燥空气中易缓慢风化。常用掺量为水泥用量的0.1%～0.2%。3）氟硅酸钠：白色结晶物质，密度2.68g/cm3，微溶于水，不溶于乙醇，有腐蚀性。一般掺量为水泥用量的0.1%～0.2%。4）其他：氯化锌、碳酸锌以及锌、铁、铜、镉的硫酸盐也具有一定的缓凝作用，但是，由于缓凝作用不稳定，因此不常使用。（2）有机缓凝剂有机缓凝剂按其官能团不同可分为：1）羟基羧酸、氨基羧酸及其盐缓凝效果较强，分子结构中含有羟基，羧酸基或氨基，常见的有柠檬酸、葡萄糖酸、水杨酸等及其盐。掺量一般为水泥用量的0.05％-0.2％之间。2）多元醇及其衍生物缓凝作用较稳定，特别是在使用温度变化时仍有较好的稳定性。其中一元醇缓凝作用较小．但随烷基的增加，表面活性增强；丙三醇缓凝作用很强，甚至可以使水泥水化作用完全停止。此类缓凝剂掺量一般为水泥用量的0.05％-0.2％之间。

3）糖类葡萄糖、蔗糖及其衍生物和糖蜜及其衍生物，由于原料广泛、价格低廉，同时具有一定的缓凝作用，因此使用也较为广泛。其掺量一般为胶凝材料用量的0.1％-0.3%。4）纤维素类碳水化合物：以甲基纤维素、羧甲基纤维素钠盐为代表的纤维素类碳水化合物也具有一定的缓凝作用，但它们主要用于改善混凝土的增粘保塑功能，一般掺量为0.1%以下。特点是在浓度较低的情况下使水的粘度大大增加。减水剂定义：在保持新拌混凝土和易性基本相同的条件下能显著降低拌合水量的外加剂称为减水剂。使用目的：降低高性能混凝土的水灰比，并具有良好的工作性，使坍落度经时损失小，得到均匀的混凝土拌和物。分类减水剂按其减水的程度分为普通减水剂和高效减水剂。减水率在5-10%的减水剂为普通减水剂，减水率大于10%的减水剂为高效减水剂。普通减水剂：木质素系、蜜糖类、腐殖酸盐

当前可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(蜜胺系高效减水剂)；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。

Ⅰ木质素系减水剂包括木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸钠（木钠）、木质素磺酸镁（木镁）。制备：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。适宜掺量：为水泥质量的0.2%～0.3%效果：减水率为8％～10％；28d抗压强度提高10％～20％；坍落度可增大80～100mm；节约水泥用量10％左右。

木质素磺酸盐减水剂环保作用每生产1吨木质素磺酸盐减水剂可以消纳2.5吨造纸废液（浓度40%）避免了废液直接排入江河中造成环境污染在取得良好经济效益的同时，为保护环境做出了突出的贡献。木钙减水剂的应用注意：

木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，一般缓凝1～3h，掺量过多或在低温下缓凝作用更为显著，而且还可能使混凝土强度降低。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。不宜于：不宜单独用于冬季施工，在日最低气温低于5℃时，应与早强剂或早强剂、防冻剂复合使用。也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土，以免蒸养后混凝土表面出现酥松现象。蜜糖类减水剂具有缓凝效果最佳掺量：0.1-0.3%对混凝土的增强作用，糖钙优于木钙。

（一）萘系高效减水剂萘系减水剂是芳香族磺酸盐甲醛缩合物。属于阴离子表面活性剂。主要成分：萘或萘的同系物磺酸盐与甲醛的缩合物。

1.萘系高效减水剂的制备在高温下将熔融的萘用浓硫酸磺化：尽可能多地生成β­—萘磺酸，避免生成α—萘磺酸和多萘磺酸；高效减水剂

将β—萘磺酸用甲醛在酸性和高温条件下缩合：甲醛和萘的比例决定缩合的程度；缩合后的产物用氢氧化钠或氢氧化钙中和；通过过滤除去沉淀物，得到所需的液体产品；经喷雾干燥或者离心干燥得到粉状的固体产品。2.萘系高效减水剂的结构特点：憎水性的主链——亚甲基连接的双环或多环的芳烃；亲水性的官能团——连在芳环上的－SO3M等。

图4-1萘系高效减水剂分子结构示意图

3.萘系高效减水剂分类：

根据其产品中Na2SO4含量的高低分：高浓型产品(Na2SO4含量≤5％)低浓型产品(Na2SO4含量≥5％)根据产品形态分：粉状外加剂：一般现场搅拌混凝土时使用；液体外加剂：多在商品混凝土中使用。

4.萘系高效减水剂优缺点优点：在推荐掺量下的减水率一般在15％～25％，基本上不影响混凝土的凝结时间，引气量低(<2％)，提高混凝土强度效果较明显。缺点：与水泥的适应性问题，有时混凝土坍落度损失较快，这与减水剂本身的磺化程度、聚合度、中和离子的种类、Na2SO4含量、掺加时的状态、掺量及掺加方法有关。因此，在商品混凝土中使用萘系高效减水剂时一般要同时复合缓凝、引气等组分进行改性．得到所谓的泵送剂产品。

（二）蜜胺系高效减水剂

三聚氰胺高效减水剂是一种水溶性的高分子聚合物，属于阴离子型、早强、非引气型高效减水剂，减水率可达25％。主要成分：磺化三聚氰胺甲醛缩合物。

1.蜜胺系高效减水剂的制备：单体配制：以三聚氰胺、甲醛作为原料，按一定的比例和温度(75～90℃)，合成三羟甲基三聚氰酰胺；

单体磺化：将合成的单体，用亚硫酸氢钠(NaHSO3)、亚硫酸钠(Na2SO3)等作为磺化剂，在碱性条件下进行磺化反应．通过反应制得单磺酸盐。单体缩合：将单磺酸盐置于一定的介质条件下，羟甲基之间缩合而生成醚键，使羟甲基三聚氰胺单磺酸钠单体之间以醚键相互联接起来，制成能溶解于水的线性高分子聚合物。碱性重排。

通过控制反应条件控制聚合物的相对分子质量,使产物达到最佳减水增强效果。最终产品中硫酸钠的质量分数可低于4％,固体含量可达40％。

3.密胺系高效减水剂特点

蜜胺系高效减水剂属于低引气型，无缓凝作用，减水率相当于萘系高效减水剂，对混凝土增强效果较好；流动性保持能力低，混凝土拌和物的坍落度经时损失较大；由于其无色和低引气的特征，适合于干粉砂浆、彩色路面砖和清水混凝土等的生产；由于主要原材料价格及在混凝土中掺量较高，引起混凝土价格增加幅度很大。

4.密胺系高效减水剂的改性降低三聚氰胺高效减水剂的生产成本，提高其减水保坍能力是高效减水剂研究和应用中的一个亮点。（1）在降低成本方面目前主要采用两种办法：①以廉价活性单体(如尿素)部分代替三聚氰胺单体来合成磺化三聚氰胺一尿素甲醛树脂高效减水剂，其合成包括三聚氯胺的羟甲基化、磺化、与羟甲基化脲一起缩合三个阶段。②将三聚氰胺系高效减水剂与适量廉价的糖蜜、糖钙、葡萄糖酸钠等复合使用。

（2）在改进性能方面一般在单体的合成及磺化工艺上进行了改进：例：2004年，中国建筑材料科学研究院研制成功了性价比较高的新型三聚氰胺高效减水剂。其制备工艺：以三聚氰胺为主要原料，经羟甲基化反应激活其活性官能团生成羟甲基三聚氰胺，然后引入其他预聚单体，增加可能与三聚氰胺缩合的单体，改变缩合产物的分子结构。

新型三聚氰胺高效减水剂具有比传统三聚氰胺高效减水剂更好的性能：●有很好的分散能力；●有较好的流动性保持能力；●对不同水泥品种有较好的适应性，早期强度高。

（三）氨基磺酸盐系高效减水剂氨基磺酸盐高效减水剂是对氨基苯磺酸盐苯酚甲醛的缩合物，也被称为单环芳烃型高效减水剂。1.氨基磺酸盐系高效减水剂的结构

聚合物憎水主链中苯基和亚甲基交替连接而成，而在主链单环上可接有－SO3H、－OH、－NH2和－COOH的亲水性官能团、烷基、烷氧基等取代基，或有可能使主链上带有聚氧乙烯基等长链基团，使该类减水剂具有梳型结构。

3.氨基磺酸盐系高效减水剂的特点：

一般掺量为0.2％～0.5％;具有减水率高、混凝土坍落度损失较小的特点;虽然合成工艺较简单，合成温度低(80～110℃)，原材料对氨基苯磺酸钠、苯酚等的价格高，这类高效减水剂生产成本相对较高；

氨基磺酸盐系减水剂掺量较高时，极易引起过度泌水和缓凝。因此，通常情况下，将氨基磺酸盐类高效减水剂与萘系高效减水剂等进行复合，不仅可以改善萘系高效减水剂与水泥的适应性，而且能增强混凝土的坍落度保持性。

（四）脂肪族高效减水剂

脂肪族高效减水剂主要指采用丙酮、亚硫酸盐、甲醛等合成的脂肪族羟基磺酸盐缩合物(又称为酮醛缩合物)。1.脂肪族高效减水剂的结构憎水基主链——脂肪族的烃类；亲水基——主要为－SO3H、－COOH、－OH等。

2.脂肪族高效减水剂的特点减水率大，对混凝土的早期强度(3d)和后期强度(28d至半年)发展有促进作用；冬天无结晶，无引气性，不含氯盐，对钢筋无锈蚀；对水泥品种的适应性优于萘系产品，适用于预制构件混凝土生产。

与其他外加剂组分相容性好，通过复合可配制成系列化产品，而达到泵送、缓凝、早强、防水、抗冻等效果，满足商品混凝土的各种要求；呈明显的棕红色，掺入后会使混凝土颜色发红，

（五）聚羧酸系高效减水剂１.聚羧酸盐系高效减水剂的结构憎水性的主链——脂肪族的烃类；亲水性的官能团——侧链上所连的－SO3H、

－COOH、－OH或聚氧烷基烯类EＯ长侧链[(CH2CH2O)m－R]等。

2.聚羧酸盐系高效减水剂的制备采用接枝共聚方法进行合成。主要原料为：丙烯酸(CH2＝CH—COOH)、马来酸酐、甲基丙烯酸(CH2＝C(CH3)—COOH)、丙烯酸羟乙酯等。先合成带侧链的单体；将这些单体同酸酐类及磺酸类单体共聚；最后将两种或两种以上共聚物聚合成二元或多元共聚物，形成一个大的聚合物分子。

3.聚羧酸盐系高效减水剂的特点在掺量很小(0.1％～0.2％)的情况下就可产生较好的分散效果，并具有优良的缓凝、增强、保持坍落度的作用；该减水剂在水泥颗粒表面有效作用时间较长；与水泥适应性更好等特点，适宜配制高强高耐久性混凝土。速凝剂定义——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。

速凝机理生成水化铝酸钙而速凝；大量生成钙矾石导致速凝形成水化铝酸钙骨架并促进C3S水化导致速凝；其他作用机理

产品性能凝结速度快，一般终凝在10min以内早期强度高，后期强度较基准有较多下降具有一定的收缩变形；对钢筋无锈蚀作用速凝剂的效果

速凝剂掺入混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，10min内终凝，1h就可产生强度，1d强度提高2～3倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺时的80％～90％。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中。用于喷射混凝土施工的速凝剂有粉剂和液体两种。按化学成分可分为：

碱土金属碳酸盐和碱土金属的氢氧化物 硅酸碱(水玻璃)； 铝酸钠、铝酸钾 非碱性粉末状促凝剂；无碱液体速凝剂

种类主要成分碱金属碳酸盐和碱金属的氢氧化物碱金属碳酸盐和碱金属的氢氧化物，加入少量碳酸铝硅酸碱（水玻璃）硅酸钠铝酸钠铝酸钠非碱性粉磨状速凝剂一般是铝酸钙新产品主要是氢氧化铝和硫酸铝复合无碱液体速凝剂无机速凝剂与有机稀释速凝剂复合型无机速凝剂与有机速凝剂复合型以水溶性树脂为主要成分的低碱性有机速凝剂速凝剂种类掺量碱金属碳酸盐和碱金属的氢氧化物2.5%~6%硅酸碱（水玻璃）>10%（改性：4%~6%）铝酸钠2.5%~5.5%非碱性粉磨状速凝剂6%~12%无碱液体速凝剂3%~10%作用机理：铝酸盐型速凝剂该速凝剂由铝氧熟料，碳酸盐和生石灰按一定比例配制而成的粉状物。水泥中掺入速凝剂后，因水泥中的石膏参加化学反应，而先生成大量的固溶体，然后再生成钙钒石。速凝剂各组分之间及其与石膏发生的反应如下: Na2CO3+CaO+H2O=CaCO3+2NaOH Na2CO3+CaSO4=CaCO3+Na2SO4 NaAlO2+2H2O=Al(OH)3+NaOH 2NaAlO2+3CaO+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH 2NaOH+CaSO4=Na2SO4+Ca(OH)2

反应消耗了一部分石膏，石膏不足以与水泥中C3A水化生成硫铝酸钙沉淀，石膏失去缓凝作用。这样，铝酸三钙(C3A)迅速进入溶液，析出其水化物，导致水泥速凝；随水泥水化的进行，先生成C3A·Ca(OH)2·10H2O和C3A·CaSO4·12H2O固溶体，水化继续进行,C3S水化析出;

Ca(OH)2与Na2SO4;重新生成石膏，石膏与一C3A、C4AF而生成钙矾石。

复合硫铝酸盐型速凝剂 该速凝剂由铝氧熟料、矾泥、石灰按一定比例配制而成。其中的A12(SO4)3和水泥中的CaSO4提供了大量的SO2,-与液相中的AI2O3、Ca(OH)2等急速反应生成微细针状的钙矾石和中间产物次生石膏。其反应如下:

A12(SO4)3+3CaO+5H2O=3CaSO4·2H2O+2Al(OH)3

2NaAlO2+3CaO+7H2O·3CaO·A12O3·6H2O+2NaOH

3CaO·A12O3·6H2O+3CaSO4·2H2O+25H2O·C3A·3CaSO4·31H2O

在水化初期溶液中的Ca(OH)2、SO42-、Al2O3等组分化合成生成钙矾石，使液相中Ca(OH)2的浓度降低，促进了硅酸盐组分的水解，并促使C3S的水化产物C-S-H凝胶提前生成。水泥石强度主要取决于C3S，其次是C2S和C4AF，而C3A仅在水化早期起作用。液体速凝剂

液体速凝剂有有机和无机两类。对普通硅酸盐水泥，加水后就引起这些矿物的溶解，并形成一种溶液，这种溶液达到饱和点就立即结晶，而矿物溶液结晶作用所形成的晶体只吸收了少量的水，因此溶液浓度变小，这样更多的矿物又从水泥粒子表面溶出。该水化过程缓慢持续地进行，结晶物不断地增长并生成凝聚结构，使水泥浆变硬，其强度也开始发展。水泥矿物熟料中的C3A、C4AF对混凝土的早期强度起决定性作用，而C2S、C3S则对后期强度起决定性作用。

一般地，液体速凝剂对沉淀在水泥粒子上的石灰和硫铝酸钙有溶解作用，因而使水泥与水反应不致延缓，从而加速水泥和水的反应;

它并不改变水泥与水的基本反应，而仅使水泥与水的反应以不受约束的速度进行。

液体速凝剂发挥作用的基本形式就是有利于水泥中组分的溶解，加速促进其水化进程。

因此，使用液体速凝剂能得到相当高的早期强度，而且后期强度损失较小。

液体速凝剂和聚合物型的速凝剂是处于发展阶段的新型速凝剂。

在复合液体速凝剂中所含的水溶性聚合物能显著提高水泥基液相体系的粘度；有机表面活性剂能①改善水泥颗粒的吸附作用，确保减少喷射粉尘②提高拌合物的粘度并适时的提供速凝功能。特点：碱金属碳酸盐和碱金属的氢氧化物这种速凝剂与水泥的反应主要受水泥化学成分、细度和矿物添加剂以及环境温度的影响。缺点：水泥的最终强度大幅下降（一般是30%-40%，有些工程甚至50%）铝酸钠

优点：他们的作用受水泥化学成分、细度及所含矿物添加剂的影响，这种影响比所看到的碳酸盐类外加剂的影响小，最终强度损失20%-25%。缺点：其高碱含量在地下施工对健康危害是限制其应用的主要因素硅酸碱（水玻璃）掺量大，大剂量使用时，这些速凝剂降低了与基底的粘结力，最终导致混凝土强度的下降和严重的干缩改性硅酸碱（水玻璃）优点：

1、掺量4%-6%时，很短的时间（<10s）使喷射混凝土产生胶结作用。

2、可施工80-150mm喷射厚度。

3、与各种水泥可相配，最终强度损失比铝酸盐速凝剂小，对皮肤没有强的侵蚀性，碱含量比铝酸盐基速凝剂小得多缺点：不能产生理想的初始强度，不适于早期强度要求较高的工程非碱性粉磨状速凝剂

1、低于7%的掺量不会影响混凝土早期强度

2、大剂量会导致后期强度下降，但是下降小于碱性促凝剂

3、要求干燥设备中贮存，潮湿环境影响速凝剂灵敏度。

4、需要设备使掺量和均匀性达到要求

5、比非碱性液体速凝剂回弹率大10%-15%无碱液体速凝剂

1、最重要的特性是后期强度不损失

2、4%掺量的早期强度不甚理想，但6%的掺量符合工程设计要求

3、掺量6%无碱速凝剂28d后的强度明显高于铝酸钠速凝剂，甚至高于空白混凝土

4、价格昂贵，影响了它的广泛应用注意事项充分注意对不同水泥的适应性；必须根据试验确定速凝剂用量；根据当地气温进行调整掺量，一般气温低增加掺量，气温升高降低掺量；注意控制水胶比在0.4~0.5，不能过大；干燥收缩值大，需要注意湿养护，防止干裂；检测时注意搅拌方式、水泥的存放时间、速凝剂的加入方式。

引气剂：是一种搅拌过程中能在砂浆和混凝土中引入大最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。引气剂的作用：引气剂主要用来改善塑性砂浆和混凝土的和易性和稠度，减少泌水离析，同时大幅度提高硬化砂浆和混凝土的耐久性。优质引气剂应具有降低溶液的表面张力，产生封闭、独立的气泡，发泡倍数高，气泡数量多，气泡间距小，稳泡时间长等特点。使用引气剂是提高混凝土耐久性，特别是抗冻性和抗盐冻剥蚀的最有效措施之一。引气剂

（一）引气剂的品种和性能

1．松香类松香类引气剂一般颜色为深棕色，有膏状物和液体两种。

成分特点：松香中含有的树脂酸类物质中具有－COOH，加碱后会发生反应生成皂类。目前国内引气剂大都属松香热聚物、松香酸钠，为阴离子表面活性剂。

引气剂

制备方法：

松香热聚物是用硫酸和石炭酸将松香聚合，再用氢氧化钠中和而配制成。松香酸钠引气剂是用松香或氧化树脂酸与氢氧化钠溶液加热发生皂化反应而制成的；性能特点：●有一定的减水作用，但减水率较低；●溶解性差，与其他外加剂复合性差；●混凝土强度降低较大(引气量每增加1％，混凝土的抗压强度下降5％～l0％)。引气剂

2．改性松香热聚物类主要针对松香类引气剂的缺点进行改性，通过对原材料和合成工艺(反应温度等)的优化，使引气剂的分子结构合理，性能优良。例：SK—H引气剂（水电科学研究院）

改性方法：端羟基化合物对松香分子结构中的松脂酸进行酯化，使之形成作为引气剂分子的骨架，并引入多种亲水基团及稳定剂，提高引气剂的分子量。引气剂

改性效果：●改善了气泡微观结构，保证它形成的气泡膜具有足够的黏弹性，气泡细小、稳定；●提高了引气剂的减水率(含气量4％～5％时，减水率在8％以上)和水溶性，便于使用；●掺量为0.005％～0.015％，使混凝土的含气量为4.0％～6.0％，能够在混凝土中引入微小密闭的气泡，改善混凝土拌和物的和易性及流动性。引气剂

3．皂苷类引气剂成分与性状特点：主要成分为三萜皂苷。产品有粉状和液状两种。粉状产品呈浅黄色或浅棕色，易溶于水；液态产品呈棕褐色，黏稠状，不透明。

产品中含有少量挥发分和糖分。易吸收空气中的水分而变潮，但不影响产品质量和使用。

引气剂

特性：●这种引气剂是一种非离子型表面活性物质；●水溶性极强，对酸、碱和硬水有较强的化学稳定性；●复配性较好，可与其他外加剂，如普通减水剂、萘系和三聚氰胺类高效减水剂等按用户要求比例复合使用，生产性能优良的复合外加剂，如泵送剂。●在混凝土中形成的气泡孔径细小，混凝土中增加l％的含气量，混凝土的抗压强度降低率≤3％，低于其他引气剂的强度降低值(5％)。引气剂

制备：

皂苷类引气剂是以这些含皂素类天然植物为原料，从中提取三萜皂苷精制而成的。含皂素类天然植物主要有：如皂荚、木花生、文冠果、茶籽饼、桐夫等，其中低油性优质皂荚是最佳的生产材料。它的生产主要是利用三萜皂苷易溶于水的特性，从原料中溶出有效成分加以分离、浓缩、精制而成。例：SJ一2引气剂（同济大学）SJ～2型引气剂的常规掺量为0.0l％～0.03％，基本可以满足抗冻混凝土要求的含气量。引气剂

引气剂对混凝土性能的影响

1．引气剂对混凝土抗冻耐久性的影响大量的研究结果表明：掺引气剂能够提高混凝土的抗冻耐久性。这种提高不是百分之几十，而是几倍，甚至十几倍地提高。

引气剂能提高混凝土的抗冻耐久性的原因：在混凝土拌和过程中引进无数微小且不连通的气泡，这些气泡在硬化后的混凝土中，可以缓解冻融过程中产生的冰胀压力和毛细孔水的渗透压力，从而提高混凝土的抗冻融能力。

图4-9引气混凝土与普通混凝土的抗冻性图4-l0不同含气量混凝土试件抗冻试验结果

一些带有引气作用的减水剂（木钙和甲基萘磺酸盐甲醛缩合物等）对混凝土的抗冻性也有一定的影响。掺用这类减水剂后，可以使混凝土的含气量增加1％～2％，因此也可适当提高混凝土的抗冻性。但由于它们产生的气泡直径较大，且容易破灭。因此，对混凝土抗冻性的改善并不明显。引气剂

2．引气剂在混凝土中应用技术规程

●由于引气剂的掺加量都很小，应以溶液掺加；

●引气剂配制成溶液时，必须充分溶解，如产生絮凝或沉淀现象，应加热使其溶解后方可使用；

●混凝土含气量主要由引气剂掺量来决定；干硬性或低塑性混凝土拌和物黏度大，使得气泡的形成较困难，混凝土含气量较低；大坍落度或流态混凝土拌和物中气泡聚合逸出的可能性大，混凝土振动过程中大量气泡逸出，又会使含气量急剧下降。引气剂

●当材料或施工条件变化时，应相应增减引气剂或引气减水剂的掺量，应严格控制混凝土的含气量；

●掺加引气剂的混凝土，必须采用机械搅拌。

搅拌时间应该适当延长，出料到浇筑的停放时间不宜过长。引气剂1、防水剂概念：

混凝土防水剂是指掺入混凝土中，能够减少混凝土内部孔隙和堵塞毛细通道，从而降低混凝土在静水压作用下透水性的外加剂。防水剂一、防水剂分类

1、引气型防水剂2、减水型防水剂3、三乙醇胺密实型防水剂4氯化铁类防水剂5有机硅憎水防水剂6微膨胀型防水剂7聚合物乳液型防水剂8渗透结晶型防水剂9复合型防水剂引气型防水剂引气型防水剂作用机理：

1、引气型防水剂是国内过去引用较普通的一种防水剂，主要组分是引气剂。掺加引气型防水剂可以在混凝土搅拌时引入大量微小封闭得气泡，从而改善混凝土的和易性、抗渗性、抗冻性和耐久性，且经济效益显著。我国目前在防水剂中最常使用的引气剂为松香热聚物和松香酸钠引气剂。

2、掺引气型防水剂能提高混凝土抗渗性的原因如下：

引气剂是一种具有憎水作用的表面活性物质，它可以降低混凝土拌合水的表面张力，搅拌时会在混凝土拌合物中产生大量微小、均匀的气泡，使混凝土的和易性显著改善，硬化混凝土的内部结构也得到改善；

由于气泡的阻隔，混凝土拌合物中自由水的蒸发路线变的曲折、细小、分散，因而改变了毛细管的数量和特征，减少了混凝土的掺水通道；由于水泥保水能力的提高，泌水大为减少，混凝土内部的掺水通道进一步减少；

另外，由于气泡的阻隔作用，减少了由于沉降作用所引起的混凝土内部的不均匀缺陷，也减少了集料周围粘结不良的现象和沉降孔隙。气泡的上述作用，都有利于提高混凝土的抗渗性。此外，引气剂还使水泥颗粒憎水化，从而使混凝土中的毛细管壁憎水，阻碍了混凝土的吸水作用和憎水作用，这也有利于提高混凝土的抗渗性能。减水型防水剂（减水型防水剂作用机理：）

以减水剂为主要组分的防水剂称为减水剂防水剂。减水剂按有无引气作用分为引气型和非引气型两类。防水混凝土工程中通常使用的减水剂，如木钙减水剂、AF和MF等均属于引气型减水剂，用它们配制的防水混凝土抗渗性能较好。掺减水型防水剂混凝土的配制，可遵循普通防水混凝土的一般规则，只按工程需要调节水灰比即可。减水剂在防水混凝土中的常用掺量，于配制减水剂混凝土相当。

混凝土中掺入减水型防水剂能提高抗渗的原因是：（1）混凝土中掺入这类防水剂后，由于减水剂分子对水泥颗粒的吸附-分散润滑和润湿作用，减少拌合水用量，提高新拌混凝土的保水性和抗离析性；

尤其是当掺入引气型减水剂后，有如掺入引气剂，在混凝土中产生分闭、均匀分散的小气泡，增加和易性，降低泌水率，从而减少了混凝土中泌水通道的产生，防止内分成现象的发生。

（2）由于在保持相同和易性情况下，掺加减水剂能减少混凝土拌合用水量，使得混凝土中超过水泥水化所需的水量减少，这部分自由水蒸发后留下的毛细孔体积就相应减少，提高了混凝土的密实性。（3）如果使用引气型减水剂，可以在混凝土中引入一定量独立；分散的小气泡，由于这种气泡的阻隔作用，改变了毛细管的数量和特征。三乙醇胺密实型防水剂三乙醇胺密实型防水剂作用机理：

1、三乙醇本来一直用作早强剂，20世纪70年代开始用来配制防水混凝土，用微量（占水泥质量的0.05%）三乙醇配制的防水混凝土称为三乙醇防水混凝土。三乙醇防水混凝土不仅具有良好的抗渗性，而且具有早强和增强作用，适用于需要早强的防水工程。

2、在混凝土中加入微量三乙醇能提高抗渗性的基本原理为：

三乙醇胺能加速水泥的水化作用，促使水泥水化早期就生成较多的含水结晶产物，相应地减少了游离水，也就减少了由于游离水蒸发而遗留下来的毛细孔，从而提高了混凝土的抗渗性。

3、工程上配制三乙醇胺密实型防水剂，还常常复合掺加氯化钠和亚硝酸钠，用这种方法配的的混凝土，其抗渗性和抗压强度都比三乙醇胺单掺的效果好。通常三种组分的掺量为：三乙醇胺0.05%，氯化钠0.5%，亚硝酸钠1%。当三乙醇胺和氯化钠、亚硝酸钠复合掺加时，在水泥浆体中，三乙醇胺不但能促进水泥本身的水化，而且还能促进无机盐与水泥成分的反应，促使低硫型硫铝酸钙和六方板状固溶体提前生成，并能增加生产量；

由于氯化钠和亚硝酸钠等无机盐在水泥水化过程中能分别生成氯铝酸盐和亚硝酸铝酸盐等络合物，生成过程中发生体积膨胀，填充了混凝土内部孔隙和堵塞了毛细管通道，因而增加了混凝土的密实型，提高了强度和抗渗性，早强效果也非常明显。4、由于掺三乙醇胺密实性防水剂的混凝土具有早强和增强效果，有利于加速模版周转速度，提高劳动生产率，能获得良好的经济效益。氯化铁类防水剂

氯化铁类防水剂作用机理：氯化铁类防水剂一直是一种常用的防水剂，在混凝土中加入少量氯化铁防水剂配制成的具有高抗渗性、高密实的混凝土。

氯化铁类防水剂的作用机理如下:

(1)氯化铁类防水剂的主要成分氯化铁、氯化亚铁、硫酸铝等，它们能与水泥石中C3S和C2S水化释放出的Ca（OH）2(注：氢氧化钙)发生反应，生成氢氧化铁、氢氧化亚铁和氢氧化铝等不溶于水的胶体，

这些胶体填充了混凝土内的孔隙，堵塞毛细管渗水通道，增加了混凝土的密实性。

（2）降低了泌水率。混凝土中掺加氯化铁类防水剂后，由于浆体中生成了氢氧化铁、氢氧化亚铁和氢氧化铝等胶状物，混凝土的泌水率降低了，减少了因此而引起的缺陷。（3）氯化铁类防水剂与Ca(OH)2作用生成氯化钙，不但能起填充作用；而且这种新生态的氯化钙能激发水泥熟料矿物，加速其水化速度，并与硅酸二钙、铝酸三钙和水反应生成氯硅酸钙和氯铝酸钙晶体，提高了混凝土的密实性；因而抗渗性提高。微膨胀型防水剂在有约束的防水混凝土工程中，采用膨胀混凝土浇筑，由于膨胀混凝土的膨胀和补偿收缩作用，可以减少裂缝的产生，同时增强混凝土的密实性；水泥浆体中膨胀产物还能能够隔断毛细孔渗水通道，因而提高混凝土抗渗性能，并且这种防水工程的伸缩缝间距也可以增大，在修补防水工程中，碰上混凝土更是具有独特的功效。微膨胀型防水剂

1、掺加膨胀型防水剂（主要成分微膨胀剂）的混凝土，在凝结硬化过程中产生一定的体积膨胀，补偿由于干燥失水和温度梯度等原因引起的体积收缩，防止或减少收缩裂缝的产生，增强密实性，从而满足防水工程需要的混凝土。

2、混凝土表面和内部的裂缝对其抗渗性具有很大的危害性。消除混凝土结构的裂缝，最主要的技术路线就是设法减少混凝土的体积的变形。对于普通混凝土就是要减少收缩变形。工程实践表明，在配制混凝土时，掺入一定量的膨胀剂，能使混凝土在硬化过程中产生适量膨胀，补偿后期的收缩，减少裂缝的产生，从而提高混凝土结构的抗渗性能。多功能复合型防水剂多功能复合型防水剂作用机理：

（1）改善混凝土结构：混凝土加水拌合前其胶凝材料具有良好的连续级配，孔隙率大为降低，水化硬化后大的毛细孔减少，这是因为水化过程中不同粒径的胶凝材料颗粒互相填充，减少了颗粒间的空隙，从而进一步减少了复合胶凝材料体系凝结硬化后的总孔隙率，有利于大幅度降低混凝土的渗透性。

（2）减水效应：主要是减少用水量增加混凝土结构更加密实，由于水分蒸发引起的毛细孔将大大减少，这对减少水分的渗透性非常有效。此外可以大幅改善混凝土的保水性和抗离析性，减少泌水通道，提高混凝土表面质量，也减少了混凝土表面的毛细管从而降低了混凝土的吸水率。（3）自膨胀补偿后期收缩作用：混凝土在潮湿养护条件下，早期产生一定膨胀（0.01%-0.02%）补偿后期由于失水干燥引起的部分收缩，从而提高结构物抗裂性、体积稳定性和耐久性。（4）憎水作用：一般来说，水泥石是亲水的，也即水泥石与水的接触角小于90o,当混凝土接触水后，即使没有外界压力作用情况下，水也将沿着水泥石毛细管壁上升，这种作用将增加混凝土的吸水性和渗透性。

憎水组分被吸附在毛细孔壁上，使得水泥石毛细孔壁具有一定疏水性，这样有助于减小混凝土的吸水性和提高混凝土的抗渗性。防水剂对混凝土性能的影响

各种防水剂对混凝土性能的影响：（1）防水剂品种多，组分复杂，所以对混凝土性能的改善是多方面的。掺加引气型防水剂的混凝土，可以改善新拌混凝土的和易性，提高混凝土抗渗性、抗冻融循环能力，但却对混凝土强度有一定程度的不利影响。为了弥补引气对混凝土强度的负面影响，通常将引气组分与减水组分复合来配制混凝土防水剂。（2）微膨胀剂组分虽然可以使混凝土具有微膨胀和抗裂防水效果，但不具备减水效应；所以通常也与减水组分复配使用，以取得更好的增强和抗渗效果。

减缩剂

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50％～80％，最终收缩值减少25％～50％。

减缩机理：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。产品性能特点混凝土28d收缩值减少50%~80%，最终收缩值减少25%~50%；对混凝土凝结时间稍有延长不影响混凝土的坍落度、含气量和强度应用

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。阻锈剂定义

阻锈剂是指能够抑制或减轻混凝土中钢筋或其他预埋金属锈蚀的外加剂。按使用方式掺入型，主要用于新建工程的预防。渗透型，主要用于老工程的修复。常用产品阳极型：亚硝酸钠、亚硝酸钙、硝酸钙、重铬酸盐等阴极型：高级脂肪酸、磷酸酯、碳酸钠、磷酸氢钠等复合型作用机理通过阻止和减缓电极的阳极过程达到抑制钢筋锈蚀的作用在阴极部位生成一种难溶的膜，从而起到保护钢筋的作用提高阳极与阴极之间的电阻，从而阻止锈蚀的电化过程应用范围

广泛用于工业建筑、海工及水工工程、立交桥、公路桥、盐碱地建设工程、已有工程的修复等。阻锈剂注意事项注意混凝土初始流动度，一般阻锈剂具有一定的减水效果注意混凝土后期强度发展（可能导致含气量增加）用于涂刷老混凝土表面时，应要彻底清除疏松、损害的表面养护剂作用机理

在混凝土表面形成薄膜，阻止混凝土内部的水分蒸发。产品品种水玻璃类乳液类（石蜡乳液、沥青乳液、高分子乳液）有机溶剂类（氯乙烯树脂溶液）复合类应用范围

常用于公路、机场跑道、停车场等混凝土层较薄、面积又很大又不需要进一步装饰的混凝土表面。养护剂注意事项养护剂水溶性大，下雨前不宜喷砂要及时喷涂养护剂喷涂完养护剂后混凝土表面不能受潮，一般夏季0.5h成膜，冬季3h成膜。外加剂的选择和使用注意以下几点：外加剂品种的选择。——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。外加剂掺量的确定——通过试验试配确定最佳掺量。外加剂的掺加方法：对于可溶于水，应先配成一定浓度的溶液，随水加入搅拌机。对于不溶于水的，应与适量水泥或砂混合均匀后再加入搅拌机内。外加剂的掺入时间——有同掺法、后掺法、分次掺入等。5外加剂应用问题

外加剂是一种工业化学物质，可以是单一或复合组分，使用外加剂时，必须根据工程对混凝土性能要求选择合适的外加剂，注意外加剂的掺量和使用方法。外加剂的选择选择依据强度等级抗渗等级抗冻融性耐久性弹性模量施工工艺及施工季节，冬季或夏季浇筑部位和体积原材料品质（水泥、矿物掺合料、砂、石）原则：

1.基于技术效果和经济效果考虑，在保证技术要求的条件下，采用最经济掺量。

2.超掺可能带来负面影响

3.根据施工具体条件经过试验来确定。常用方法

同掺法：粉状外加剂与混凝土集料混合在一起，一同加水搅拌，或液体外加剂与拌合水共同进入搅拌机。后掺法（滞水法）：混凝土加水搅拌一段时间后，再加入外加剂一起搅拌。多次掺入法：在搅拌过程中，把外加剂分几次加入混凝土拌合物中。而实践证明，后掺法最好，能充分发挥减水剂的功能。相同条件下，后掺法、分次加入法可以降低外加剂的掺量，最高可降低30～40％，尤其是对水泥矿物中C3A及C4AF含量高的水泥。外加剂的储运保管

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。失效的、不合格的、长期存放、质量未经明确的禁止使用；不同品种类别的外加剂应分别储存运输；应注意防潮、防水、避免受潮后影响功效；有毒的外加剂必须单独存放，专人管理；有强氧化性外加剂必须进行密封储存；同时还必须注意储存期不得超过外加剂的有效期。外加剂的禁忌及不宜使用的环境条件禁止使用失效及不合格的外加剂。禁止使用长期存放、未进行质量再检验的外加剂。

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。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）；处于水位升降部位的结构；露天结构或经常受水淋的结构；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；与酸、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60℃以上的结构；使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝的结构；直接靠近高压电源的结构；预应力混凝土结构；含有碱活性骨料的混凝土结构。硫酸盐及其复合剂不得用于有活性骨料的混凝土；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。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。普通减水剂不宜单独用于蒸汽养护混凝土。缓凝剂及缓凝减水剂不宜用于日最低气温＋5℃以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土和蒸汽养护混凝土。掺硫铝酸钙类膨胀组分的膨胀混凝土，不得用于长期处于80℃以上的工程中。混凝土常见问题及解决办法

1.混凝土硬化后产生龟裂之原因为何？

通常混凝土结构物负荷过重而产生拉应力，若混凝土抗拉强度不抵拉应力，便产生龟裂。混凝土变形之原因包括干燥收缩、温度变化、化学作用以及结构上之因素，此时应就材料、配比、养护等方面设法使收缩量减少，另方面则应从施工、设计上设法弥补先天性易龟裂之各种状况。砼易出现泌水、离析问题的原因及解决方法1原因(1)水泥细度大时易泌水;水泥中C3A含量低易泌水;水泥标准稠度用水量小易泌水;矿渣比普硅易泌水;火山灰质硅酸盐水泥易泌水;(2)水泥用量小易泌水。(3)低标号水泥比高标号水泥的砼易泌水(同掺量)。(4)配同等级砼，高标号水泥的砼比低标号水泥的砼更易泌水。(5)单位用水量偏大的砼易泌水、离析。(6)强度等级低的砼易出现泌水(一般)。(7)砂率小的砼易出现泌水、离析现象。(8)连续粒径碎石比单粒径碎石的砼泌水小。(9)砼外加剂的保水性、增稠性、引气性差的砼易出现泌水。(10)超掺砼外加剂的砼易出现泌水、离析。2解决途径(1)根本途径是减少单位用水量。(2)增大砂率，选择合理的砂率。(3)增大水、水泥用量或掺适量的Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰。(4)采用连续级配的碎石，且针片状含量小。(5)改善砼外加剂性能，使其具有更好的保水、增稠性，或适量降低砼外加剂掺量(仅限现场)，搅拌站若降低砼外加剂掺量，又可能出现砼塌落度损失快的新问题。膨胀剂膨胀剂：能使混凝土在硬化过程中产生微量体积膨胀。1890年发现水化硫铝酸钙引起了水泥石的膨胀，称之为“水泥杆菌”，并认为是对混凝土有害的。混凝土在浇筑硬化过程中，由于化学减缩，冷缩和干缩等原因会引起体积收缩，其收缩值大约为自身体积的0.04%～0.06%。这些收缩给混凝土的体积稳定性，耐久性带来很大的危害。混凝土的收缩会给混凝土造成下列危害。（1）混凝土的开裂破坏。（2）混凝土抗渗性不好造成渗漏的破坏。（3）混凝土开放性裂缝导致了混凝土中的钢筋锈蚀。（4）混凝土的收缩会影响混凝土的体积稳定性。膨胀剂膨胀机理1.结晶膨胀

钙矾石的晶体长大而导致膨胀。2.胶体吸水肿胀

钙矾石膨胀是由于其表面带负电荷，胶状钙矾石比表面积极大及特殊的晶格结构，在饱和氢氧化钙溶液中会吸附大量的水而肿胀。

膨胀剂的品种与性能膨胀剂是一种能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。在普通混凝土中掺入膨胀剂可以配置补偿收缩混凝土。根据膨胀剂化学成分的不同分以下几种类型：硫铝酸盐系膨胀剂；石灰系膨胀剂；铁粉系膨胀剂；氧化镁型膨胀剂；复合型膨胀剂。（1）硫铝酸盐系膨胀剂比例最大，使用最广泛，以硫铝酸盐为主的膨胀剂。膨胀剂品种代号基本组成膨胀源CSA型膨胀剂CSA硫铝酸钙熟料，石灰石，石膏钙钒石U型膨胀剂UEA硫酸铝盐熟料，明矾石，石膏钙钒石U型高效膨胀剂UEA-H硅铝酸盐熟料，明矾石，石膏钙钒石复合膨胀剂CEA石灰系熟料，明矾石，石膏氧化钙，钙钒石铝酸钙膨胀剂AEA铝酸钙熟料，明矾石，石膏钙钒石明矾石膨胀剂EA-L明矾石，石膏钙钒石我国主要硫铝酸盐膨胀剂复合型膨胀剂：吸收了石灰型和明矾石膨胀剂的优点，膨胀来源于过烧石灰和钙钒石的双重作用。它是以石灰石，铝土质材料磨制成生料，经1400～1500℃煅烧成熟料，再经配料磨细而成。

(2)石灰系膨胀剂以CaO为膨胀源，由普通石灰和硬脂酸按一定比例共同磨细而成。硬脂酸，一方面起助磨剂作用；另一方石灰表面粘附了硬脂酸，形成一层硬脂酸膜，起到了憎水隔离作用，使氧化钙不能立即与水作用，而是在水化过程中膜逐渐破裂，延缓了氧化钙的水化速度，从而控制膨胀速率。

用途：1.制成灌浆料，用于大型设备的基础灌浆和地脚螺栓的灌浆。使混凝土减少收缩，增加体积稳定性和提高强度。2.无声爆破时用的静态破碎剂。利用混凝土抗压强度大，抗拉强度小，两者相差10～20倍。静态破碎剂在20℃温度时可以达到30MPa的膨胀压。在4～24小时内体积膨胀1.5～2倍。当膨胀应力超过抗拉强度时，被破碎物体发生开裂。在整个过程中无噪声，无粉尘，无毒气。属于无公害的安全爆破。膨胀速率对温度，湿度等环境影响十分敏感而较难于控制，生产及使用时间不能间隔过长，保质期短等原因而较少用于一般混凝土的补偿收缩。2.膨胀剂对混凝土性能的影响（1）流动度