PPT建筑材料課件11

第三節(jié)混凝土外加劑

混凝土外加劑是指在拌制混凝土過程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質(zhì)。一般情況摻量不超過水泥質(zhì)量的5%。

混凝土中摻入外加劑，是行之有效的改善混凝土性能的措施。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，外加劑已越來越多地得到發(fā)展和使用。因此，外加劑已成為混凝土中除由四種基本材料以外的第五種組分。

1混凝土外加劑的分類

按化學(xué)成分可分成三類：

（１）無機化合物，多為電解質(zhì)鹽類。

（２）有機化合物，多為表面活性劑。

（３）有機無機復(fù)合物。

按功能分為四類：

（ｌ）改善混凝土拌合物流變性能的外加劑。如各種減水劑、泵送劑、保水劑等。

（２）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間，硬化性能的外加劑。如緩凝劑、早強劑、速凝劑等。

（３）改善混凝土耐久性能的外加劑。如引氣劑、防水劑和阻銹劑等。

（４）改善混凝土其他性能的外加劑。如引氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑、堿骨料反應(yīng)抑制劑、隔離劑、養(yǎng)護(hù)劑等。

2常用混凝土外加劑

1．減水劑

減水劑是指在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌合用水量的外加劑。

（1）減水劑的作用機理

減水劑多屬于表面活性劑，它的分子結(jié)構(gòu)是由親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)組成，當(dāng)兩種物質(zhì)接觸時（如水－水泥，水一油，水一氣），表面活性劑的親水基團(tuán)指向水，憎水基團(tuán)朝向水泥顆粒（油或氣）。減水劑能提高混凝土拌合物和易性及混凝土強度的原因，是由于其表面活性物質(zhì)間的吸附易分散作用，及其潤滑、濕潤作用所致。水泥加水拌和后，由于水泥顆粒間分子引力的作用，產(chǎn)生許多絮狀物而形成絮凝結(jié)構(gòu)，使10％～30％的拌合水（游離水）被包裹在其中，從而降低了混凝土拌合物的流動性。當(dāng)加入適量減水劑后，減水劑分子定向吸附于水泥顆粒表面，親水基端指向水溶液。由于親水基團(tuán)的電離作用，使水泥顆粒表面帶上電性相同的電荷，產(chǎn)生靜電斥力，致使水泥顆粒相互分散，導(dǎo)致絮凝結(jié)構(gòu)解體，釋放出游離水，從而有效地增大了混凝土拌合物的流動性。陰離子表面活性劑類減水劑，其親水基團(tuán)極性很強，易與水分子以氫鍵形式結(jié)合，在水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜下圖，這層水是很好的潤滑劑，有利于水泥顆粒的滑動，從而使混凝土流動性進(jìn)一步提高。減水劑還能使水泥更好地被水濕潤，也有利于和易性的改善。

（２）減水劑的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果

摻減水劑的混凝土與未摻減水劑基準(zhǔn)混凝土相比，具有如下效果：

①在保證混凝土混合物和易性和水泥用量不變的條件下，可減少用水量，降低水灰比，從而提高混凝土的強度和耐久性。

②在保持混凝土強度（水灰比不變）和坍落度不變的條件下，可節(jié)約水泥用量。

③在保持水灰比與水泥用量不變的條件下，可大大提高混凝土混合物的流動性，從而方便施工。

（3）減水劑的常用品種

①

木質(zhì)素系減水劑

木質(zhì)素系減水劑主要有木質(zhì)素磺酸鈣（木鈣）、木質(zhì)素磺酸鈉（木鈉）和木質(zhì)素磺酸鎂（木鎂）之分，其中以木鈣使用最多，并簡稱Ｍ劑，它屬于陰離子表面活性劑。

Ｍ劑是以生產(chǎn)紙漿或纖維漿的亞硫酸木漿廢液為原料，采用石灰乳中和，經(jīng)生物發(fā)酵除糖、蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥而制成，為棕黃色粉狀物。Ｍ劑因原料豐富，價格低廉，并具有較好的塑化效果，故目前應(yīng)用十分普遍。

Ｍ劑為普通減水劑，其適宜摻量為0.2～0.3％，減水率10％左右。Ｍ劑對混凝土有緩凝作用，一般緩凝１～３ｈ。

②萘系減水劑．

萘系減水劑為高效減水劑，它是以工業(yè)萘或由煤焦油中分熘出的含萘及萘的同系物熘分為原料，經(jīng)磺化、水解、縮合、中和、過濾、干燥而制成，為棕色粉末，其主要成分為β一萘磺酸鹽甲醛縮合物，屬陰離子表面活性劑。這類減水劑品種很多，目前我國生產(chǎn)的主要有ＮＮＯ、ＮＦ、ＦＤＮ、ＵＮＦ、MF、建Ｉ型、ＳＮ—２、ＡＦ等。萘系減水劑適宜摻量為０．５％～１．０％，其減水率較大，為１０％～２５%增強效果顯著，緩凝性很小，大多為非引氣型。適用于日最低氣溫０℃以上的所有混凝土工程，尤其適用于配制高強、早強、流態(tài)等混凝土。

③樹脂類減水劑

此類減水劑為水溶性樹脂，主要為磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑，簡稱密胺樹脂減水劑。它是由三聚氰胺、甲醛、亞硫酸鈉按適當(dāng)比例、在一定條件下經(jīng)磺化、縮聚而成，為陰離子表面活性劑。我國產(chǎn)品有ＳＭ樹脂減水劑，為非引氣型早強高效減水劑，其各項功能與效果均比萘系減水劑還好。ＳＭ適宜摻量為0．5％～２.０％，減水率達(dá)２０％～２７％。對混凝土早強與增強效果顯著，能使混凝土1d強度提高一倍以上，７ｄ強度即可達(dá)空白混凝土２８d的強度，長期強度亦明顯提高，并可提高混凝土的抗?jié)B、抗凍性能及彈性模量。

④糖蜜類減水劑

糖蜜類減水劑為普通減水劑，它是以制糖工業(yè)的糖渣、廢蜜為原料，采用石灰中和而成，為棕色粉狀物或糊狀物，其中含糖較多，屬非離子表面活性劑。國內(nèi)產(chǎn)品粉狀有TF、ST、3FG等，糊狀有糖蜜。

糖蜜減水劑適宜摻量為０．２％～０．３％，減水率10％左右，故屬緩凝減水劑。

早強劑能加速混凝土土早期強度發(fā)發(fā)展的外加劑劑，稱為早強強劑。（１）氯鹽類類早強劑氯鹽類早強劑劑主要有氯化化鈣、氯化鈉鈉、氯化鉀、、氯化鋁及三三氯化鐵等，，其中以氯化化鈣應(yīng)用最廣廣。氯化鈣的的早強作用主主要是因為它它能與Ｃ3Ａ和Ｃa（ＯＨ）2反應(yīng)，生成不不溶性復(fù)鹽水水化氯鋁酸鈣鈣和氧氯酸鈣鈣，增加水泥泥漿體中固相相比例，提高高早期強度；；同時液相中中Ｃａ（ＯＨＨ）2濃度降低低，也使使Ｃ3Ｓ、C2S加速水化化，使早早期強度度提高。。氯化鈣的的適宜摻摻量為１１％～２２％。氯氯化鈣早早強效果果顯著，，能使混混凝土３３ｄ強度度提高５５０％％～１０００％，，７ｄ強強度提高高２０%～４０％％。氯化化鈣早強強劑因其其能產(chǎn)生生氯離子子，易促促使鋼筋筋產(chǎn)生銹銹蝕，故故施工中中必須嚴(yán)嚴(yán)格控制制摻量。。我國規(guī)規(guī)范中規(guī)規(guī)定：在在鋼筋混混凝土中中氯化鈣鈣的摻量量不得超超過水泥泥質(zhì)量的的１％％；在無無筋混凝凝土中摻摻量不得得超過３３％。（２））硫酸酸鹽類類（硫硫酸鈉鈉、硫硫酸鈣鈣、硫硫代硫硫酸鈉鈉）硫酸鹽鹽的早早強作作用主主要是是與水水泥的的水化化產(chǎn)物物Ｃa（ＯＨＨ）2反應(yīng)，，生成成高分分散性性的化化學(xué)石石膏，，它與與Ｃ３３Ａ的的化學(xué)學(xué)反應(yīng)應(yīng)比外外摻石石膏的的作用用快得得多，，能迅迅速生生成水水化硫硫鋁酸酸鈣，，增加加固相相體積積，提提高早早期結(jié)結(jié)構(gòu)的的密實實度，，同時時也會會加快快水泥泥的水水化速速度，，因而而提高高混凝凝土的的早期期強度度。硫硫酸鈉鈉的適適宜摻摻量為為0.5％～～２２％％，，常常以以復(fù)復(fù)合合使使用用效效果果更更佳佳。。使使用用時時應(yīng)應(yīng)防防止止引引起起堿堿集集料料反反應(yīng)應(yīng)。。（３３））有有機機胺胺類類（（三三乙乙醇醇胺胺，，三三乙乙丙丙醇醇胺胺））三乙乙醇醇胺胺是是一一種種非非離離子子型型表表面面活活性性劑劑，，它它不不改改變變水水化化生生成成物物，，但但能能在在水水泥泥的的水水化化過過程程中中起起著著““催催化化作作用用””，，與與其其他他早早強強劑劑復(fù)復(fù)合合效效果果更更好好。。（４４））其其它它：：如如甲甲酸酸鹽鹽等等有些些減減水水劑劑具具有有早早強強效效果果。。也也有有些些早早強強減減水水劑劑是是由由早早強強劑劑和和減減水水劑劑復(fù)復(fù)合合而而成成。。引氣氣劑劑與與引引氣氣減減水水劑劑引氣氣劑劑是指指在在混混凝凝土土攪攪拌拌過過程程中中能能引引入入大大量量均均勻勻分分布布、、穩(wěn)穩(wěn)定定而而封封閉閉的的微微小小氣氣泡泡的的外外加加劑劑。。引引氣氣劑劑也也是是表表面面活活性性劑劑，，其其憎憎水水基基團(tuán)團(tuán)朝朝向向氣氣泡泡，，親親水水基基團(tuán)團(tuán)吸吸附附一一層層水水膜膜，，由由于于引引氣氣劑劑離離子子對對液液膜膜的的保保護(hù)護(hù)作作用用，，使使氣氣泡泡不不易易破破裂裂。。引引入入的的這這些些微微小小氣氣泡泡（（直直徑徑為為20~1000μμｍ））在在拌拌合合物物中中均均勻勻分分布布，，明明顯顯地地改改善善混混合合料料的的和和易易性性，，提提高高混混凝凝土土的的耐耐久久性性（（抗抗凍凍性性和和抗抗?jié)B滲性性）），，使使混混凝凝土土的的強強度度和和彈彈性性模模量量有有所所降降低低。。常用的的加氣氣劑有有松香香熱聚聚物、、松香香皂、、烷基基苯磺磺酸鹽鹽類、、脂肪肪醇磺磺酸鹽鹽類等等。適適宜摻摻量為為水泥泥質(zhì)量量的0.005~0.01%左右。。緩凝凝劑劑及及緩緩凝凝減減水水劑劑緩凝凝劑劑是是指指能能延延長長混混凝凝土土凝凝結(jié)結(jié)時時間間的的外外加加劑劑。。由由于于緩緩凝凝劑劑在在水水泥泥及及其其水水化化物物表表面面上上的的吸吸附附作作用用，，或或與與水水泥泥反反應(yīng)應(yīng)生生成成不不溶溶層層而而達(dá)達(dá)到到緩緩凝凝的的效效果果。。緩緩凝凝劑劑同同時時還還具具有有減減水水、、增增強強、、降降低低水水化化熱熱等等功功能能。。常常用用的的緩緩凝凝劑劑及及緩緩凝凝減減水水劑劑有有糖糖類類；；羥羥基基羧羧酸酸及及其其鹽鹽類類，，如如檸檸檬檬酸酸，，酒酒石石酸酸鉀鉀鈉鈉等等。。防凍凍劑劑防凍凍劑劑是指指能能降降低低水水泥泥混混凝凝土土拌拌和和物物液液相相冰冰點點，，使使混混凝凝土土在在相相應(yīng)應(yīng)負(fù)負(fù)溫溫下下免免受受凍凍害害，，并并在在規(guī)規(guī)定定養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)條條件件下下達(dá)達(dá)到到預(yù)預(yù)期期性性能能的的外外加加劑劑。。常常用用的的外外加加劑劑有有：：氯氯鹽鹽類類；；氯氯鹽鹽與與阻阻銹銹劑劑類類（（亞亞硝硝酸酸鈉鈉））；；無無氯氯鹽鹽類類等等。?；炷镣恋牡馁|(zhì)質(zhì)量量控控制制與與評評定定混