各種外加劑復(fù)配技術(shù)

各種外加劑復(fù)配技術(shù)(2011-09-1309:26:23)轉(zhuǎn)載▼泵

送

劑

混凝土的泵送技術(shù)目前使用已十分普遍，尤其是商品泵送混凝土。因?yàn)樯唐坊炷恋馁|(zhì)量控制比施工現(xiàn)場攪拌混凝土的質(zhì)量控制要好得多。目前國內(nèi)的泵送水平也較高，垂直泵送已可達(dá)到一泵高度130m（上海東方明珠電視塔）。泵送混凝土與普通混凝土是不一樣的，它屬于流態(tài)化混凝土。流態(tài)化混凝土首先是德國提出來的，是為了改善混凝土的施工性能而提出的。1974年原聯(lián)邦德國制定了流態(tài)化混凝土施工指南，接著美國、英國、日本等均提出有關(guān)的報告書，有的稱為超塑性混凝土。

流態(tài)混凝土特點(diǎn)為：

對坍落度較小的基準(zhǔn)混凝土（3.5—9厘米坍落度），在澆筑以前加入流化劑（高效減水劑的復(fù)合劑），拌制成坍落度達(dá)到20cm以上流動度的混凝土。即在不改變原配合比和用水量的情況下，用加外加劑的辦法來調(diào)整混凝土的工作度，使其流動性更好。這種混凝土粘性好、容易流動、不離析、不泌水。

泵送混凝土是流態(tài)化混凝土的一種，由于它有泵送的要求，它所摻的外加劑還必須滿足泵送的特殊要求。泵送混凝土占流態(tài)混凝土和商品混凝土中很大的一部分，泵送劑也就成為了外加劑中重要的品種之一。

泵送劑的組成及機(jī)理

泵送劑常常不是一種外加劑就能滿足性能要求，而是根據(jù)泵送劑的特點(diǎn)由不同作用的外加劑復(fù)合而成。

具體的復(fù)配比例應(yīng)根據(jù)不同的使用目的、不同的使用溫度、不同的混凝土標(biāo)號、不同的泵送工藝來確定。

主要由以下幾種組分組合而成:

1、減水組分

2、緩凝組分

3、引氣組分

4、保水組分

5、礦物超細(xì)摻合料

6、膨脹組分

減水組分

1）普通減水劑

有減水作用，可在保持泵送混凝土所需要的流動度條件下，降低水灰比，以提高后期強(qiáng)度。

木質(zhì)磺酸鈣與木質(zhì)磺酸鈉是最常用的減水劑。除了減水作用外，還有些緩凝和引氣性。有些標(biāo)號較低，坍落度要求又不太高的泵送混凝土甚至只加木質(zhì)磺酸鹽類減水劑就能滿足要求。

普通減水劑中的糖鈣類減水劑，則常常作為緩凝組分引入泵送劑中

減水組分

（2）高效減水劑

在混凝土設(shè)計強(qiáng)度高、坍落度值要求高的泵送混凝土中，如高性能混凝土用的泵送劑中必須使用高效減水劑，如萘系減水劑、三聚氰胺減水劑、脂肪酸系減水劑。這些減水劑減水率高，適于配制高標(biāo)號、大坍落度、自流平泵送混凝土。這些減水劑坍落度損失較大，需要復(fù)合緩凝劑。氨基磺酸鹽減水劑、聚羧酸鹽減水劑屬低坍落度損失減水劑，而且更適用于配制低水灰比的高性能混凝土。在水灰比0。3時，氨基磺酸鹽的減水率可高達(dá)30%，而在水灰比較大時使用，它們就很容易產(chǎn)生泌水。

在泵送劑中往往使用兩種以上的減水劑來復(fù)合，常見的復(fù)合方式有：

萘系+木質(zhì)素磺酸鹽系；

三聚氰胺+木質(zhì)素磺酸鹽系；

萘系+氨基磺酸鹽系等。復(fù)合使用往往比單獨(dú)使用摻量低、效果好。

2、緩凝組分

泵送混凝土多采用商品混凝土。要求坍落度損失小。尤其是對大體積混凝土或夏季高溫施工混凝土，必須添加緩凝組分。

在普通減水劑不能滿足緩凝要求時，要選擇加入化學(xué)緩凝劑，如羥基羧酸鹽、糖類、多元醇等。使坍落度損失減小，也可以控制混凝土的水化放熱，避免溫度裂縫。3、引氣組分

適當(dāng)?shù)幕炷梁瑲饬靠梢詼p少泵送阻力，防止混凝土泌水、離析，又可以提高抗?jié)B、抗凍融性能。

國外混凝土中幾乎都保持一定的含氣量。

選用氣泡性能好的引氣劑是不會影響混凝土的強(qiáng)度的。如日本混凝土中幾乎都摻有引氣劑。

引氣組分可選用引氣劑及引氣減水劑。4、保水組分

保水劑亦稱增稠劑。其作用是增加混凝土拌合物的粘度，使混凝土在大水灰比、大坍落度情況下不泌水、離析。

在蒸養(yǎng)混凝土中使用硫酸鈉早強(qiáng)劑更應(yīng)注意摻量，當(dāng)摻量過多時由于大量、快速生成高硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）而使混凝土膨脹造成裂縫破壞。

硫酸鈉在混凝土中使用，當(dāng)摻量過大或養(yǎng)護(hù)條件不好時，容易在混凝土表面產(chǎn)生“返堿”現(xiàn)象，即在混凝土表面析出一層毛茸狀的氫氧化鈣細(xì)小晶體，而影響混凝土表面的光潔程度，也不利于表面的進(jìn)一步裝飾處理。冬季施工或干燥天氣尤其容易發(fā)生。

５、硫酸鈣

硫酸鈣又稱石膏，在水泥生產(chǎn)中已作為調(diào)凝劑使用，一般摻量在３％左右，做為調(diào)節(jié)凝結(jié)時間而混磨于水泥中。當(dāng)混凝土中再摻入硫酸鈣時則有明顯的早強(qiáng)作用。由于硫酸鈣與水泥中的鋁酸三鈣反應(yīng)，迅速形成大量的硫鋁酸鈣，很快結(jié)晶并形成晶核，促進(jìn)了水泥其他成分的結(jié)晶、生長，因而使混凝土的早期強(qiáng)度提高。

硫酸鈣在混凝土中的最佳摻量，隨水泥中含量鋁酸三鈣與鐵鋁酸四鈣而變化，摻量不可過大，否則會降低后期強(qiáng)度，甚至發(fā)生膨脹裂縫。其他硫酸鹽如硫酸鋁鉀（明礬石）、硫酸鉀、硫代硫酸鈉、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸鋅等均有早強(qiáng)作用，但使用量不多。６、硝酸鹽類早強(qiáng)劑

硝酸鈉、亞硝酸鈉、硝酸鈣、亞硝酸鈣都具有早強(qiáng)作用，尤其是在低溫、負(fù)溫時作為早強(qiáng)、防凍劑。

亞硝酸鈉和硝酸鈉對水泥的水化有促進(jìn)作用，而且可以改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土的結(jié)構(gòu)趨于密實(shí)。亞硝酸鈉又是很好的阻銹劑，尤其適合用于鋼筋混凝土中。

亞硝酸鈣和硝酸鈣往往組合使用，前蘇聯(lián)即有此產(chǎn)品，它們能促進(jìn)低溫、負(fù)溫下的水泥水化反應(yīng)。對加速混凝土硬化，提高混凝土的密實(shí)性和抗?jié)B性都有好的影響。在水泥石微觀結(jié)構(gòu)中起到強(qiáng)化水泥礦物的水化過程、增加膠凝態(tài)物質(zhì)的體積、使氣孔和毛細(xì)孔得以封閉，對混凝土耐久性提高起了良好的作用。

硝酸鐵亦可以用于早強(qiáng)劑，它與熟料成分經(jīng)水解和水化生成的氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鐵和硝酸鈣，既有早強(qiáng)作用，又利用氫氧化鐵膠體來封閉毛細(xì)孔達(dá)到防滲的效果。７、碳酸鹽類早強(qiáng)劑

碳酸鈉、碳酸鉀均可作為混凝土的早強(qiáng)劑及促凝劑。

在冬季施工中使用具有明顯加快混凝土凝結(jié)時間及提高混凝土負(fù)溫強(qiáng)度增長率。并且碳酸鹽由于能改變混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的分布、減小混凝土總孔隙率，而使混凝土在摻入碳酸鹽后抗?jié)B性能有所提高。碳酸鹽亦屬于原料來源廣且價格較低的原料。

有機(jī)鹽類早強(qiáng)劑

三乙醇胺分子中因有氮原子（N），它有一對未共用電子，很容易與金屬離子形成共價鍵，發(fā)生絡(luò)合，與金屬離子形成較為穩(wěn)定的絡(luò)合物。

這些絡(luò)合物在溶液中形成了許多的可溶區(qū)，從而提高了水化產(chǎn)物的擴(kuò)散速率。可以縮短水泥水化過程中的潛伏期；提高早期強(qiáng)度。

當(dāng)三乙醇胺摻量過大時，水泥礦物中C3A與石膏在它的催化下迅速生成鈣礬石而加快了凝結(jié)時間。三乙醇胺對C3S、C2S水化過程則有一定的抑制作用，這又使得后期的水化產(chǎn)物得以充分地生長、致密，保證了混凝土后期強(qiáng)度的提高。

有機(jī)鹽類早強(qiáng)劑

其他如二乙醇胺、三異丙醇胺亦有類似的作用。所以在使用中，往往選擇價格較便宜的三乙醇胺殘渣，它實(shí)際上是三乙醇胺、三異丙醇胺、二乙醇膠等的混合物，由于超疊效應(yīng)，其效果有時優(yōu)于純?nèi)掖及?。三乙醇胺作為早?qiáng)劑時，摻量為0.02—0.05%，摻量＞0.1%則有促凝作用

三、復(fù)合早強(qiáng)劑

復(fù)合早強(qiáng)劑可以是無機(jī)材料與無機(jī)材料的復(fù)合，也可以是有機(jī)材料與無機(jī)材料的復(fù)合或有機(jī)材料與有機(jī)材料的復(fù)合。

復(fù)合早強(qiáng)劑往往比單組分早強(qiáng)劑具有更優(yōu)良的早強(qiáng)效果。摻量也可以比單組分早強(qiáng)劑有所降低。

眾多復(fù)合型早強(qiáng)劑中以三乙醇胺與無機(jī)鹽型復(fù)合早強(qiáng)劑效果較好，應(yīng)用面最廣。

該類早強(qiáng)劑主要有：三乙醇胺復(fù)合早強(qiáng)劑、無機(jī)鹽類早強(qiáng)劑等。1、三乙醇胺復(fù)合早強(qiáng)劑

A、三乙醇胺--硫酸鈉復(fù)合早強(qiáng)劑

是最常用的復(fù)合早強(qiáng)劑。復(fù)合早強(qiáng)劑在低溫下效果更加明顯，在低于20℃使用時隨著養(yǎng)護(hù)溫度的降低，復(fù)合早強(qiáng)劑的早期和后期強(qiáng)度都有顯著的增加。三乙醇胺--硫酸鈉復(fù)合早強(qiáng)劑的早強(qiáng)效果往往大于單獨(dú)使用三乙醇胺和硫酸鈉增強(qiáng)效果的算術(shù)疊加。而且復(fù)合早強(qiáng)劑28天強(qiáng)度比不摻的有明顯提高，與單摻硫酸鈉早強(qiáng)劑28天強(qiáng)度有所降低情況完全不一樣，其強(qiáng)度增長情況可見下表。

三乙醇胺與硫酸鈉復(fù)合時，三乙醇胺摻量為0。02—0。05%,硫酸鈉為1---3%，主要根據(jù)使用溫度、水泥品種不同來確定。

也可以用三異丙醇胺、二乙醇胺等代替三乙醇胺來復(fù)合，或者用幾種混合物三乙醇胺殘渣來代替。

B、三乙醇胺--氯化物復(fù)合早強(qiáng)劑

通過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)三乙醇胺--氯鹽復(fù)合早強(qiáng)劑的增強(qiáng)效果，無論是三乙醇胺--氯化鈉或三乙醇胺--氯化鈣或三乙醇胺殘渣--氯化鈉復(fù)合早強(qiáng)劑，其早期強(qiáng)度的增長值都超過其各單組分增強(qiáng)值的算術(shù)疊加值。但28天強(qiáng)度卻略低于算術(shù)疊加值或持平。

三乙醇胺（包括三異丙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺殘渣）還可以與硝酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽等復(fù)合使用，但這些多用于防凍劑，在負(fù)溫下使用。2、無機(jī)鹽類復(fù)合早強(qiáng)劑

硫酸鹽復(fù)合早強(qiáng)劑主要有硫酸鈉--氯化鈉早強(qiáng)劑、硫酸鈉與硫酸鈣或同時再復(fù)合三乙醇胺等。

無機(jī)鹽類早強(qiáng)劑通常在低溫下使用效果最好，而隨著溫度的升高其早強(qiáng)作用就不明顯了，因此在20℃以上溫度（常溫）早強(qiáng)作用較低溫差得多，這主要是因?yàn)樗嗟乃不俣仁軠囟扔绊戄^大，常溫下的水化硬化速度比低溫時快得多。早強(qiáng)劑主要是提高水泥早期（1—7天）的水化反應(yīng)速度，常溫下水泥水化速度已足夠快了，早強(qiáng)劑的促進(jìn)作用也就不明顯了。而在低溫時早強(qiáng)劑的促進(jìn)作用就能比較明顯地影響水化速度，使早期強(qiáng)度提高達(dá)到或超過常溫下的水平。

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