常用各種外加劑原理及特性

減水劑是當前外加劑中品種最多、應(yīng)用最廣的一種，根據(jù)其功能分為：普通減水劑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；高效減水劑在保持混凝功能的外加劑；緩凝減水劑兼有緩凝和減水功能的外加劑；早強減水劑兼有早強和減水功能的外加劑。減水劑按其主要化學(xué)成分為：木質(zhì)素磺酸鹽系；多環(huán)芳香族磺酸鹽系；水溶性樹脂磺鈣、木質(zhì)素磺酸鈉木鈉、木質(zhì)素磺酸鎂木鎂等。其中木鈣減水劑又稱型減水劑的當保持水泥用量和混凝土坍落度不變時，其減水率為5混凝土抗壓強度提高若保持混凝土的抗壓強度和坍落度不變，則可節(jié)省水泥用量％左右；若保持混凝土的配合比不變，則可提高混凝土坍落度～。木鈣減水劑對混凝土有緩凝作用，摻量過多或在低溫下緩凝作用更為顯著，而且還可能使混凝土滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。木鈣減水劑不宜單獨用于冬季施工，在日最低氣溫凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土。多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水劑這類減水劑的主要成分為萘或萘的同系物的磺酸鹽與甲醛的縮合物，故又稱萘系減水劑。萘系減水劑通常是由工業(yè)萘或煤焦油中的萘、蒽、甲基萘等餾分，經(jīng)磺化、水解、縮合、中和、過濾、干燥而制成。萘系減水劑一般為棕色粉末，也有為棕色粘稠液體。使用液體減水劑時，應(yīng)注意其有效成分含量即含固量。萘系減水劑的適宜摻量為水泥質(zhì)量的減水率為0混凝土的其他力學(xué)性能以及抗?jié)B性、耐久性等均有所改善。且對鋼筋無銹蝕作用。萘系減水劑水溶性樹脂系減水劑等。我國生產(chǎn)的減水劑即是將三聚氰胺與甲醛反應(yīng)生成三羥甲基三聚氰胺，再經(jīng)硫酸氫鈉磺化而得的以三聚氰胺樹脂磺酸鈉為主要成分的減水劑。減水劑則是以古瑪隆一茚樹脂磺酸鈉為主要成分的減水劑。減水劑摻量為水泥質(zhì)量的0其減水率為混凝土強%~上述各種減水劑盡管成分不同，但均為表面活性劑，所以其減水作用機理相似。表面液，憎水基團指向空氣、固體或非極性液體并作定向排列，形成定向吸附膜而降低水的表后，減水劑分子中的憎水基團定向吸附于水泥質(zhì)點表面，親水基團指向水溶液，在水泥顆子凝聚力等多種因素而形成的絮凝結(jié)構(gòu)圖—打開，把被束縛在絮凝結(jié)構(gòu)中的游離水濕潤愈好，在具有同樣工作性能的情況下所需的拌和水量也就愈少，且水泥水化速度亦加水泥顆粒易于濕潤、利于水化。同時，減水劑分子定向吸附于水泥顆粒表面，親水基團指向水溶液，使水泥顆粒表面的溶劑化層增厚，增加了水泥顆粒間的滑動能力，又起了潤滑作綜上所述，混凝土中摻加減水劑后可獲得改善和易性或減水增強或節(jié)省水泥等多種效果。同時混凝土的耐久性也能得到顯著改善。硫酸鹽類、碳酸鹽類等；有機物類有機胺類、羧酸鹽類等；礦物類天然礦物如明礬石、合成礦物如氟鋁酸鈣、無水硫鋁酸鈣等。氯鹽類早強劑主要有氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、氧化胺、氯化鐵、氯化鋁等，氯鹽類早強劑均有良好的早強作用，其中氯化鈣早強效果好而成本低，應(yīng)用最廣。氯化鈣的適宜摻量為水泥質(zhì)量的能使混凝土強度提高強度提高%~%。硫酸鹽類早強劑主要有硫酸鈉即元明粉、硫代硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鋁、硫酸當摻量時，可使混凝土強度達到設(shè)計標準％的時間縮短一半左右，硫酸鈉對礦渣水泥混凝土的早強效果優(yōu)于普通水泥混凝土。有機胺類早強劑主要有三乙醇胺簡稱、三異丙醇胺簡稱摻量為水泥質(zhì)量的能使混凝土早期強度提高％左右，強不變或氯鹽的摻入能增加水泥礦物的溶解度，加速水泥礦物的水化速度。例如CaCl2能與C3作用生成幾乎不溶于水和CaCl2aCl2?3Ca(0H)2?12HzO和CaCl2．Ca(0H)2．H20)，使水泥漿中Ca(0H)2濃度降低，這就有利于C3的水化反應(yīng)的進行。水化氯鋁酸鈣和氧氯化鈣固相的早期析出，加速水泥漿體結(jié)構(gòu)的形成，利于早期強度的發(fā)展。迅速形成水化硫鋁酸鈣晶體。同時上述反應(yīng)的發(fā)生離子，這種絡(luò)離子與水泥的水化物作用析出量的增加，水泥混凝土的早期強度提高。3．早強劑的使用要點有外露預(yù)埋鐵件而無防護措施的結(jié)構(gòu)；與含有經(jīng)常處于環(huán)境溫度為60℃以上的結(jié)構(gòu)；使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲配筋的結(jié)構(gòu)；直接靠近直流電源或高壓電源的結(jié)構(gòu)；薄壁結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；含有活性骨料的混凝土結(jié)構(gòu)等。為防止氯鹽對鋼筋的銹蝕，一般氯鹽與阻銹劑(如亞硝酸鈉、鉻酸鹽、磷酸鹽、錳酸鹽土后期性能變差，且混凝土表面易析出“白霜”。影響外觀與表面裝飾，故對其摻量必須就會加速堿骨料反應(yīng)，因此硫酸鈉不得用于含有活性骨料的混凝土。同時，硫酸鈉還不得結(jié)構(gòu)；使用直流電源的工廠及使用電氣化運輸設(shè)施的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。嚴重緩凝和混凝土強度下降。早強劑可加速混凝土硬化，縮短養(yǎng)護周期，加快施工進度，提高模板周轉(zhuǎn)率。多用于冬季施工或緊急搶修工程。在實際應(yīng)用中，早強劑單摻效果不如復(fù)合摻加。因此較多使用由多種組分配成的復(fù)合早強劑，尤其是早強劑與早強減水劑同速凝劑是能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。速凝劑的主要種類有無機鹽類和有機物鈉為主要成分的速凝劑；以鋁酸鈣、氟鋁酸鈣等為主要成分的速凝劑；以硅酸鹽2O按質(zhì)量O．的比例配制而成的一種粉狀物。適宜摻量為水泥質(zhì)量的4。型速凝劑是由鋁氧熟料與無水石膏按質(zhì)量比：配合粉磨而成。適宜摻量為水泥質(zhì)量的比例配制而成。適宜摻量為。其他幾種速凝劑也均以鋁氧熟料為主要成分。速摻加速凝劑后，混凝土的干縮率有增加趨勢，彈性模量、抗剪強度、粘結(jié)力等有所降低。速凝劑加入混凝土后，其主要成分中的鋁酸鈉、碳酸鈉在堿性溶液中迅速與水泥中的把速凝劑與減水劑復(fù)合使用。四緩凝劑緩凝劑是能延長混凝土凝結(jié)時間的外加劑。緩凝含糖碳水化合物類，如糖蜜、葡萄糖、蔗糖等；無機鹽類，如硼酸鹽、磷酸鹽、鋅鹽等；木糖蜜緩凝劑摻量為水泥質(zhì)量的粉劑水劑，混凝土的凝結(jié)時間可羥基羧酸及其鹽類緩凝劑這類緩凝劑一般摻量為水泥質(zhì)量的混凝土凝結(jié)時間可延長～。氣劑一起使用，則可得到改善。木質(zhì)素磺酸鹽類緩凝劑這類緩凝劑一般摻量為水泥質(zhì)量的混凝土凝結(jié)時間可延長～。摻入不僅會出現(xiàn)長時間不凝現(xiàn)象，有時還會出現(xiàn)速凝現(xiàn)象。各種緩凝劑的摻量見表—。緩凝劑主要用于高溫季節(jié)混凝土、大體積混凝土、泵送和滑?；炷潦┕ひ约斑h距離運輸?shù)纳唐坊炷痢＞從齽┎灰擞糜谌兆畹蜌鉁?℃以下施工的混凝土，也不宜用于有早強要求的引氣劑是在攪拌混凝土過程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。引氣劑的主要種類有：松香樹脂類，如松香熱聚物、松香皂等；烷基苯磺酸鹽類，如烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉等；脂肪醇類，如脂肪醇硫酸鈉、高級脂肪醇衍生物等；非離子型表面活性劑，如烷基酚環(huán)氧乙烷縮合物等；木質(zhì)素磺酸鹽類，如木質(zhì)素磺酸鈣等。我國應(yīng)用較多的引氣劑為松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽類等。松香熱聚物是松香與石碳酸、硫酸、氫氧化鈉以一定配比經(jīng)加熱縮聚面成。松香皂是凝土含氣量為5減水率為％左右。松香皂引氣減水劑摻量為水泥質(zhì)量的.5減水率為％以上。引氣劑的摻量雖然極微，但引氣劑對混凝土性能影響改善混凝土拌合物的和易性。引氣劑的摻入使混凝土拌合物內(nèi)形成大量微小的封閉性增加。若保持流動性不變，就可減少用水量。同時由于水分均勻分布在大量氣泡的表面，降低混凝土的強度。由于大量氣泡的存在，減少了混凝土的有效受力面積，使混凝灰比的降低，使強度得到一定補償。當水灰比固定時，空氣量每增加％體積時，混凝土的模量有所降低，這對提高混凝土的抗裂性是有利的。提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性。引氣劑使混凝土拌合物泌水性減小一般泌水量可減少。因此泌水通道的引氣劑都為表面活性劑，其界面活性作用基本上與前述的減水劑相似，而區(qū)別在于減水劑的界面活性作用主要發(fā)生在液一固界面上。而引氣劑的界面活性作用主要發(fā)生在氣一液使水溶液在攪拌過程中極易產(chǎn)生許多微小的封閉氣泡，氣泡直徑大多在μ以下。引氣抗凍、防滲、抗硫酸鹽、泌水嚴重的混凝土、貧混凝土、輕骨料混凝土以及對飾面有要求的混凝土等。由于單摻引氣劑有可能會使混凝土強度降低，故近年來較多使用引氣減水劑。防凍劑是能使混凝土在負溫下硬化，并在規(guī)定時間內(nèi)達到足夠防凍強度的外加劑。我1．常用防凍劑防凍組分是復(fù)合防凍劑中的重要組分，按其成分可分為三類：常用為氯化鈣、氯化鈉。由于氯化鈣參與水泥的水化反應(yīng)，不能有效地降低混凝土中液相的冰點，故常與氯化鈉復(fù)合使用，通常采用配比為氯化鈣：氯化鈉一：1。氯鹽阻銹類阻銹效果最好，故被廣泛應(yīng)用。無氯鹽類硝酸鈉鹽為一15℃;復(fù)合防凍劑中的減水組分、引氣組分、早強組分則分別采用前面所述的各類減水劑、引氣劑、早強劑。防凍劑中各組分對混凝土的作用有：改變混凝土中液相濃度，降低液相冰點，使水泥閉氣泡，減緩凍脹應(yīng)力；提高混凝土的早期強度，增強混凝土抵抗冰凍的破壞能力。上述作用的綜合效果是使混凝土的抗凍能力獲得顯著提高。各類防凍劑具有不同的特性，因此防凍劑品種選擇十分重要。氯鹽類防凍劑適用于無筋混凝土。氯鹽防銹類防凍劑可用于鋼筋混凝土。無氯鹽類防凍劑，可用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，但硝酸鹽、亞硝酸鹽類則不得用于預(yù)應(yīng)力混凝土以及與鍍鋅鋼材或與鋁鐵相接觸部位的鋼筋混凝土。含有六價鉻硫鋁酸鈣類屬于這類膨脹劑有：明礬石膨脹劑主要成分是明礬石與無水石膏或二水石膏；膨脹劑主要成分是無水硫鋁酸鈣；型膨脹劑主要成分是無水硫鋁酸鈣、明礬石、石膏等。燒成熟料粉磨后再與經(jīng)一定溫度煅燒的磨細石膏混拌而成等。金屬類膨脹劑上述各種膨脹劑的成分不同，引起膨脹的原因亦不盡相同。硫鋁酸鈣類膨脹劑加入水泥混凝土后，自身組成中的無水硫鋁酸