第三章新混凝土外加劑2課件

1.5緩凝劑緩凝劑是能延長混凝土凝結(jié)時間的外加劑。緩凝劑的主要種類有：羥基羧酸及其鹽類，如酒石酸、檸檬酸、葡萄糖酸及其鹽類以及水楊酸；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；木質(zhì)素磺酸鹽類，如木鈣、木鈉等。1.葡萄糖蔗糖2.1.5.1常用緩凝劑(1)糖蜜緩凝劑糖蜜緩凝劑是由制糖下腳料經(jīng)石灰處理而成，其主要成分為已糖鈣、蔗糖鈣等。一般摻量為水泥質(zhì)量的0.1％～0.3％(粉劑)，0.2％～0.5％(水劑)，混凝土的凝結(jié)時間可延長2～4h，摻量每增加0.1％(水劑)，凝結(jié)時間約延長1h，當摻量大于1％時，混凝土長時間酥松不硬；摻量為4％時，28d強度僅為不摻的1／10。3.(2)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0.03％～0.10％，混凝土凝結(jié)時間可延長4～l0h。這類緩凝劑會增加混凝土的泌水率，在水泥用量低或水灰比大的混凝土中尤為突出。若與引氣劑一起使用，則可得到改善。

(3)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0.2％～0.3％，混凝土凝結(jié)時間可延長2～3h。4.1.5.2緩凝劑的作用機理各種緩凝劑的作用機理各不相同。一般來說，有機類緩凝劑大多是表面活性劑，對水泥顆粒以及水化產(chǎn)物新相表面具有較強的活性作用，吸附于固體顆粒表面，延緩了水泥的水化和漿體結(jié)構(gòu)的形成。無機類緩凝劑，往往是在水泥顆粒表面形成一層難溶的薄膜，對水泥顆粒的水化起屏障作用，阻礙了水泥的正常水化。這些作用都會導致水泥混凝土的緩凝。緩凝劑對水泥品種適應性十分明顯，不同水泥品種緩凝效果不相同，甚至會出現(xiàn)相反效果。5.緩凝劑一般摻量較少，使用時應嚴格控制摻量，過量摻入不僅會出現(xiàn)長時間不凝現(xiàn)象，有時還會出現(xiàn)速凝現(xiàn)象。緩凝劑主要用于高溫季節(jié)混凝土、大體積混凝土、泵送和滑模混凝土施工以及遠距離運輸?shù)纳唐坊炷?。緩凝劑不宜用于日最低氣?℃以下施工的混凝土，也不宜用于有早強要求的混凝土和蒸養(yǎng)混凝土。

6.1.6引氣劑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，起到改善混凝土和易性，提高混凝土抗凍性和耐久性的外加劑。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。7.1.6.1常用引氣劑（1）松香類引氣劑包括松香熱聚物、松香酸鈉、松香皂等。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)加熱縮聚而成。松香皂是由松香經(jīng)氫氧化鈉皂化而成。松香酸鈉是由松香加入煮沸的氫氧化鈉溶液中經(jīng)攪拌溶解，然后再在膏狀松香酸鈉中加入水，即可配成松香酸鈉溶液引氣劑。該種引氣劑有一定減水作用，能改善混凝土拌和物工作性，但加入后混凝土的強度有所降低，尤以早期強度為甚。松香皂是由松香、無水碳酸鈉(Na2CO3)和水三種物質(zhì)，按一定比例熬制而成。使用時稀釋成5％濃度的溶液。摻量為水泥質(zhì)量的0.02％左右為宜

8.（2）合成陰離子表面活性劑類引氣劑

合成陰離子表面活性劑類引氣劑主要有烷基磺酸鈉、烷基芳基磺酸鈉和烷基硫酸鈉(又稱為烷基硫酸酯鹽)等。十二烷基苯磺酸鈉較易合成，工業(yè)上可制成高純度的產(chǎn)品，它易溶于水并極易起泡，產(chǎn)生的泡沫多。但若溶液的粘度較低時，則泡沫較易破滅消失。烷基硫酸鈉又稱為烷基硫酸酯鈉，經(jīng)常使用的是十二烷基硫酸鈉，其為白色或淡黃色固體，溶于水而成半透明溶液，對堿、弱酸和硬水都很穩(wěn)定，具有發(fā)泡、分散等功能，由十二醇與硫酸或氯磺酸作用后再經(jīng)氫氧化鈉中和而制得。9.（3）木質(zhì)素磺酸鹽類引氣劑木質(zhì)素磺酸鹽是造紙工業(yè)的副產(chǎn)品，它在混凝土中引入空氣泡的性能較差，是一種較差的引氣劑，但它具有減水和緩凝作用，是一種引氣緩凝減水劑，廣泛作為普通減水劑和緩凝劑使用。（4）石油磺酸鹽類引氣劑該類引氣劑是精煉石油的副產(chǎn)品。為了產(chǎn)生輕油，將石油用硫酸處理，生產(chǎn)輕油后留下的殘渣中含有水溶性磺酸，再用氫氧化鈉中和，即得石油磺酸鈉；如用三乙醇胺中和，就得到了另一種類型的產(chǎn)品，即磺化的碳氫化合物有機鹽。10.（5）蛋白質(zhì)鹽類引氣劑蛋白質(zhì)鹽類是動物和皮革加工工業(yè)的副產(chǎn)品，它是由羧酸和氨基酸復雜混合物的鹽所組成，這種引氣劑使用的數(shù)量相當少。（6）脂肪酸和樹脂酸及其鹽類引氣劑該類引氣劑可由不同原材料生產(chǎn)。動物脂肪水解皂化可制得脂肪酸鹽引氣劑，其鈣鹽不溶于水，能在混凝土中引入少量空氣，在與水泥拌和后其液相立即被鈣離子飽和；植物油經(jīng)皂化后也可用作混凝土引氣劑；11.（7）合成非離子型表面活性引氣劑該類混凝土引氣劑主要是聚乙二醇型非離子表面活性劑，它是由含活潑氫原子的憎水原料同環(huán)氧乙烷進行加成反應而制得。（8）三萜皂甙引氣劑該類引氣劑是從我國南方植物果實中提取出來的純天然非離子表面活性劑。分子式C57H90O26，具有苦辛辣味，純晶為白色微細柱狀晶體，吸濕性強。三萜皂甙擁有親水和親油基團，具有良好的乳化、分散、濕潤、發(fā)泡、穩(wěn)泡作用，能明顯改善塑性混凝土的工作性能和提高硬化混凝土的耐久性能。12.2.引氣劑的作用機理

引氣劑的作用主要有兩個方面，一是使引入的空氣易于形成微小氣泡；二是保持微小氣泡穩(wěn)定，并均勻分布在混凝土中，防止氣泡兼并增大、上浮破滅。引氣劑的界面活性作用基本上與減水劑的界面活性作用相同，區(qū)別在于減水劑的界面活性作用主要發(fā)生在液—固界面，而引氣劑的界面活性作用主要發(fā)生在液—氣界面。所謂氣泡，就是液體薄膜包圍著的氣體。若某種液體易于成膜，且膜不易破裂，則此種液體在攪拌時就會產(chǎn)生許多泡沫。13.引氣劑是表面活性物質(zhì)，其由非極性基(碳氫鏈)和極性基(如磺酸基-SO3H、羧酸基-COOH、醇基-OH、醚基-O-等)構(gòu)成。非極性基親氣而疏水，極性基親水而疏氣。因此，引氣劑分子溶于水中后，對于液—氣體系，其非極性基伸入氣相，而極性基留于水中，從而吸附在氣泡的液—氣界面上形成定向排布。在混凝土攪拌過程中，空氣引入并被剪切碎散成微小氣泡，溶于液相中的引氣劑分子在此過程中定向吸附排布在氣泡表面。正是由于引氣劑分子在氣泡表面的這種定向吸附與排布作用，才使得吸附了引氣劑的微小氣泡難于兼并增大，從而能夠穩(wěn)定地均勻分布在混凝土中。14.3.引氣劑對混凝土耐久性的影響（1）混凝土含氣量摻引氣劑混凝土的性能主要與含氣量有關，而影響混凝土含氣量的因素很多。當引氣劑摻量相同，其他條件不變時，用火山灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，其含氣量都比用普通硅酸鹽水泥時的含氣量小，要獲得相同的含氣量，其引氣劑摻量要比用普通硅酸鹽水泥時增加1／3。與低堿水泥相比，高堿水泥摻量可較低。水泥用量增加，含氣量將減少。水泥用量每立方米增加50kg含氣量減少0.5％～1.5％。由于引氣劑導致混凝土含氣量提高，混凝土有效受力面積減小，故混凝土強度將下降，一般每增加1％含氣量，抗壓強度下降5％左右，抗折強度下降2％～3％。故引氣劑的摻量必須通過含氣量試驗嚴格加以控制。15.（2）混凝土的耐久性混凝土的抗?jié)B性由于引氣劑和引氣減水劑具有一定的減水作用，所以混凝土用水量減少，拌和物的離析和泌水性降低，這樣使混凝土中連通的大毛細孔，即水分遷移的主要通道減少，因而混凝土的抗?jié)B性有所提高。同時，引氣劑引入大量封閉的微小氣泡，占據(jù)了混凝土中的自由空間，破壞了毛細管的連續(xù)性，這也使混凝土的抗?jié)B性得到了改善。尤其是引氣減水劑還使水泥顆粒分散均勻，因而改善了混凝土的勻質(zhì)性，提高了混凝土的密實性，這樣也顯著地提高了混凝土的抗?jié)B性。16.混凝土的抗化學腐蝕性及抗碳化性引氣劑或引氣減水劑提高了混凝土的抗?jié)B性，從而降低了氣體和液體的侵入作用，因此，與抗?jié)B性有關的混凝土抗化學腐蝕性(如抗硫酸鹽侵蝕性)和抗碳化性均有所改善。由于引氣混凝土中大量氣孔為膨脹反應物提供了容納空間，因而在一定程度上可緩解膨脹應力，所以引氣劑或引氣減水劑可提高混凝土抗堿—骨料反應能力?；炷恋目箖鲂該接幸龤鈩┑幕炷?，大大延長了其在受凍融循環(huán)反應作用條件下的使用壽命，這種抗凍性的改善不是百分之幾十，而是幾倍，甚至十幾倍提高。17.混凝土受到凍融循環(huán)作用時，由于混凝土氣孔中非結(jié)晶水浸入后被凍結(jié)，產(chǎn)生9％的體積膨脹，因而產(chǎn)生膨脹壓力。同時水結(jié)成冰產(chǎn)生的體積膨脹還會使未結(jié)冰的自由水產(chǎn)生遷移，當遷移受到約束時就會產(chǎn)生滲透壓力。在膨脹壓力和滲透壓力作用下，混凝土薄弱部位會產(chǎn)生裂縫。如此反復循環(huán)，裂縫發(fā)展最終造成混凝土破壞。當混凝土中摻入引氣劑或引氣減水劑后，引入大量均勻分布的微小氣泡，由于氣泡的可壓縮性，因而可緩解結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹壓力。同時,氣泡還可容納自由水的遷入，因而可大大緩解滲透壓力。因此，引氣劑或引氣減水劑可顯著地提高混凝土的抗凍性。18.引氣劑適用于抗凍、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。1.7防凍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.常用的防凍劑是由多組分復合而成，其主要組分有防凍組分、減水組分、引氣組分、早強組分等。19.1.常用防凍劑

防凍組分是復合防凍劑中的重要組分，按其成分可分為三類：(1)氯鹽類常用為氯化鈣、氯化鈉。由于氯化鈣參與水泥的水化反應，不能有效地降低混凝土中液相的冰點，故常與氯化鈉復合使用，通常采用配比為氯化鈣：氯化鈉=2：1(2)氯鹽阻銹類氯鹽與阻銹劑復合而成。阻銹劑有亞硝酸鈉、鉻酸鹽、磷酸鹽、聚磷酸鹽等，其中亞硝酸鈉阻銹效果最好。(3)無氯鹽類有硝酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽、尿素、乙酸鹽等。

20.上述各類防凍組分適用溫度范圍一般為：氯化鈉單獨使用時為-5℃；硝酸鹽(硝酸鈉、硝酸鈣鹽)為-10℃亞硝酸鹽(亞硝酸鈉鹽)為-15℃；碳酸鹽為-15～-25℃。復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。

21.2．防凍劑的作用機理改變混凝土中液相濃度，降低液相冰點，使水泥在負溫下仍能繼續(xù)水化；減少混凝土拌合用水量，減少混凝土中能成冰的水量;降低液相結(jié)冰溫度，改變冰晶形狀；引入一定量的微小封閉氣泡，減緩凍脹應力；提高混凝土的早期強度，增強混凝土抵抗冰凍的破壞能力。22.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應力鋼筋混凝土。防凍劑的摻量應根據(jù)施工時環(huán)境溫度確定；其中防凍組分的含量必須控制，過多過少均會導致不良后果。23.1.8膨脹劑（JC476-2001）膨脹劑是能使混凝土產(chǎn)生一定體積膨脹的外加劑。膨脹劑的種類有：硫鋁酸鈣類、氧化鈣類、氧化鎂類、金屬類等。1.8.1常用膨脹劑(1)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)；CSA膨脹劑(主要成分是無水硫鋁酸鈣)；U型膨脹劑(主要成分是無水硫鋁酸鈣、明礬石、石膏)等。24.(2)氧化鈣膨脹劑這類膨脹劑的制備方法有多種，如用一定溫度下煅燒的石灰加入適量石膏與水淬礦渣制成；生石灰與硬脂酸混磨而成；以石灰石、粘土、石膏在一定溫度下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。(3)金屬類膨脹劑常用的鐵屑膨脹劑是由鐵粉摻加適量的氧化劑(如過鉻酸鹽、高錳酸鹽等)配制而成。25.1.8.2.膨脹劑的作用機理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鈣水化或參與水泥礦物的水化或與水泥水化產(chǎn)物反應，形成三硫型水化硫鋁酸鈣(鈣礬石)，鈣礬石相的生成，使固相體積增加很大，而引起表觀體積膨脹。氧化鈣類膨脹劑的膨脹作用主要由氧化鈣晶體水化形成氫氧化鈣晶體，體積增大而導致的。鐵粉膨脹作用則是由于鐵粉中的金屬鐵與氧化劑發(fā)生氧化作用，形成氧化鐵，進一步生成膠狀的Fe（OH）31.8.3.膨脹劑的檢驗細度、凝結(jié)時間、抗壓（折）強度、限制膨脹率26.27.1.9砂漿、混凝土防水劑（JC474-1999）

定義：能降低砂漿、混凝土在靜水壓力的透水性的外加劑

主要作用：提高砼的密實性，防滲性。

適用范圍：適用于工業(yè)與民用建筑的屋面，地下室，隧道，巷道給排水池，水泵站等有防水抗?jié)B要求的砼工程。

主要品種：

無機化合物類：如FeCI3，硅灰等。

有機化合物類：膨脹砼及其鹽類，有機硅表面活性劑等。

混合物類：無機類混合物，有機類混合物等。

復合類：上述各類與引氣、減水組分等復合而成。28.防水劑檢驗項目泌水率、凝結(jié)時間差、抗壓強度比、滲透高度比（透水壓力比砂漿）、48小時吸水量比、28天收縮率比1.10混凝土泵送劑由減水劑、緩凝劑