現(xiàn)代混凝土試驗與檢測 課件 項目2 現(xiàn)代混凝土試驗與檢測-化學(xué)外加劑

土木工程檢測技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫現(xiàn)代混凝土試驗與檢測TestingofHighPerformanceConcrete現(xiàn)代混凝土化學(xué)外加劑項目2混凝土組成材料任務(wù)3化學(xué)外加劑的性能與檢測教學(xué)內(nèi)容1.化學(xué)外加劑概述2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)3.減水劑性能檢測試驗4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測1.掌握減水劑的種類與功能，了解作用機(jī)理2.掌握檢測減水劑的基本性能的方法3.掌握水泥與外加劑適應(yīng)性檢測方法教學(xué)目標(biāo)

GB8075－2005《混凝土外加劑分類、命名與定義》將混凝土化學(xué)外加劑定義為：

混凝土外加劑是一種在混凝土攪拌之前或拌制過程中加入的、用以改善新拌混凝土和(或)硬化混凝土性能的材料。（P32）

混凝土化學(xué)外加劑定義1.化學(xué)外加劑概述外加劑的分類（按功能分類）1.改善混凝土拌合物流變性能的外加劑。如減水劑、泵送劑等。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、速凝劑、早強(qiáng)劑等。3.改善混凝土耐久性的外加劑。如引氣劑、防水劑、阻銹劑等。4.改善混凝土其他性能的外加劑。如：防凍劑、膨脹劑、著色劑等。1.化學(xué)外加劑概述在火山灰等凝膠材料中使用一些牛血、牛油、牛奶來改善使用性能

羅馬角斗場外加劑的應(yīng)用歷史1.化學(xué)外加劑概述以粘土、石灰等作為凝膠材料，糯米汁、豬血、豆腐汁等用以增加其粘結(jié)力

1.化學(xué)外加劑概述正式的工業(yè)產(chǎn)品始見于1910年，到30年代在美國開發(fā)北美洲時，混凝土路面由于嚴(yán)寒氣候的除冰而很快受到破壞，為提高路面混段土質(zhì)量而使用了“文沙樹脂”來提高混凝土的耐久性。真正的科研產(chǎn)品當(dāng)算1935年美國MasterBuilder的E．W．Scxiptrr研究制造成功的以紙漿廢液中木質(zhì)素磺酸鹽為主要成分的“普濁里”減水劑(Pozzolitn)。

1.化學(xué)外加劑概述

1937年美國頒布了歷史上第一個減水劑的專利

1954年制定了第一批混凝土外加劑檢驗標(biāo)準(zhǔn)

20世紀(jì)50年代還只有普通減水劑，當(dāng)時主要是美國的“普濁里”，后來日本引進(jìn)了“普濁里”并加以改進(jìn)和發(fā)展，使“普濁里”得到了廣泛的應(yīng)用。

40年代中期開發(fā)出了羥基羧酸鹽類減水劑。由于要求混凝土具有更高的強(qiáng)度和更大的流動度，而普通減水劑如木質(zhì)磺酸鹽及文沙樹脂等引氣劑已不能滿足要求。

減水劑的發(fā)展

1962年日本花王石堿公司的服部健一首先研制成功了萘系減水劑，即“麥地”高效減水劑。

1964年前西德又研制成功了以磺化三聚氰胺甲醛樹脂為主要成分的另一類高效減水劑“Melment”(梅爾門特)。這類減水劑減水率可達(dá)到15％以上，并且不引氣，適于配制高強(qiáng)大流動度混凝土，很快得到各國的公認(rèn)。

1.化學(xué)外加劑概述

為滿足混凝土多種性能的要求，國外還大力發(fā)展兼有多種性能的復(fù)合多功能外加劑以及特殊性能的外加劑。復(fù)合減水劑國外應(yīng)用量最大的當(dāng)數(shù)引氣減水劑(AE劑)，它不僅可以改善工藝、節(jié)省水泥，同時可以提高混凝土的耐久性。如日本應(yīng)用最廣，幾乎100％混凝土中都要加入引氣劑。

20世紀(jì)90年代，新型聚羧酸系高性能減水劑在國外進(jìn)入推廣階段

，其中日本占60％～70％，歐美占20％左右。1.化學(xué)外加劑概述現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入到中國市場的跨國混凝土外加劑企業(yè)有美國的格雷斯建材公司（GRACECONSTRUCTIONPRODUCTS），麥斯特建材技術(shù)公司（MASTERBUILDERTECHNOLOY），瑞士西卡公司（SIKA）、英國富斯樂公司（FOSROC）、日本花王公司（KAOCO）等。1.化學(xué)外加劑概述1910年疏水劑和塑化劑20世紀(jì)30年代引氣劑20世紀(jì)50年代木質(zhì)素類減水劑20世紀(jì)60年代萘系減水劑20世紀(jì)60年代密胺類減水劑第二代高效減水劑20世紀(jì)90年代聚羧酸系減水劑第三代高性能減水劑第一代普通減水劑由于混凝土的迅速發(fā)展，各種外加劑蓬勃發(fā)展期1.化學(xué)外加劑概述我國外加劑的發(fā)展歷史起步階段：20世紀(jì)50年代初期到60年代中期

1950年華北窯業(yè)公司研究所制出我國第一個外加劑產(chǎn)品，即長城牌引氣劑。1.化學(xué)外加劑概述50年代還廣泛地使用了氯化鈣早強(qiáng)劑，其后又提出了用制糖工業(yè)廢液經(jīng)加工后制成糖鈣緩凝減水劑。

60年代末中科院工程力學(xué)所研制成功了復(fù)合早強(qiáng)劑及噴射混凝土用速凝劑。

第二個階段:20世紀(jì)70年代中期至80年代中期

直到1973年，受國際建筑技術(shù)和混凝土新型工藝的影響，在我國才推動了高效減水劑的研制和生產(chǎn)。尤其是以萘及其同系物為主要原料所生產(chǎn)的減水劑獲得迅速發(fā)展。

1.化學(xué)外加劑概述1987年我國首次頒布了:《混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)》（GB8076－1987）；《混凝土外加劑的分類，命定和定義》（GB8075－1987）《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》（GB8077—1987）這3個標(biāo)準(zhǔn)分別對混凝土外加劑從種類區(qū)分，技術(shù)指標(biāo)和檢驗方法上作出了具體規(guī)定。1.化學(xué)外加劑概述第三個階段:20世紀(jì)80年代到90年代中期現(xiàn)在GB8076－1987已被GB8076－2008代替，GB8075－1987已被GB/T8075—2005代替，GB8077—1987已被GB/T8077—2000代替。近年來，我國又陸續(xù)修訂了《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119－2003）；《混凝土防凍劑》（JC472－2005）；《混凝土泵送劑》（JC473－2001）；《混凝土膨脹劑》（JC476－2001），《砂漿、混凝土防水劑》（JC474—2008），《噴射混凝土用速凝劑》（JC477—2005）。

1.化學(xué)外加劑概述第四個階段:20世紀(jì)90年代至今

隨著90年代出現(xiàn)的高性能混凝土(HPC)，對外加劑提出了更高要求，今后復(fù)合型外加劑、新的更高性能外加劑是發(fā)展方向。

21世紀(jì)初，聚羧酸系減水劑也開進(jìn)入應(yīng)用階段。1.化學(xué)外加劑概述教學(xué)內(nèi)容1.化學(xué)外加劑概述2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)3.減水劑性能檢測試驗4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測1.掌握減水劑的種類與功能，了解作用機(jī)理2.掌握檢測減水劑的基本性能的方法3.掌握水泥與外加劑適應(yīng)性檢測方法教學(xué)目標(biāo)(1)分類：根據(jù)減水率大小或坍落度增加幅度分為普通減水劑、高效減水劑和高性能減水劑三大類。此外，尚有大量復(fù)合型減水劑。減水劑的主要功能配合比不變時顯著提高流動性。流動性和水泥用量不變時，減少用水量，提高強(qiáng)度。流動性和強(qiáng)度不變時，節(jié)約水泥用量，降低成本。建筑工程中常用的混凝土外加劑品種（減水劑）2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)普通減水劑的主要成分為木質(zhì)素磺酸鹽，通常由亞硫酸鹽法生產(chǎn)紙漿的副產(chǎn)品制得。常用的有木鈣、木鈉和木鎂。具有一定的緩凝、減水和引氣作用，以其為原料，加入不同類型的調(diào)凝劑，可制得不同類型的減水劑。早強(qiáng)型普通減水劑：WR-A標(biāo)準(zhǔn)型普通減水劑：WR-S

緩凝型普通減水劑：WR-R（1）普通減水劑2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)木鈣木鈉2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)根據(jù)生產(chǎn)原料不同而分為萘系減水劑；蒽系減水劑；甲基萘系減水劑；古馬隆系減水劑；三聚氰胺系減水劑；氨基磺酸鹽系減水劑；磺化煤焦油減水劑；脂肪酸系減水劑；2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)型高效減水劑：HWR-S緩凝型高效減水劑：HWR-R

（2）高效減水劑2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)（2）高效減水劑目前主要為聚羧酸鹽類產(chǎn)品，具有“梳狀”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，由帶有游離的羧酸陰離子團(tuán)的主鏈和聚氧乙烯基側(cè)鏈組成。改變單體的種類、比例和反應(yīng)條件可生產(chǎn)具各種不同性能和特性的高性能減水劑。可由分子設(shè)計、引入不同功能團(tuán)而生產(chǎn)，也可摻入不同組分復(fù)配而成早強(qiáng)型HPWR-A、標(biāo)準(zhǔn)型HPWR-S和緩凝型高性能減水劑HPWR-R。2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)（3）高性能減水劑聚羧酸系高性能減水劑

2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)分為勻質(zhì)性指標(biāo)和摻外加劑混凝土性能指標(biāo)。

勻質(zhì)性是表示外加劑自身質(zhì)量穩(wěn)定均勻的性能，用來控制產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定、統(tǒng)一、均勻，用來檢驗產(chǎn)品質(zhì)量和質(zhì)量仲裁。

主要指標(biāo)包含：含固量或含水量、密度、氯離子含量、水泥凈漿流動度、細(xì)度、PH值、表面張力、總堿量、硫酸鈉。2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)摻外加劑混凝土性能指標(biāo)：是檢驗評定外加劑質(zhì)量的依據(jù)，是在統(tǒng)一的檢驗條件下用摻外加劑的混凝土與不摻外加劑的混凝土（基準(zhǔn)混凝土）性能的比值或差值來表示。主要包括：減水率、泌水率、含氣量、凝結(jié)時間差、抗壓強(qiáng)度比、收縮率比、相對耐久性。分為勻質(zhì)性指標(biāo)和摻外加劑混凝土性能指標(biāo)。2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)教學(xué)內(nèi)容1.化學(xué)外加劑概述2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)3.減水劑性能檢測試驗4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測1.掌握減水劑的種類與功能，了解作用機(jī)理2.掌握檢測減水劑的基本性能的方法3.掌握水泥與外加劑適應(yīng)性檢測方法教學(xué)目標(biāo)PH值檢測：使用酸度計測量密度檢測：用已校正容積的比重瓶裝入被測溶液，在20±1℃恒溫，在天平上稱出質(zhì)量后計算密度。3.減水劑性能檢測試驗細(xì)度檢測：試樣與100-150℃烘干后，秤取10g倒入孔徑為0.315mm的銅絲網(wǎng)試驗篩，加篩蓋，以120次/min速度搖動篩并用手拍打，稱量篩余物計算細(xì)度。含固量：稱取固體產(chǎn)品（1-2g），液體產(chǎn)品（3-5g）樣品于已知重量的秤量瓶中，開啟瓶蓋，放入100-105℃烘箱中烘干30min，直至恒重后稱量計算剩余物體重量。3.減水劑性能檢測試驗教學(xué)內(nèi)容1.化學(xué)外加劑概述2.減水劑性能與技術(shù)指標(biāo)3.減水劑性能檢測試驗4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測1.掌握減水劑的種類與功能，了解作用機(jī)理2.掌握檢測減水劑的基本性能的方法3.掌握水泥與外加劑適應(yīng)性檢測方法教學(xué)目標(biāo)普通減水劑與高效減水劑提高混凝土拌合物流動性的作用機(jī)理主要包括分散作用和潤滑作用兩方。

憎水基（親油基）親水基圖4-16表面活性劑（減水劑）分子鏈?zhǔn)疽鈭D（a）絮凝結(jié)構(gòu)（b）靜電斥力靜電斥力減水劑水泥顆粒（c）水膜潤滑水泥顆粒水膜圖4-17減水劑作用機(jī)理示意圖4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測(1)減水劑的作用機(jī)理凝聚凝聚分散分散4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測

固體顆粒表面活性劑離子相互排斥

水溶液

表面活性劑離子在懸浮體系內(nèi)固體顆粒上的吸附4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測減水劑的吸附分散----作用

游離水游離水水泥顆粒水泥漿體絮凝狀結(jié)構(gòu)的形成絮凝結(jié)構(gòu)解體后，包裹水被釋放，漿體流動性改善4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測水泥顆粒氣泡

摻加減水劑的漿體中水泥顆粒與極性微氣泡之間的相互作用。減水劑的潤滑作用4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測聚羧酸系高性能減水劑的減水作用主要在于空間位阻斥力。4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測(2)水泥與外加劑相容性試驗

——JC/T1083-2008（水泥與減水劑相容性試驗方法）水泥與減水劑相容性：使用相同減水劑或水泥時，由于水泥或減水劑的質(zhì)量而引起水泥漿體流動性、經(jīng)時損失的變化程度以及獲得相同的流動性減水劑用量的變化程度。4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測

Marsh筒法

Marsh筒為下帶圓管的錐形漏斗，具體方法為讓注入漏斗中的水泥漿體自由流下，記錄注滿200ml容量筒的時間，即Marsh時間，此時間的長短反映了水泥漿體的流動性。4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測凈漿流動度試驗將制備好的水泥漿體裝入一定容量的圓模后，穩(wěn)定提起圓模，使?jié){體在重力作用下在玻璃板上自由擴(kuò)展，穩(wěn)定后的直徑即流動度，流動度的大小反映了水泥漿體的流動性。4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測初始Marsh（馬歇爾）時間initialMarshtime：新拌水泥漿體通過Marsh筒注滿200mL燒杯所用時間。60minMarsh時間：將水泥漿體放置60min后，重新攪拌后注滿200ml燒杯所用時間。4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測初始流動度：固定量的新拌水泥漿體的最大擴(kuò)展直徑60min流動度：將水泥漿體放置60min后，重新攪拌后所測量的最大擴(kuò)展直徑4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測減水劑飽和摻量點(diǎn)：當(dāng)Marsh時間不再隨減水劑摻量的增加而明顯減少時或漿體流動度不再隨減水劑摻量的增加而明顯增加時所對應(yīng)的減水劑摻量流動性經(jīng)時損失率：經(jīng)60min后，水泥漿體流動性的損失比率。4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測實(shí)驗室溫度應(yīng)保持在20±2℃，相對濕度應(yīng)不低于50%。儀器設(shè)備水泥凈漿攪拌機(jī)；配備6只攪拌鍋圓模：上口直徑36mm、下口直徑60mm、高度60mm，內(nèi)壁光滑無暗縫的金屬制品；玻璃板：直徑400mm、厚5mm；刮刀、游標(biāo)卡尺、秒表、天平、燒杯、Marsh筒、量筒。試驗條件4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測4.水泥與減水劑的適應(yīng)性檢測Marsh法（基準(zhǔn)法）1、用濕布將Marsh筒、燒杯、攪拌鍋、攪拌葉片全部潤濕。將燒杯置于Marsh筒下料口的下面中間位置，并用濕布覆蓋。2、將基準(zhǔn)減水劑和約1/2的水同時加入鍋中，然后用剩余的水反復(fù)沖洗盛裝基準(zhǔn)減水劑的容器直至干凈并全部加入鍋中，秤取500±2g水泥，175±1ml水，在5-10S內(nèi)將水泥加入水中，把鍋固定在攪拌機(jī)上，以低速攪拌120S，停15S，同時將葉片和鍋壁上的水泥漿刮入鍋中間，接著高速攪拌120S的程序制作凈漿。Marsh法（基準(zhǔn)法）3、將鍋取下，用攪拌勺邊攪拌邊將漿體立即全部倒入Marsh筒內(nèi)，打開閥門，讓漿體自由流下并計時，當(dāng)漿體注入燒杯達(dá)到200ml時停止計時，此時間為初始Marsh時間。4、讓Marsh筒內(nèi)的漿體全部流下，無遺留的回收到攪拌鍋內(nèi)，并密封靜置以防水分蒸發(fā)。5、清潔Marsh筒、燒杯。6、調(diào)整基準(zhǔn)減水劑摻量，重復(fù)上述步驟，依次測定基準(zhǔn)減水劑各摻量下的初始Marsh時間。7、自加水泥起到60min時，將靜置的水泥漿體按上述攪拌程序重新攪拌，重復(fù)第三條，依次測定基準(zhǔn)減水劑各摻量下的60minMarsh時間。凈漿流動度法（代用法）1、玻璃板置于工作臺上，并保持表面水平。2、用濕布將玻璃板、圓模內(nèi)壁、攪拌鍋、攪拌葉片全部潤濕。將圓模置于玻璃板的中間位置，并用濕布覆蓋。3、將基準(zhǔn)減水劑和約1/2的水同時加入鍋中，然后用剩余的水反復(fù)沖洗盛裝基準(zhǔn)減水劑的容器直至干凈并全部加入鍋中，秤取500±2g水泥，145±1ml水，在5-10S內(nèi)將水泥加入水中，把鍋固定在攪拌機(jī)上，以低速攪拌120S，停15S，同時將葉片和鍋壁上的水泥漿刮入鍋中間，接著高速攪拌120S的程序制作凈漿。凈漿流動度法（代用法）4、將鍋取下，用攪拌勺邊攪拌邊將漿體立即倒入置于玻璃板中間位置的圓模內(nèi)，對于流動性差的漿體要用刮刀進(jìn)行插搗，使?jié){體充滿圓模，用刮刀將高出圓模的漿體刮除并抹平，立即穩(wěn)定提起圓模。圓模提起后，應(yīng)用刮刀將粘附于圓模內(nèi)壁上的漿體盡量刮下，以保證每次試驗的漿體量基本相同，提取圓模1min后，用卡尺測量最長徑及其垂直方向的直徑，二者的平均值即為初始流動度。5、快速將玻璃板上的漿體用刮刀無遺留的回收到攪拌鍋內(nèi)，并密封靜置防止水分蒸發(fā)。6、清潔玻璃板、圓模。7、調(diào)整基準(zhǔn)減水劑摻量，重復(fù)上述步驟，依次測定基準(zhǔn)減水劑各摻量下的初始流動度值。8、自加水泥60min時，將靜置的水泥漿體按上述攪拌程序重新攪拌，重復(fù)第4條，依次測定基準(zhǔn)減水劑各摻量下的60min流動度值。數(shù)據(jù)處理1、經(jīng)時損失率：用初始流動度或Marsh時間與60min流動度或Marsh時間的相對差值表示，反映水泥使用外加劑后隨著時間，流動度損失的程度。2、飽和摻入點(diǎn)的確定：以減水劑摻量為橫坐標(biāo)、凈漿流動度或Marsh時間為縱坐標(biāo)做曲線圖，然后做兩直線段曲線的趨勢線，兩趨勢線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為飽和摻量點(diǎn)。3、試驗報告應(yīng)給出水泥品種、生產(chǎn)單位、生產(chǎn)批號、基準(zhǔn)減水劑信息、試驗方法、飽和摻量點(diǎn)、基準(zhǔn)減水劑0.8%摻量下的初始Marsh時間或流動度、基準(zhǔn)減水劑0.8%摻量時的經(jīng)時損失率。4、飽和摻量點(diǎn)越低，經(jīng)時損失率越小的水泥減水劑適應(yīng)性越好GB/T8077-2000《混凝土外加劑均質(zhì)性試驗方法》水泥凈漿流動度測定使用水泥300g，水87g或105g，使用外加劑廠家推薦劑量的外加劑摻量，攪拌3min，圓模提起后自由擴(kuò)散30s后測量。此種方法簡單易行，用于快速判斷某一水泥與特定減水劑相容性的程度水泥外加劑適應(yīng)性不良的表現(xiàn)：外加劑對水泥工作性能改善不明顯混凝土坍落度損失過大或混凝土過于快凝造成混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件更易出現(xiàn)的裂縫普通減水劑容易出現(xiàn)的工程質(zhì)量問題

流動性不好

混凝土拌合物流動性達(dá)不到預(yù)期要求，坍落度不夠、發(fā)粘?？赡苁峭饧觿搅坎粔?，可適當(dāng)增加摻量。但不可隨意增加木鈣減水劑摻量以免影響強(qiáng)度或凝結(jié)時間。實(shí)際上木鈣減水劑在超過適宜摻量以后減水率與摻量也不再保持線性關(guān)系。（六）早強(qiáng)劑（AC）早強(qiáng)劑是指能加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑。主要作用機(jī)理是加速水泥水化速度，加速水化產(chǎn)物的早期結(jié)晶和沉淀。主要功能是縮短混凝土施工養(yǎng)護(hù)期，加快施工進(jìn)度，提高模板的周轉(zhuǎn)率。主要適用于有早強(qiáng)要求的混凝土工程及低溫、負(fù)溫施工混凝土、有防凍要求的混凝土、預(yù)制構(gòu)件、蒸汽養(yǎng)護(hù)等等。早強(qiáng)劑的主要品種有氯鹽、硫酸鹽和有機(jī)胺三大類，但更多使用的是它們的復(fù)合早強(qiáng)劑。

（七）引氣劑（AE）引氣劑是指混凝土在攪拌過程中能引入大量均勻、穩(wěn)定且封閉的微小氣泡的外加劑。氣泡直徑一般為0.02～1.0mm，絕大部分<0.2mm。其作用機(jī)理為引氣劑作用于氣－液界面，使表面張力下降，從而形成穩(wěn)定的微細(xì)封閉氣孔。常用引氣劑有松香樹脂、烷基苯磺堿鹽、脂肪醇磺酸鹽等等。最常用的為松香熱聚樹脂和松香皂兩種。摻量一般為0.005%～0.01%。嚴(yán)防超量摻用，否則將嚴(yán)重降低混土強(qiáng)度。當(dāng)采用高頻振搗時，引氣劑摻量可適當(dāng)提高。

引氣劑的主要功能。（1）改善混凝土拌合物的和易性。（2）提高混凝土耐久性。引氣劑主要應(yīng)用于具有較高抗?jié)B和抗凍要求的混凝土工程或貧混凝土，提高混凝土耐久性，也可用來改善泵送性。工程上常與減水劑復(fù)合使用，或采用復(fù)合引氣減水劑。

混凝土拋光表面氣泡分布圖

放大后硬化混凝土中氣泡的形狀

引氣劑的使用方法

摻加方法

引氣劑的摻量一般只有水泥質(zhì)量的萬分之幾，50kg一袋的水泥只摻幾克引氣劑，這在施工現(xiàn)場是很難摻準(zhǔn)的，而摻量過大的結(jié)果會導(dǎo)致強(qiáng)度下降。因此在單摻引氣劑時；先將引氣劑配成溶液，再稀釋到一定的濃度，再按要求摻入。摻入時計量要準(zhǔn)，攪拌要均勻。

水泥及摻合料水泥細(xì)度大，用量多時要增加引氣劑摻量。粉煤灰對引氣劑有強(qiáng)烈的吸附作用，使用粉煤灰時應(yīng)適當(dāng)增加引氣劑的摻量。

混凝土中摻用引氣劑或引氣減水劑時由于引入了一定量的氣體，必然導(dǎo)致混凝土體積的變化，在計算混凝土配合比時應(yīng)加以考慮。

使用混凝土材料，配合比及攪拌、裝卸、澆筑、振搗等方面盡可能保持穩(wěn)定，使含氣量波動范圍盡量小。由于近年來施工中采用高頻(頻率12000～19000Hz)插入式振搗器，在強(qiáng)烈的振動作用下，混凝土中氣體容易外溢，造成含氣量下降。故對混凝土含氣量有嚴(yán)格要求的混凝土工程不宜采用高頻振搗器振搗，而應(yīng)采用一般頻率的振搗器。如果施工時只能使用高頻振搗，則必須保持不同部位的振搗時間和振搗方法一致。

近年來由于建筑工程的數(shù)量和質(zhì)量不斷增長，為了提高砂漿的質(zhì)量，節(jié)約和代用一些短缺的原材料，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境等，在使用砂漿外加劑方面也有了長足的進(jìn)步。特別是應(yīng)用最普遍的M2.5、M7.5砌筑砂漿，其灰砂比在1.6～1.2左右。這種砂漿工作性能差，容易泌水、離折、不易鋪展、操作費(fèi)力。過去多以加石灰膏的混合砂漿來解決。當(dāng)使用砂漿外加劑后大大地改善了砂漿工作性，在取代石灰膏后砂漿性能更好。施工操作過程中砂漿變得柔軟而富于彈性，便于施工。

從經(jīng)濟(jì)效益來看，使用外加劑能以很小的摻量來代替砂漿中的石灰，減少拌合用水、節(jié)約水泥、節(jié)約原材料和能源，有資料表明每使用1t砂漿外加劑，可代替石灰9600kg或節(jié)約水泥4600kg，節(jié)約淋灰用水30t，因而有效地降低了工程造價。其他如減輕勞動強(qiáng)度、提高施工質(zhì)量、加快工期、降低成本、改善施工環(huán)境都有一定效果。（八）緩凝劑（RE）緩凝劑是指能延長混凝土的初凝和終凝時間的外加劑。最常用的緩凝劑為木鈣和糖蜜。糖蜜的緩凝效果優(yōu)于木鈣，一般能緩凝3h以上。

（五）速凝劑速凝劑是指能使混凝土迅速硬化的外加劑。一般初凝時間小于5min。速凝劑主要用于噴射混凝土和緊急搶修工程、軍事工程、防洪堵水工程等。如礦井、隧道、引水涵洞、地下工程巖壁襯砌、邊坡和基坑支護(hù)等等。

（六）防凍劑防凍劑指能使混凝土中水的冰點(diǎn)下降，保證混凝土在負(fù)溫下凝結(jié)硬化并產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的外加劑。絕大部分防凍劑由防凍組分、早強(qiáng)組分、減水組分或引氣劑復(fù)合而成，主要適用于冬季負(fù)溫條件下的施工。

（七）膨脹劑膨脹劑是指能使混凝土產(chǎn)生一定體積膨脹的外加劑。摻入膨脹劑的目的是補(bǔ)償混凝土自身收縮、干縮和溫度變形，防止混凝土開裂，并提高混凝土的密實(shí)性和防水性能。常用膨脹劑品種有硫鋁酸鈣、氧化鈣、氧化鎂、鐵屑膨脹劑和復(fù)合膨脹劑。也有采用加氣類膨脹劑，如鋁粉膨脹劑。地下室底板和側(cè)墻混凝土、鋼管混凝土、超長結(jié)構(gòu)混凝土、有防水要求的混凝土工程等等有大量應(yīng)用。

膨脹劑對新拌混凝土的影響

流動度

摻硫鋁酸鹽系、石灰系、復(fù)合型膨脹劑有相同的作用即流動度有所降低，或者說在相同坍落度時，摻膨脹劑的混凝土水膠比要增大。而且摻膨脹劑以后坍落度損失也會增加原因：在水泥水化的同時膨脹劑也迅速水化生成鈣礬石或氫氧化鈣，與水泥有“爭水”現(xiàn)象，因而坍落度減小的同時坍落度損失卻增大。

膨脹劑的膨脹率與水灰比成正比關(guān)系，即水灰比大時膨脹值大．而水灰比小時膨脹值小，這一點(diǎn)與混凝土強(qiáng)度的發(fā)展正好相反；水灰比越小強(qiáng)度就越高。這主要是由于摻膨脹劑以后膨脹性能與早期強(qiáng)度有關(guān)，一般膨脹時間發(fā)生在澆筑后1～14d之內(nèi)。如果混凝土早期強(qiáng)度高就會遏制了混凝土膨脹，但混凝土強(qiáng)度太低又會因膨脹而損壞，因此標(biāo)號小于C20級的混凝土不宜使用膨脹劑。

泌水率

摻硫鋁酸鹽、石灰系及復(fù)合系膨脹劑的泌水率比不摻時要低些。這或許是由于早期膨脹而水化較充分的原因，但總的影響不十分明顯。

含氣量

各種膨脹劑并無引氣性，因而加入混凝土后，含氣量不受影響。

鋼筋銹蝕

各種膨脹劑的原材料中均不含氯離子。且膨脹劑本身均含有一定的堿性，其pH值與水泥相當(dāng)，因此對鋼筋沒有銹蝕作用，也不影響對鋼筋的握裹力。

凝結(jié)時間

接硫鋁酸鹽膨脹別、石灰膨脹劑及兩者復(fù)合膨脹劑均使凝結(jié)時間縮短一些。這主要是因為膨脹劑早期生成了鈣礬石加快了水化速度因而混凝土凝結(jié)時間略有縮短。對凝結(jié)時間的影響還和使用溫度有關(guān)，夏季施工則影響明顯，因此要根據(jù)施工要求適當(dāng)加一些緩凝劑。冬季施工則影響不大。

膨脹劑對硬化混凝土的影響

強(qiáng)度影響

在限制的情況下，摻加膨脹劑取代等量水泥對混凝土強(qiáng)度(包括抗壓強(qiáng)度與抗拆強(qiáng)度)無明顯的不利影響。早期強(qiáng)度(3d、7d)會略比不加的提高一些，而28d強(qiáng)度則會略有一些下降。但在養(yǎng)護(hù)條件好(如水中養(yǎng)護(hù))的情況下，則后期強(qiáng)度會因為混凝土內(nèi)部的密實(shí)性增加而提高。對某些復(fù)合了減水劑的多功能膨脹劑則強(qiáng)度及其他相關(guān)性能都會相應(yīng)提高。

抗?jié)B性

抗?jié)B性的大小與混凝土的密實(shí)性有直接關(guān)系。膨脹劑在補(bǔ)償收縮的同時會提高混凝土的密實(shí)性。由于膨脹劑在水化過程中都要生成大于自身體積的水化產(chǎn)物，如使用最為廣泛的硫鋁酸鹽系膨脹劑在生成鈣礬石后體積為原來的145％，它是一種針棒狀的晶體，隨著水泥石結(jié)構(gòu)的形成過程它逐步的在水泥石構(gòu)架中搭接延伸有效地堵塞了空隙和切斷了毛細(xì)管通路，使結(jié)構(gòu)一步步更加致密而大大地降低了滲透系數(shù)，提高了混凝土的抗摻標(biāo)號，增加了混凝土耐久性。

抗凍性

抗凍性與抗?jié)B性同表示混凝土的耐久性，膨脹劑的摻入，由于增加了混凝土密實(shí)性，其抗凍性能應(yīng)有所改善，至少不低于不摻者。

膨脹劑的應(yīng)用范圍

補(bǔ)償收縮混凝土

混凝土在凝結(jié)硬化過程中要產(chǎn)生大約相當(dāng)于自身體積0.04％～0.06％的收縮，當(dāng)收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過泥凝土的抗拉強(qiáng)度時就會產(chǎn)生裂縫，這些裂縫的存在和不斷擴(kuò)展又會導(dǎo)致滲漏、腐蝕破壞，因而影響了混凝土耐久性。

膨脹劑的作用在于混凝土凝結(jié)硬化的初期1～14d齡期內(nèi)產(chǎn)生一定的體積膨脹，用以補(bǔ)償混凝土收縮。用膨脹劑產(chǎn)生的自應(yīng)力來抵消收縮應(yīng)力，從而保持混凝土的體積穩(wěn)定性。

膨脹應(yīng)是一種混凝土防裂、密實(shí)的好材料。特別是對大體積混凝土由于體積大，收縮應(yīng)力也大，混凝土水化放熱造成的溫差冷縮嚴(yán)重，因此考慮用化學(xué)方法來補(bǔ)償收縮也是十分必要的。如大型基礎(chǔ)后澆帶、混凝土構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)、設(shè)備基礎(chǔ)二次灌漿、地腳螺栓固定、梁柱接點(diǎn)澆筑以及鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、預(yù)填集料混凝土、高速公路、機(jī)場跑道、橋梁等。

混凝土自防水

許多混凝土構(gòu)筑物有防水、防滲要求，除采取混凝土外部的防水處理外，混凝土的結(jié)構(gòu)自防水也是非常重要的。膨脹劑常常用來做混凝土結(jié)構(gòu)自防水材料。如用于地下防水工程、地下室、地下建筑混凝土工程、地鐵、蓄水池、游泳池、屋面防水工程等。地下防水工程地下室游泳池屋面防水工程

自應(yīng)力混凝土

混凝土在拌入膨脹劑后，除補(bǔ)償自身收縮外．在限制條件下還保留一部分的膨脹能力形成自應(yīng)力混凝土。其自應(yīng)力值在0.7～7N／mm2。也就是說混凝土還具有在一定時期內(nèi)形成膨脹預(yù)應(yīng)力。自應(yīng)力混凝土可用于有壓容器、水池、自應(yīng)力管道、橋梁、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土以及需要預(yù)應(yīng)力的各種混凝土結(jié)構(gòu)。

自應(yīng)力管道橋梁養(yǎng)護(hù)條件對摻膨脹劑的混凝土非常重要

膨脹劑的膨脹作用