建筑材料課件二

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。一般情況摻量不超過水泥質量的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。隨著科學技術的不斷進步，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

按化學成分可分成三類：

（１）無機化合物，多為電解質鹽類。

（２）有機化合物，多為表面活性劑。

（３）有機無機復合物。

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）調節(jié)混凝土凝結時間，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、堿骨料反應抑制劑、隔離劑、養(yǎng)護劑等。

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，它的分子結構是由親水基團和憎水基團組成，當兩種物質接觸時（如水－水泥，水一油，水一氣），表面活性劑的親水基團指向水，憎水基團朝向水泥顆粒（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構，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，導致絮凝結構解體，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，其親水基團極性很強，易與水分子以氫鍵形式結合，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)濟技術效果

摻減水劑的混凝土與未摻減水劑基準混凝土相比，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

木質素系減水劑

木質素系減水劑主要有木質素磺酸鈣（木鈣）、木質素磺酸鈉（木鈉）和木質素磺酸鎂（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

能加速混凝土早期強度發(fā)展的外加劑，稱為早強劑。

（１）氯鹽類早強劑

氯鹽類早強劑主要有氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋁及三氯化鐵等，其中以氯化鈣應用最廣。氯化鈣的早強作用主要是因為它能與Ｃ3Ａ和Ｃa（ＯＨ）2反應，生成不溶性復鹽水化氯鋁酸鈣和氧氯酸鈣，增加水泥漿體中固相比例，提高早期強度；同時液相中Ｃａ（ＯＨ）2濃度降低，也使Ｃ3Ｓ、C2S加速水化，使早期強度提高。

氯化鈣的適宜摻量為１％～２％。氯化鈣早強效果顯著，能使混凝土３ｄ強度提高５０％～１００％，７ｄ強度提高２０%～４０％。氯化鈣早強劑因其能產(chǎn)生氯離子，易促使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，故施工中必須嚴格控制摻量。我國規(guī)范中規(guī)定：在鋼筋混凝土中氯化鈣的摻量不得超過水泥質量的１％；在無筋混凝土中摻量不得超過３％。

（２展）硫璃酸鹽沉類（井硫酸傅鈉、萌硫酸秒鈣、俱硫代塑硫酸窮鈉）硫酸丸鹽的握早強波作用陰主要劫是與核水泥腎的水銹化產(chǎn)逢物Ｃa（Ｏ鈔Ｈ）2反應去，生扁成高查分散帶性的扭化學命石膏祖，它跪與Ｃ移３Ａ慎的化魯學反懼應比索外摻鍵石膏唉的作知用快廳得多擁，能喜迅速浪生成猴水化捏硫鋁抵酸鈣茶，增諷加固講相體灘積，膽提高佳早期局結構矛的密奏實度岸，同伴時也風會加托快水宅泥的尿水化碑速度乏，因藝而提鑼高混撲凝土框的早昌期強成度。趨硫酸法鈉的因適宜撓摻量遙為0.穩(wěn)5％～乘２％衡，常驗以復壺合使上用效駐果更鈴佳。乏使用蜜時應冶防止校引起瓣堿集掏料反候應。（３喊）有拳機胺巖類（暢三乙襲醇胺泉，三完乙丙且醇胺妥）三乙爸醇胺慣是一仗種非貸離子敏型表肌面活得性劑粥，它廢不改絞變水事化生插成物撫，但格能在期水泥缺的水界化過疼程中倘起著券“催堪化作知用”叼，與坑其他甲早強駕劑復蜂合效復果更凳好。（４鋤）其鄉(xiāng)豐它：弓如甲鑼酸鹽勢等有些懲減水炭劑具俊有早僚強效香果。寬也有紹些早而強減箭水劑金是由腿早強僻劑和辣減水添劑復哥合而悶成。引氣簡劑與六引氣追減水組劑引氣框劑是指日在混犬凝土尖攪拌梅過程海中能倆引入利大量晉均勻鉤分布讓、穩(wěn)阻定而茄封閉拒的微各小氣瞇泡的逐外加日劑。跌引結氣劑怠也是皮表面柄活性刺劑，民其憎乘水基血團朝毀向氣蔥泡，滅親水零基團航吸附處一層粗水膜摟，由郊于引秘氣劑匆離子綁對液村膜的懷保護愉作用蝴，使蔑氣泡選不易舍破裂穴。引綁入的領這些跪微小本氣泡臥（直聰徑為20歪~1長00游0μｍ）臥在拌唉合物冷中均踢勻分自布，駝明顯士地改猴善混夏合料腎的和堂易性時，提慌高混盈凝土翻的耐峽久性壇（抗幼凍性駐和抗讀滲性初），辟使混蕉凝土副的強朝度和仔彈性綢模量韻有所搖降低極。常用窯的加互氣劑貍有松得香熱叼聚物競、松赤香皂重、烷良基苯蛛磺酸望鹽類恢、脂余肪醇演磺酸避鹽類瓜等。馬適宜紙摻量柄為水警泥質棗量的0.資00訪5~辯0.煙01晴%左右蜜。緩凝桶劑及劈燕緩凝金減水立劑緩凝厲劑是粉指能嘉延長臣混凝聞土凝駝結時輔間的陶外加欣劑。般由飛于緩影凝劑獲在水值泥及物其水吼化物睜表面默上的利吸附消作用霜，或傅與水京泥反滑應生攪成不叮溶層乞而達等到緩鎮(zhèn)凝的續(xù)效果搜。緩例凝劑干同時旦還具由有減罪水、芽增強鋤、降梢低水良化熱訴等功達能。者常妻用的嶺緩凝蟲劑及橋緩凝駁減水此劑有倚糖類蔽；羥遞基羧攏酸及爺其鹽衡類，亂如檸釘檬酸舊，酒味石酸挺鉀鈉陜等。防凍悲劑防凍鄉(xiāng)豐劑是指師能降迅低水勻泥混竭凝土嬸拌和樸物液末相冰堵點，功使混掌凝土笨在相撿應負碼溫下伯免受想凍害戚，并德在規(guī)煩定養(yǎng)隔護條忘件下澆達到喘預期盡性能健的外寨加劑辨。常催用的討外加參劑有座：氯玻鹽類范；氯甜鹽與偷阻銹醉劑類謀（亞彼硝酸搖鈉）量；無脆氯鹽徑類等麻?；炷{土的碎質量遞控制飾與評逼定混凝個土在處生產(chǎn)煌與施桶工中懼，由轎于原繡材料黃性能具波動佳的影噸響，渡施工童操作咱的誤拔差，亮試驗市條件旗的影君響，棋混凝紛土的溪質量羽波動洞是客率觀存?zhèn)髟诘耐＃蚴齑?/p>