建筑材料（第五版） 課件 第9節(jié) 混凝土的外加劑

建筑材料—建筑材料課程教學(xué)團隊國家規(guī)劃教材、國家級精品在線開放課程配套教學(xué)課件2024年12月·目錄·材料的基本性質(zhì)氣硬性膠凝材料緒論012345水泥混凝土建筑砂漿

建筑鋼材防水材料墻體材料67891011建筑塑料與膠黏劑常用建筑裝飾材料絕熱材料與吸聲材料

混凝土第四章·第四章·4.9

混凝土的外加劑混凝土外加劑是混凝土中除膠凝材料、骨料、水和纖維組分以外，在混凝土拌制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，對人、生物及環(huán)境安全無有害影響的材料?；炷痢さ谒恼隆ひ?、外加劑分類改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、促凝劑和速凝劑等改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑、阻銹劑和礦物外加劑等改善混凝土其他性能的外加劑，包括膨脹劑、防凍劑、著色劑等混凝土二、減水劑減水劑的作用原理·第四章·混凝土減水劑作用原理可由吸附-分散作用、潤滑作用、濕潤作用三部分組成。只要摻入少量的減水劑，就可使硬化前混凝土和易性改善，硬化后混凝土性能改善，減水劑已成為高性能混凝土主要成分。2.減水劑的經(jīng)濟技術(shù)效果增加流動性提高混凝土強度節(jié)約水泥改善混凝土的耐久性·第四章·混凝土3.常用減水劑按減水效果可分為普通減水劑、高效減水劑和高性能減水劑；按凝結(jié)時間可分為標(biāo)準型、早強型、緩凝型三種；按是否引氣可分為引氣型和非引氣型兩種；按其化學(xué)成分主要有木質(zhì)素磺酸鹽系、萘系、水溶性樹脂類、糖蜜類和復(fù)合型減水劑等。·第四章·混凝土3.常用減水劑(1)木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑生產(chǎn)紙漿或纖維漿剩余下來的亞硫酸漿廢液為原料，采用石灰乳中和，經(jīng)生物發(fā)酵除糖、蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥而制得的棕黃色粉末，可實現(xiàn)廢物利用，是治理環(huán)境污染的有效途徑之一。摻量為水泥質(zhì)量的0.2%~0.3%。當(dāng)保持水泥用量和坍落度下變時，其減水率為10%~15%，混凝土28d抗壓強度提高10%~20%;若不減水即配合不變，混凝土坍落度可增大80%~100%·第四章·混凝土可用于一般混凝土工程，尤其適用于大體積澆筑、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期施工，在日最低氣溫低于5℃時，應(yīng)與早強劑或防凍劑復(fù)合使用。木鈣減水劑也不宜單獨用于蒸養(yǎng)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土，以免蒸養(yǎng)后混凝土表面出現(xiàn)酥松現(xiàn)象?！さ谒恼隆せ炷痢さ谒恼隆せ炷?2)萘磺酸鹽系減水劑用萘或萘的同系物經(jīng)磺化與甲醛縮合而成。工業(yè)萘或煤焦油中萘、蒽、甲基萘等餾分，經(jīng)磺化、水堿、綜合、中和、過濾、干燥而成，一般為棕色粉末。摻量：為水泥質(zhì)量的0.5%~1.0%，減水率為10%~25%，混凝土28d強度提高20%以上。特點：減水增強效果好，對不同品種水泥的適應(yīng)性較強。用途：適用于配制早強、高強、流態(tài)、蒸養(yǎng)混凝土。也適用于最低氣溫0℃以上施工的混凝土，低于此溫時宜與早強劑復(fù)合使用?！さ谒恼隆せ炷?3)水溶性樹脂減水劑水溶性樹脂為主要原料制成，如三聚氰胺樹脂、古瑪隆樹脂等。該類減水劑稱減水劑之王，我國產(chǎn)品有SM樹脂減水劑等。摻量：為水泥質(zhì)量的0.5%~2.0%，其減水率為15%~27%，混凝土3d強度提高30%~100%，28d強度可提高20%~30%。用途：SM減水劑價格昂貴，適于配制高強混凝土、早強混凝土、流態(tài)混凝土及蒸養(yǎng)混凝土等?！さ谒恼隆と⒃鐝妱┰鐝妱杭铀倩炷猎缙趶姸劝l(fā)展，并對后期強度無顯著影響的外加劑。作用：加速水泥的水化和硬化，縮短養(yǎng)護期，從而達到盡早拆模，提高模板周轉(zhuǎn)率，加快施工速度。用途：早強劑可以在常溫、低溫和負溫(不低于-5℃)條件下加速混凝土的硬化過程，多用于冬期施工和搶修工程。分類：有無機鹽類(氯鹽類、硫酸鹽類)、有機化合物類(三乙醇胺、甲酸鹽等)、復(fù)合物三大類?；炷痢さ谒恼隆?.氯鹽類早強劑混凝土有氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋁及三氯化鐵等。(1)氯化鈣早強劑：應(yīng)用最廣。氯化鈣為白色粉狀物，①摻量：其適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.5%~2.0%，能使混凝土3d強度提高50%~100%，7d強度提高20%~40%，②特點：

降低混凝土中水的冰點，防止混凝土早期受凍，摻量不宜過多，否則會引起水泥速凝，不利于施工。還會加大混凝土的收縮。最大的缺點是含有Cl-離子，會使鋼筋銹蝕，并導(dǎo)致混凝土開裂。·第四章·混凝土③早強原理：能與水泥中C3A反應(yīng)生成不溶的復(fù)鹽C3A·CaCl2·10H20，還與水化析出的氫氧化鈣作用，生成不溶性氧氯化鈣CaCl2，2Ca(OH)2·12H20]。以上兩種復(fù)鹽不溶于水，且本身具有一定的強度。這些復(fù)鹽的形成，增加了水泥漿中固相的比例，形成強度骨架，有助于水泥石結(jié)構(gòu)的形成。同時，由于氯化鈣與氫氧化鈣的迅速反應(yīng)，降低了液相中的堿度，使礦物成分水化反應(yīng)加快，早期水化物增多，有利于提高水泥石早期強度?！さ谒恼隆せ炷立苡猛荆骸痘炷劣阡摻罨焱饧觿?yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB50119-2013)規(guī)定，含有氯鹽的早強劑嚴禁用凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)、使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲的混凝土結(jié)構(gòu)。常將氯化鈣與阻銹劑亞硝酸鈉(NaNO2)復(fù)合使用?！さ谒恼隆せ炷?2)無機鹽早強劑含有嚴禁用于與鍍鋅鋼材或鋁鐵接觸部位的混凝土結(jié)構(gòu)、有外露鋼筋預(yù)埋件而無防護措施的混凝土結(jié)構(gòu)、使用直流電源的混凝土結(jié)構(gòu)、距交壓直流電源在100m以內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)?！さ谒恼隆?.硫酸鹽類早強劑混凝土①種類：硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鋁、硫酸鋁鉀等，其中硫酸鈉應(yīng)用較多。②摻量：硫酸鈉分無水硫酸鈉(白色粉末)和有水硫酸鈉(白色品體)。硫酸鈉的適宜摻量為0.5%~2%。當(dāng)摻量為1%~1.5%時，達到混凝土設(shè)計強度70%的時間可縮短一半左右?！さ谒恼隆せ炷立墼恚毫蛩徕cCa(OH)2→硫酸鈣C3A→水化硫鋁酸鈣C3S↗加快了水泥的硬化，使混凝土早期強度提高。Ca(OH)2↘·第四章·混凝土硫酸鈉對鋼筋無銹蝕作用，適用于不允許摻用氯鹽的混凝土。為防止堿一集料反應(yīng)，硫酸鈉嚴禁用于含有活性集料的混凝土。同時不得用于與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結(jié)構(gòu)，外露鋼筋預(yù)埋件而無防護措施的結(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)。硫酸鈉早強劑應(yīng)注意不能超量摻入，以免導(dǎo)致膨脹開裂?！さ谒恼隆?.有機胺類早強劑混凝土①種類：三乙醇胺、三異丙醇胺等。早強效果以三乙醇胺為佳。②摻量：摻量為水泥質(zhì)量的0.02%~0.05%。摻量過多會造成混凝土嚴重緩凝和混凝土后期強度下降，摻量越大，強度下降越多，故應(yīng)嚴格控制摻量。③特點：無色或淡黃色油狀液體，呈堿性，能溶于水，無毒、不燃。三乙醇胺單獨使用時，早強效果不明顯，與其他外加劑(如氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉等)復(fù)合使用，效果更加顯著，故一般復(fù)合使用。

·第四章·四、緩凝劑緩凝劑：能延緩混凝土凝結(jié)時間，并對混凝土后期強度發(fā)展無不利影響的外加劑。作用：有緩凝、減水、降低水化熱和增強作用，對鋼筋也無銹蝕作用。。分類：糖類，如糖蜜;木質(zhì)素磺酸鹽類，如木鈣、木鈉;羥基羧酸及其鹽類，如檸檬酸、酒石酸;無機鹽類，如鋅鹽、硼酸鹽等。用途：適用于大體積混凝土和炎熱氣候下施工的混凝土，泵送混凝土及滑模施工的混凝土，以及需長時間停放或長距離運輸?shù)幕炷痢＞從齽┎灰擞糜谌兆畹蜌鉁?℃以下施工的混凝土，也不宜單獨用于有早強要求的混凝土及蒸養(yǎng)混凝土?；炷痢さ谒恼隆ぴ恚夯炷辆從齽┍晃皆谖此囝w粒表面上，這是通過離子鍵、氫鍵或偶極間作用，由于屏蔽而防止水分子靠近，阻礙了水化反應(yīng)。緩凝劑與水泥中某些組分生成了不溶性物質(zhì)，它包圍了水泥顆粒從而阻礙了水化反應(yīng)進行。Ca(OH)2晶核上吸附了緩凝劑，妨礙了它的進一步生成、長大，不能及時析出就妨礙了硅酸鹽相的進一步水化.吸附理論沉淀理論其他理論·第四章·混凝土五、引氣劑引氣劑：在混凝土攪拌過程中，能引人大量分布均勻的微小氣泡的外加劑。作用：減少混凝土拌合物的泌水、離析，改善和易性，并能顯著提高硬化混凝土抗凍性、耐久性。分類：松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。用途：可用于抗?jié)B混凝土、抗凍混凝土、抗硫酸鹽侵蝕混凝土、泌水嚴重的混凝土、貧混凝土、輕混凝土，以及對飾面有要求的混凝土等，但引氣劑不宜用于蒸養(yǎng)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土。·第四章·混凝土原理：憎水性表面活性劑，主要發(fā)生在液一固界面，（而引氣劑的界面活性作用主要在氣一液界面）。由于能顯著降低水的表面張力和界面能，使水溶液在攪拌過程中極易產(chǎn)生許多微小的封閉氣泡，氣泡直徑多在50~250um。引氣劑定向吸附在氣泡表面，形成較為牢固的液膜，使氣泡穩(wěn)定而不破裂。按混凝土含氣量3%~5%計(不加引氣劑的混凝土含氣量為1%)。·第四章·混凝土特點：(1)改善混凝土拌合物的和易性減少了顆粒間的摩擦阻力，使混凝土拌合物流動性增加。使能自由移動的水量減少，混凝土拌合物的保水性、黏聚性也隨之提高。(2)顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性封閉氣泡彈性變形能緩沖結(jié)冰膨脹應(yīng)力作用；切斷毛細管通道，使抗?jié)B性得到改善。(3)隆低混凝土強度大量氣泡減少了混凝土的有效受力面積，使混凝土強度有所降低。含氣量每增加1%時，其抗壓強度將降低4%~6%，抗折強度降低2%~3%·第四章·混凝土六、防凍劑防凍劑：能使混凝土在負溫下硬化，并在規(guī)定養(yǎng)護條件下達到預(yù)期足夠防凍強度。作用：防凍、早強、減水、引氣等多組分組成各盡其能，完成預(yù)定抗凍性能。分類：氯鹽類防凍劑適用于無筋混凝土;氯鹽阻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工程和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工程。硝酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽易引起鋼筋的應(yīng)力腐蝕，故此類防凍劑不適用于預(yù)應(yīng)力混凝土以及與鍍鋅鋼材相接觸部位的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。含有六價鉻鹽，亞硝酸鹽等有毒成分外加劑，嚴禁用于飲水工程及與儀器接觸部位。·第四章·混凝土用途：負溫條件下施工的混凝土。目前，國產(chǎn)防凍劑品種適用于0~20℃的溫當(dāng)在更低氣溫下施工時，應(yīng)增加其他混凝土冬期施工措施，如暖棚法、原料(砂、石、水)預(yù)熱法等。土的凍融引起預(yù)制混凝土脫落凍脹混凝土開裂·第四章·混凝土七、速凝劑速凝劑：能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。作用：使混凝土迅速凝結(jié)。分類：速凝劑按產(chǎn)品形態(tài)分為粉狀速凝劑和液體。特點：混凝土在5min內(nèi)初凝，10min內(nèi)終凝，1h就可產(chǎn)生強度，1d強度提高2~3倍，后期強度會下降，28d強度為不摻時的80%~90%。用途：用于礦山井巷、鐵路隧道、引水涵洞、地下工程以及噴錨支護時的噴射混凝土或噴射砂漿工程?！さ谒恼隆せ炷?/p>