第五章-5.4混凝土外加剂.ppt

5.4 混凝土的外加剂与掺合料 5.4.1 混凝土外加剂 “上世纪30年代开始采用的以引气剂与塑化剂为主的混凝土外加剂技术，对优质混凝土的四大要素，即耐久性、强度、工作性与经济性，产生了十分明显甚至是决定性的作用。时至今日，外加剂已成为现代混凝土不可缺少的组分.掺加各种外加剂已成为混凝土改性的一条必经的技术途径”。 ——吴中伟院士 一、 砼外加剂的定义与分类 依据《混凝土外加剂分类、命名与定义》（GB8075）: 混凝土外加剂是指在混凝土拌和过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质，掺量一般不超过水泥质量的5％。 外加剂的分类 按其主要功能分为四类： （1）改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。 包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。 （2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。 （3）改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。 （4）改善混凝土其它性能的外加剂。包括防冻剂、膨胀剂、着色剂等。 使用外加剂的主要目的 Ⅰ、改善新拌混凝土、砂浆、水泥浆的性能 如： 不增加用水量而提高和易性、或和易性相同减少用水量； 缩短或延长凝结时间； 减少泌水和离析； 减小坍落度损失。 使用外加剂的主要目的 Ⅱ、改善硬化混凝土、砂浆、水泥浆的性能，如： 提高混凝土强度（压、拉、弯）； 提高耐久性，特别是抵抗严酷的暴露环境； 阻止或减缓混凝土中钢筋的锈蚀； 控制与减缓碱骨料反应造成的膨胀破坏。 二、 常用外加剂的性能与选用 工程上常用的混凝土外加剂主要有： 减水剂 早强剂 缓凝剂 引气剂 防冻剂 速凝剂 膨胀剂等 （一） 减水剂 Water Reducer 早在20世纪30年代初，美国就使用亚硫酸盐纸浆废液用于改善混凝土的和易性。1937年，E.W斯克里彻获得此项专利。 40～60年代，木质素系的减水剂研究和开发。 60年代初，日本和前西德发明了三种高效减水剂。 1、减水剂的定义 定义——减水剂是指在混凝土坍落度基本相同的条件下，能显著减少其拌和水量的外加剂。 分类——普通减水剂和高效减水剂两大类。 2、减水剂的作用原理 常用减水剂均属表面活性剂，是由亲水基团和憎水基团两个部分组成。 当水泥加水拌合后，由于水泥颗粒间分子凝聚力的作用，使水泥浆形成絮凝结构，包裹了一定的拌合水（游离水），从而降低了混凝土拌合物的和易性。 如在水泥浆中加入适量的减水剂，由于减水剂的表面活性作用，致使憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同的电荷。 在电斥力作用下，使水泥颗粒互相分开，絮凝结构解体，包裹的游离水被释放出来，从而有效地增加了混凝土拌合物的流动性。 减水剂的作用原理 当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后，使水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化膜层，它阻止了水泥颗粒间的直接接触，并在颗粒间起润滑作用，也改善了混凝土拌和物的和易性。 此外，由于水泥颗粒被有效分散，颗粒表面被水分充分润湿，增大了水泥颗粒的水化面积，使水化比较充分，从而也提高了混凝土的强度。 水泥浆的絮凝结构 3、减水剂的技术经济效果 效果： 1）增加流动性。W,W/C=定值，坍落度可增大100～200mm，且不影响混凝土的强度。 2）提高混凝土强度。C,流动性定值，可减少拌和水量10％～15％，从而降低水灰比，使混凝土强度提高15％～20％，特别是早期强度提高更为显著。 3）节约水泥。流动性,W/C=定值，可以在减少拌合水量的同时，相应减少水泥用量，即在保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量10％～15％。 减水剂的技术经济效果 4）改善混凝土的耐久性。由于减水剂的掺入，显著地改善了混凝土的孔结构，使混凝土的密实度提高，透水性可降低40％～80％，从而可提高抗渗、抗冻、耐化学腐蚀及防锈蚀等能力。 此外，还可以改善混凝土拌合物的泌水、离析现象，延缓混凝土拌合物的凝结时间，减慢水泥水化放热速度和配制特种混凝土。 4、目前常用的减水剂 普通减水剂： 木质素系（木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、 木质素磺酸镁） 高效减水剂： 萘系（萘磺酸盐甲醛缩合物） 树脂系（三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物） Ⅰ 木质素系减水剂 包括木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸钠（木钠）、木质素磺酸镁（木镁）。 制备：是以生产纸浆或纤维浆剩