第四講__混凝土外加劑

1、混凝土的外加劑 混凝土是土木、建筑、水利以及許多工程中使用得十分廣泛的材料，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)混凝土的各方面性能就會(huì)不斷地提出各種新的要求。如何滿足這些要求，可以采用多種途徑，而使用混凝土外加劑則是其中一種效果顯著、使用方便、經(jīng)濟(jì)合理的手段。特別是在重點(diǎn)工程中，要求混凝土具有良好的耐久性，使用壽命為100年，必須按高性能混凝土的要求施工，因此，配制高性能混凝土所需的高效減水劑更是必不可少的。目前，混凝土外加劑已逐漸成為混凝土中除砂、石、水泥和水之外必不可少的第五組分材料。 品種較多，功能各異，提高和改善品種較多，功能各異，提高和改善混凝土各項(xiàng)性能?；炷粮黜?xiàng)性能。 外加劑新品種和應(yīng)用技

2、術(shù)迅速發(fā)展，外加劑新品種和應(yīng)用技術(shù)迅速發(fā)展，促進(jìn)了混凝土施工新技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了混凝土施工新技術(shù)的發(fā)展，在保證順利施工和控制質(zhì)量方面功在保證順利施工和控制質(zhì)量方面功效巨大效巨大 。 滿足工程耐久性要求的最佳、最有滿足工程耐久性要求的最佳、最有效、最易行的途徑之一。效、最易行的途徑之一。金茂大廈金茂大廈 通過(guò)應(yīng)用泵送劑和泵送通過(guò)應(yīng)用泵送劑和泵送技術(shù)將混凝土一泵到頂技術(shù)將混凝土一泵到頂投資5.6億美元88層420.5米世界第三、中國(guó)第一高樓三峽大壩三峽大壩 以百年耐久性設(shè)計(jì)為目標(biāo)的舉世矚目的工程以百年耐久性設(shè)計(jì)為目標(biāo)的舉世矚目的工程青藏鐵路青藏鐵路 自然條件嚴(yán)酷的青藏鐵路順利施工自然條件嚴(yán)酷的青藏

3、鐵路順利施工杭州灣跨海大橋杭州灣跨海大橋 世界最長(zhǎng)的跨海大橋世界最長(zhǎng)的跨海大橋 造橋史上的豐碑造橋史上的豐碑 筑向大海的世紀(jì)長(zhǎng)虹筑向大海的世紀(jì)長(zhǎng)虹 全長(zhǎng)全長(zhǎng)36公里，投資公里，投資118億，混凝土億，混凝土240萬(wàn)方，橋墩萬(wàn)方，橋墩660個(gè)個(gè)外加劑外加劑優(yōu)質(zhì)工程必不可少的新材料優(yōu)質(zhì)工程必不可少的新材料 高難混凝土技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都離不開(kāi)混凝土外加劑；高難混凝土技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都離不開(kāi)混凝土外加劑； 幾乎所有重要的混凝土工程、所有的混凝土攪拌站均幾乎所有重要的混凝土工程、所有的混凝土攪拌站均使用各類外加劑。使用各類外加劑。 外加劑促進(jìn)了工業(yè)副產(chǎn)品外加劑促進(jìn)了工業(yè)副產(chǎn)品（如磨細(xì)礦渣、粉煤灰、硅（如磨細(xì)礦渣、粉

4、煤灰、硅灰、鋼渣等）的應(yīng)用；灰、鋼渣等）的應(yīng)用； 節(jié)約水泥節(jié)約水泥1015%，即少用，即少用2045kg /m3，一個(gè)工程可，一個(gè)工程可以節(jié)約成千上萬(wàn)噸的水泥。以節(jié)約成千上萬(wàn)噸的水泥。盧溝橋畔盧溝橋畔300萬(wàn)萬(wàn)t鋼渣堆場(chǎng)鋼渣堆場(chǎng)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑環(huán)保作用木質(zhì)素磺酸鹽減水劑環(huán)保作用 每生產(chǎn)每生產(chǎn)1噸木質(zhì)素磺酸鹽噸木質(zhì)素磺酸鹽減水劑可以消納減水劑可以消納2.5噸造噸造紙廢液（濃度紙廢液（濃度40%） 避免了廢液直接排入江河避免了廢液直接排入江河中造成環(huán)境污染中造成環(huán)境污染 在取得良好經(jīng)濟(jì)效益的同在取得良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，為保護(hù)環(huán)境做出了突時(shí)，為保護(hù)環(huán)境做出了突出的貢獻(xiàn)。出的貢獻(xiàn)。外加劑在商品混凝土

5、中使用外加劑在商品混凝土中使用 在改善和提高混凝土各在改善和提高混凝土各種物理性能，延長(zhǎng)建筑種物理性能，延長(zhǎng)建筑工程的使用壽命的同時(shí)，工程的使用壽命的同時(shí)，減少了混凝土現(xiàn)場(chǎng)攪拌減少了混凝土現(xiàn)場(chǎng)攪拌時(shí)產(chǎn)生的粉塵污染和施時(shí)產(chǎn)生的粉塵污染和施工噪音，改善了現(xiàn)場(chǎng)施工噪音，改善了現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境。工環(huán)境。外加劑的發(fā)展歷程：外加劑的發(fā)展歷程： 國(guó)際：上個(gè)世紀(jì)國(guó)際：上個(gè)世紀(jì)30年代開(kāi)始年代開(kāi)始 我國(guó)：上個(gè)世紀(jì)我國(guó)：上個(gè)世紀(jì)50年代開(kāi)始年代開(kāi)始 70年代外加劑行業(yè)開(kāi)始興起年代外加劑行業(yè)開(kāi)始興起 1982年成立了中國(guó)混凝土外加劑學(xué)會(huì)年成立了中國(guó)混凝土外加劑學(xué)會(huì) 1986年成立了中國(guó)混凝土外加劑協(xié)會(huì)年成立了中國(guó)混凝土

6、外加劑協(xié)會(huì) 經(jīng)過(guò)近經(jīng)過(guò)近30年的努力，我國(guó)的外加劑行業(yè)已經(jīng)得到年的努力，我國(guó)的外加劑行業(yè)已經(jīng)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。長(zhǎng)足的發(fā)展。 合成技術(shù)穩(wěn)定發(fā)展，萘系高效減水劑為主，新品合成技術(shù)穩(wěn)定發(fā)展，萘系高效減水劑為主，新品種合成高效減水劑快速發(fā)展；種合成高效減水劑快速發(fā)展； 混凝土外加劑品種齊全，產(chǎn)品性能不斷提高；混凝土外加劑品種齊全，產(chǎn)品性能不斷提高； 自動(dòng)化生產(chǎn)剛剛起步，大型企業(yè)開(kāi)始全面自動(dòng)化自動(dòng)化生產(chǎn)剛剛起步，大型企業(yè)開(kāi)始全面自動(dòng)化生產(chǎn)，中小企業(yè)尋求關(guān)鍵工藝的自動(dòng)化控制；生產(chǎn)，中小企業(yè)尋求關(guān)鍵工藝的自動(dòng)化控制； 混凝土外加劑的綠色化生產(chǎn)技術(shù)還需加強(qiáng)?；炷镣饧觿┑木G色化生產(chǎn)技術(shù)還需加強(qiáng)。總體情況：總體情

7、況：合成高效減水劑：合成高效減水劑： 混凝土外加劑中最為重要的一類產(chǎn)品?；炷镣饧觿┲凶顬橹匾囊活惍a(chǎn)品。 2005年全國(guó)年產(chǎn)年全國(guó)年產(chǎn)111萬(wàn)噸，銷售收入約萬(wàn)噸，銷售收入約51億。億。 2005年全國(guó)共有合成企業(yè)年全國(guó)共有合成企業(yè)200家，其中規(guī)模化企業(yè)家，其中規(guī)模化企業(yè)近近80家，半數(shù)以上的企業(yè)規(guī)模太小。家，半數(shù)以上的企業(yè)規(guī)模太小。 萘系生產(chǎn)工藝成熟穩(wěn)定，產(chǎn)量占到萘系生產(chǎn)工藝成熟穩(wěn)定，產(chǎn)量占到80%左右。左右。 性能更好的高濃高效減水劑用量還不到性能更好的高濃高效減水劑用量還不到5%。 合成高效減水劑產(chǎn)品多樣化，是目前高效減水合成高效減水劑產(chǎn)品多樣化，是目前高效減水劑技術(shù)發(fā)展的特色之一。非

8、萘系產(chǎn)品與萘系共劑技術(shù)發(fā)展的特色之一。非萘系產(chǎn)品與萘系共存發(fā)展。存發(fā)展。 新型高效減水劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，投資少，性能新型高效減水劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，投資少，性能上具有明顯特點(diǎn)，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。上具有明顯特點(diǎn)，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 聚羧酸鹽高效減水劑是我國(guó)高效減水劑發(fā)展的聚羧酸鹽高效減水劑是我國(guó)高效減水劑發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)，但仍處在初級(jí)階段，有一個(gè)亮點(diǎn)，但仍處在初級(jí)階段，有10多家有生多家有生產(chǎn)能力，但有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的還很少。產(chǎn)能力，但有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的還很少。 聚羧酸鹽高效減水劑差距：分子量分布精確，聚羧酸鹽高效減水劑差距：分子量分布精確，要解決好吸附、消泡等問(wèn)題。要解決好吸附、消泡等問(wèn)題。

9、品種多，有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的品種多，有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的14種。種。 2005年混凝土膨脹劑年產(chǎn)量年混凝土膨脹劑年產(chǎn)量100萬(wàn)噸，向低堿低摻萬(wàn)噸，向低堿低摻68%發(fā)展。發(fā)展。 速凝劑速凝劑2005年的產(chǎn)量約在年的產(chǎn)量約在10萬(wàn)噸左右，無(wú)堿液體速萬(wàn)噸左右，無(wú)堿液體速凝劑產(chǎn)量有了明顯增加。凝劑產(chǎn)量有了明顯增加。 引氣劑引氣劑2005年產(chǎn)量在年產(chǎn)量在8000噸左右。改性松香皂類引噸左右。改性松香皂類引氣劑、新型三萜皂甙類引氣劑有多個(gè)廠家生產(chǎn)。氣劑、新型三萜皂甙類引氣劑有多個(gè)廠家生產(chǎn)。 我國(guó)水泥與外加劑之間存在著嚴(yán)重的適應(yīng)性問(wèn)題，我國(guó)水泥與外加劑之間存在著嚴(yán)重的適應(yīng)性問(wèn)題，復(fù)配外加劑難度在于解決適

10、應(yīng)性問(wèn)題。復(fù)配外加劑難度在于解決適應(yīng)性問(wèn)題。GB8076-1997普通減水劑普通減水劑高效減水劑高效減水劑緩凝高效減水劑緩凝高效減水劑早強(qiáng)劑早強(qiáng)劑早強(qiáng)減水劑早強(qiáng)減水劑緩凝劑緩凝劑/緩凝減水劑緩凝減水劑引氣劑引氣劑/引氣減水劑引氣減水劑速凝劑速凝劑 JC477膨脹劑膨脹劑 JC476防凍劑防凍劑 JC475防水劑防水劑 JC474泵送劑泵送劑 JC473外外 加加 劑劑 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)三、外加劑種類及作用1、定義混凝土外加劑，是指在混凝土拌合過(guò)程中摻入的用以改善混凝土性能的物質(zhì)。除特殊情況外，摻量一般不超過(guò)水泥用量的5。 2、意義外加劑的使用是混凝土技術(shù)的重大突破。隨著混凝土工程技術(shù)的發(fā)展，對(duì)混凝土

11、性能提出了許多新的要求。如泵送混凝土要求高的流動(dòng)性；冬季施工要求高的早期強(qiáng)度；高層建筑、海洋結(jié)構(gòu)要求高強(qiáng)、高耐久性。這些性能的實(shí)現(xiàn)，需要應(yīng)用高性能外加劑。由于外加劑對(duì)混凝土技術(shù)性能的改善，它在工程中應(yīng)用的比例越來(lái)越大，不少國(guó)家使用摻外加劑的混凝土已占混凝土總量的6090。因此，外加劑也就逐漸成為混凝土中的第五種成分。 （一）、外加劑的分類 混凝土外加劑種類繁多，根據(jù)混凝土外加劑的分類、命名與定義(GB8075)的規(guī)定，混凝土外加劑按其主要功能分為四類： 1)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。 2)調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑

12、等。 3)改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑、減縮劑等。 4)改善混凝土其他性能的外加劑。包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和泵送劑等。目前，在工程中常用的外加劑主要有 減水劑 引氣劑 早強(qiáng)劑 緩凝劑 防凍劑等。 （二）、減水劑 減水劑是指在保持混凝土稠度不變的條件下，具有減水增強(qiáng)作用的外加劑。根據(jù)減水劑的作用效果及功能情況，可分為普通減水劑、高效減水劑、早強(qiáng)減水劑、緩凝減水劑、緩凝高效減水劑及引氣減水劑等。 1減水劑的作用原理 常用減水劑均屬表面活性物質(zhì)，其分子是由親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)兩個(gè)部分組成，見(jiàn)圖420。當(dāng)水泥加水拌合后，由于水泥顆粒間分子凝聚力的作用，使水泥漿

13、形成絮凝結(jié)構(gòu)，如圖421。在這絮凝結(jié)構(gòu)中，包裹了一定的拌合水(游離水)，從而降低了混凝土拌合物的和易性。如在水泥中加入適量的減水劑，由于減水劑的表面活性作用，致使憎水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面，親水基團(tuán)指向水溶液，使水泥顆粒表面帶有相同的電荷，在電斥力作用下，水泥顆?；ハ喾珠_(kāi)如圖421所示，絮凝結(jié)構(gòu)解體，包裹的游離水被釋放出來(lái)，從而有效地增加了混凝土拌合物的流動(dòng)性。當(dāng)水泥顆粒表面吸附足夠的減水劑后，在水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜層，它阻止了水泥顆粒間的直接接觸，并在顆粒間起潤(rùn)滑作用，也改善了混凝土拌合物的和易性。此外，由于水泥顆粒被有效分散，顆粒表面被水分充分潤(rùn)濕，增大了水泥顆粒的水化

14、面積，使水化比較充分，從而提高了混凝土的強(qiáng)度。 可見(jiàn)，減水劑作用原理可由吸咐分散作用、潤(rùn)滑作用、濕潤(rùn)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減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果 根據(jù)使用目的不同，在混凝土中加入減水劑后，一般可取得以下效果： (1)增加流動(dòng)性在用水量及水泥用量不變時(shí)，混凝土坍落度可增大100200mm，明顯提高混凝土流動(dòng)性，且不影響混凝土的強(qiáng)度。泵送混凝土或其他大流動(dòng)性混凝土均需摻入高級(jí)減水劑。 (2)提高混凝土強(qiáng)度在保持流動(dòng)性及水泥用量不變的條件下，可減少拌合水量1015，從而降低了水灰比，使混凝土強(qiáng)度提高

15、1520。特別是早期強(qiáng)度提高更為顯著。摻人高效減水劑是制備早強(qiáng)、高強(qiáng)、高性能混凝土的技術(shù)措施之一。 (3)節(jié)約水泥在保持流動(dòng)性及水灰比不變的條件下，可以在減少拌合水量的同時(shí)，相應(yīng)減少水泥用量，即在保持混凝土強(qiáng)度不變時(shí)，可節(jié)約水泥用量1015，且有利于降低工程成本。 (4)改善混凝土的耐久性 由于減水劑的摻入，顯著地改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土的密實(shí)度提高，透水性降低，從而可提高抗?jié)B、抗凍、抗化學(xué)腐蝕及防銹蝕等能力。 此外，摻用減水劑后，還可以改善混凝土拌合物的泌水、離析現(xiàn)象，延緩混凝土拌合物的凝結(jié)時(shí)間，減慢水泥水化放熱速度。防止因內(nèi)外溫差而引起的裂縫。 3常用的減水劑 減水劑種類很多。按減水

16、效果可分為普通減水劑和高效減水劑： 按凝結(jié)時(shí)間可分為標(biāo)準(zhǔn)型、早強(qiáng)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(shù)脂類、糖蜜類和復(fù)合型減水劑等。 (1)木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑 a. 這類減水劑包括： 木質(zhì)素磺酸鈣(木鈣) 木質(zhì)素磺酸鈉(木鈉)、 木質(zhì)素磺酸鎂(木鎂)等。 其中，木鈣減水劑(又稱M型減水劑)使用較多。 b.生產(chǎn) 木鈣減水劑是以生產(chǎn)紙漿或纖維漿剩余下來(lái)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(shí)現(xiàn)廢物利用，是治理環(huán)境污染的有效途徑之一。 c.使用 木鈣減水劑的適宜摻量，一般為水

17、泥質(zhì)量的0203。當(dāng)保持水泥用量和坍落度不變時(shí)，其減水率為1015，混凝土28d抗壓強(qiáng)度提高1020； 若不減水即配合比不變，混凝土坍落度可增大80100； 若保持混凝土的抗壓強(qiáng)度和坍落度不變，可節(jié)約水泥用量10左右。 木鈣減水劑對(duì)混凝土有緩凝作用，一般緩凝13h。摻量過(guò)多或在低溫下，其緩凝作用更為顯著，而且還可能使混凝土強(qiáng)度降低，使用時(shí)應(yīng)注意。 木鈣減水劑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(dú)用于冬季施工，在日最低氣溫低于50C時(shí)，應(yīng)與早強(qiáng)劑或防凍劑復(fù)合使用。木鈣減水劑也不宜單獨(dú)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)

18、酥松現(xiàn)象。 (2)萘磺酸鹽系減水劑 a. 定義 萘系減水劑，是用萘或萘的同系物經(jīng)磺化與甲醛縮合而成。萘系減水劑通常是工業(yè)萘或煤焦油中萘（C10H8，無(wú)色晶體，有特殊氣味，衛(wèi)生球）、蒽（無(wú)色晶體，發(fā)青色熒光C14H10 ） 、甲基萘等餾分，經(jīng)磺化、水堿、綜合、中和、過(guò)濾、干燥而成，一般為棕色粉末。目前，我國(guó)生產(chǎn)的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建I型等減水劑，其中大部分品牌為非引氣型減水劑。 萘系減水劑的適宜摻量為水泥質(zhì)量的0510，減水率為1025， 混凝土28d強(qiáng)度提高20以上。在保持混凝土強(qiáng)度和坍落度相近時(shí)，可節(jié)約水 泥10-20。摻人萘系減水劑后，混凝土的其他力學(xué)性能以及抗?jié)B、

19、耐久性 等均有所改善，且對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用。 萘系減水劑的減水增強(qiáng)效果好，對(duì)不同品種水泥的適應(yīng)性較強(qiáng)。適用于配制 早強(qiáng)、高強(qiáng)、流態(tài)、蒸養(yǎng)混凝土。也適用于最低氣溫0C以上施工的混凝土，低 于此溫時(shí)宜與早強(qiáng)劑復(fù)合使用。 (3)水溶性樹(shù)脂減水劑這類減水劑是以一些水溶性樹(shù)脂為主要原料制成的減水劑，如三聚氰胺樹(shù)脂、古瑪隆樹(shù)脂等。該類減水劑增強(qiáng)效果顯著，為高效減水劑，稱減水劑之王，我國(guó)產(chǎn)品有SM樹(shù)脂減水劑等。 SM減水劑摻量為水泥質(zhì)量的0520，其減水率為1527，混凝土3d強(qiáng)度提高30100，28d強(qiáng)度可提高2030。 同時(shí)，能提高混凝土抗?jié)B、抗凍性能。 SM減水劑價(jià)格昂貴，適于配制高強(qiáng)混凝土、早強(qiáng)混凝土

20、、流態(tài)混凝土及蒸養(yǎng)混凝土等。 （三）、早強(qiáng)劑三）、早強(qiáng)劑 定義：定義：早強(qiáng)劑，是加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展，并對(duì)后期強(qiáng)度無(wú)顯著影響的外加劑。早強(qiáng)劑能加速水泥的水化和硬化，縮短養(yǎng)護(hù)期，從而達(dá)到盡早拆模、提高模板周轉(zhuǎn)率，加快施工速度的目的。早強(qiáng)劑可以在常溫、低溫和負(fù)溫(不低于一5C)條件下加速混凝土的硬化過(guò)程，多用于冬季施工和搶修工程。分類：分類：早強(qiáng)劑主要有無(wú)機(jī)鹽類(氯鹽類、硫酸鹽類)和有機(jī)胺及有機(jī)一無(wú)機(jī)的復(fù)合物三大類。 1氯鹽類早強(qiáng)劑 氯鹽類早強(qiáng)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(yīng)用最廣。氯化鈣為白色粉狀物，其適宜摻量為水泥質(zhì)量的052O，能使混凝土3d強(qiáng)度提高501

21、00，7d強(qiáng)度提高2040，同時(shí)能降低混凝土中水的冰點(diǎn)，防止混凝土早期受凍，摻量不宜過(guò)多，否則會(huì)引起水泥速凝，不利于施工。還會(huì)加大混凝土的收縮。 氯化鈣對(duì)混凝土產(chǎn)生早強(qiáng)作用的主要原因，一般認(rèn)為是它能與水泥中GA反應(yīng)生成不溶于水的復(fù)鹽C3ACaCl210H20，還與水化析出的氫氧化鈣作用，生成不溶性氧氯化鈣(CaCl22Ca(OH)212H20)。以上兩種復(fù)鹽不溶于水，且本身具有一定的強(qiáng)度。這些復(fù)鹽的形成，增加了水泥漿中固相的比例，形成強(qiáng)度骨架，有助于水泥石結(jié)構(gòu)的形成。同時(shí)，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(qiáng)度。 采

22、用氯化鈣作早強(qiáng)劑，最大的缺點(diǎn)是含有Cl一離子，會(huì)使鋼筋銹蝕，并導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。 因此，混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范(GBJ119)規(guī)定，在鋼筋混凝土中，氯化鈣的摻量不得超過(guò)水泥質(zhì)量的1，在無(wú)筋混凝土中摻量不得超過(guò) 3，在使用冷拉和冷拔低碳鋼絲的混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，不允許 摻用氯化鈣和含氯鹽的早強(qiáng)劑。同時(shí)還規(guī)定，在下列結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土中不得摻 用氯化鈣和含有氯鹽的復(fù)合早強(qiáng)劑；在高濕度空氣環(huán)境中、處于水位頻繁升降部 位、露天結(jié)構(gòu)或經(jīng)受水淋的結(jié)構(gòu)：與含有酸、堿或硫酸鹽等侵蝕性介質(zhì)相接觸的 結(jié)構(gòu)；使用過(guò)程中經(jīng)常處于環(huán)境溫度為60C以上的結(jié)構(gòu)；直接靠近直流電源或 高壓電源的結(jié)構(gòu)等。 為了抑制氯化

23、鈣對(duì)鋼筋的銹蝕作用，常將氯化鈣與阻銹劑亞硝酸鈉 (NaNO2)復(fù)合使用。 2硫酸鹽類早強(qiáng)劑硫酸鹽類早強(qiáng)劑 a.定義： 硫酸鹽類早強(qiáng)劑，主要有硫酸鈉、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。硫酸鈉分無(wú)水硫酸鈉(白色粉末)和有水硫酸鈉(白色晶粒)。 硫酸鈉的適宜摻量為052。當(dāng)摻量為115時(shí)，達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度70的時(shí)間可縮短一半左右。 b. 硫酸鈉摻入混凝土后產(chǎn)生早強(qiáng)的原因硫酸鈉與水泥水化產(chǎn)物Ca (OH)2作用，生成高分散性的硫酸鈣，均勻分布在混凝土中，并極易與CA反應(yīng)， 能使水化硫鋁酸鈣迅速生成。同時(shí)，由于上述反應(yīng)的進(jìn)行，使得溶液中Ca(OH)2 濃度降低，從而促使C3S

24、水化加速，大大加快了水泥的硬化，使混凝土早期強(qiáng)度提高。 硫酸鈉對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用，適用于不允許摻用氯鹽的混凝土。但由于它與 Ca(OH)2作用生成強(qiáng)堿NaOH，為防止堿一骨料反應(yīng)，硫酸鈉嚴(yán)禁用于含有活性l骨料的混凝土。同時(shí)，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(wú)防護(hù)措施的結(jié)構(gòu)；使用直流電源的工廠及使用電氣化運(yùn)輸設(shè)施的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。硫酸鈉早強(qiáng)劑應(yīng)注意不能超量摻加，以免導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生后期膨脹i開(kāi)裂壞，并防止混凝土表面產(chǎn)生“白霜”。 3有機(jī)胺類早強(qiáng)劑有機(jī)胺類早強(qiáng)劑 有機(jī)胺類早強(qiáng)劑，主要有三乙醇胺、三異丙醇胺等，其中早強(qiáng)效果以三乙醇胺為佳。三乙醇胺不改變水泥水化生成物，但能加速水

25、化速度，在水泥水化過(guò)程；中起催化作用。 三乙醇胺為無(wú)色或淡黃色油狀液體，呈堿性，能溶于水，無(wú)毒、不燃、三乙；醇胺摻量極少，摻量為水泥質(zhì)量的002005，能使混凝土早期強(qiáng)度提高。 三乙醇胺對(duì)混凝土稍有緩凝作用，摻量過(guò)多會(huì)造成混凝土嚴(yán)重緩凝和混凝土后期強(qiáng)度下降，摻量越大，強(qiáng)度下降越多，故應(yīng)嚴(yán)格控制摻量。三乙醇胺單獨(dú)使用時(shí)，早強(qiáng)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。 （四）、緩凝劑 1、定義：緩凝劑，是指能延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間，并對(duì)混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展無(wú)不利影響的外加劑。2、分類：緩凝劑主要有四類：糖類，如糖蜜：木質(zhì)素磺酸鹽類，如木鈣、木 鈉：羥基

26、羧酸及其鹽類，如檸檬酸、酒石酸：無(wú)機(jī)鹽類，如鋅鹽、硼酸鹽等。常用的緩凝劑是木鈣和糖蜜，基中糖蜜的緩凝效果最好。 3、 緩凝劑的作用原理緩凝劑的作用原理十分復(fù)雜，至今尚沒(méi)有一個(gè)比較完滿的分析理論。常有以下幾種解釋： 吸附理論認(rèn)為緩凝劑被吸附在未水化水泥顆粒表面上，這是通過(guò)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)。 沉淀理論認(rèn)為是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(jìn)行。又有的理論認(rèn)為是Ca(OH)2晶核上吸附了緩凝劑，妨礙了它的進(jìn)一步生成、長(zhǎng)大，這須使溶相中達(dá)到一定過(guò)飽和以后，Ca(OH)2才能繼續(xù)生長(zhǎng)。由于Ca(0H)2 不能及時(shí)

27、析出就妨礙了硅酸鹽相的進(jìn)一步水化。 總之，水泥水化反應(yīng)延緩，以及凝結(jié)的推遲，據(jù)信是由于緩凝劑吸附于水泥顆粒表面或水化產(chǎn)物表面所引起的。但目前還很難指出哪些化合物能有緩凝作用。 一般講，具有幾個(gè)氧原子的物質(zhì)，常常是比較有效的緩凝劑，這與這些氧原子有比較強(qiáng)的極化效應(yīng)有關(guān)。在含有羥基、羰基及羥基的化合物中，有較多氧原子，因而它們常可作為緩凝劑使用。 常用的緩凝劑中，糖蜜緩凝劑是制糖下腳料經(jīng)石灰處理而成，也是表面活性劑，摻人混凝土拌合物中，能吸附在水泥顆粒表面，形成同種電荷的親水膜，使水泥顆粒相互排斥，并阻礙水泥水化，從而起緩凝作用。糖蜜的適宜摻量為0103，混凝土凝結(jié)時(shí)間可延長(zhǎng)24h，摻量每增加01

28、，可延長(zhǎng)1h。摻量如大于1，會(huì)使混凝土長(zhǎng)期酥松不硬，強(qiáng)度嚴(yán)重下降。 緩凝劑具有緩凝、減水、降低水化熱和增強(qiáng)作用，對(duì)鋼筋也無(wú)銹蝕作用。主要適用于大體積 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(zhǎng)時(shí)間停放或長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)幕炷痢?緩凝劑不宜用于日最低氣溫5C以下施工的混凝土，也不宜單獨(dú)用于有早強(qiáng)要求的混凝土及蒸養(yǎng)混凝土。（五）、引氣劑（五）、引氣劑 引氣劑，是指在混凝土攪拌過(guò)程中，能引入大量分布均勻的微小氣泡，以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、耐久性的外加劑。 目前，應(yīng)用較多的引氣劑為松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。 松香熱聚物

29、是松香與苯酚、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。松香熱聚物的適宜摻量為水泥質(zhì)量的l0005002，混凝土的含氣量為35，減水率為8左右。 引氣劑屬憎水性表面活性劑，表面活性作用類似減水劑，區(qū)別在于減水劑的I界面活性作用主要發(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I面上。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(guò)程中極易產(chǎn)生許多微小的封閉氣泡，氣泡直徑多在50250m。同時(shí)，因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35計(jì)(不加引氣劑的混凝土含氣量為1)，1m3混凝土拌合物中含數(shù)百億個(gè)氣泡。由

30、于大量微小、封閉并均勻分布的氣泡的存在，使混凝土的某些性能得到明l顯改善或改變。 (1)改善混凝土拌合物的和易性 由于大量微小封閉球狀氣泡在混凝土拌合物內(nèi)形成，如同滾珠一樣，減少了顆粒間的摩擦阻力，使混凝土拌合物流動(dòng)性增l加。同時(shí)，由于水分均勻分布在大量氣泡的表面，使能自由移動(dòng)的水量減少，混l凝土拌合物的保水性、粘聚性也隨之提高。 (2)顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性大量均勻分布的封閉氣泡有較大的l彈性變形能力，對(duì)由水結(jié)冰所產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力有一定的緩沖作用，因而混凝土的抗凍性得到提高。大量微小氣泡占據(jù)于混凝土的孔隙，切斷毛細(xì)管通道，使抗?jié)B性得到改善。 (3)降低混凝土強(qiáng)度 由于大量氣泡的存在，減

31、少了混凝土的有效受力面積，使混凝土強(qiáng)度有所降低。（4） 一般混凝土的含氣量每增加1時(shí)，其抗壓強(qiáng)度將；降低46，抗折強(qiáng)度降低23。 引氣劑可用于抗?jié)B混凝土、抗凍混凝土、抗硫酸鹽侵蝕混凝土、泌水嚴(yán)重的j混凝土、貧混凝土、輕混凝土，以及對(duì)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。 （六）、防凍劑 1、定義：防凍劑，是能使混凝土在負(fù)溫下硬化，并在規(guī)定養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到預(yù)期足夠防凍強(qiáng)度的外加劑。2、分類：常用的防凍劑為復(fù)合型，由防凍、早強(qiáng)、減小、引氣等多組分組成各盡其能，完成預(yù)定抗凍性能。 3、應(yīng)用：不同類別的防凍劑、性能具有差異的，合理的選用十分重要。氯鹽類防凍劑適用于無(wú)筋混凝土；氯

32、鹽阻銹類防凍劑可用于鋼筋混凝土；無(wú)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)。另外，含有六價(jià)鉻鹽，亞硝酸鹽等有毒成分的防凍劑，嚴(yán)禁用于飲水工程及與儀器接觸的部位。 防凍劑用于負(fù)溫條件下施工的混凝土。目前，國(guó)產(chǎn)防凍劑品種適用于0一20C的氣溫，當(dāng)在更低氣溫下施工時(shí)，應(yīng)增加其他混凝土冬季施工措施，如暖棚法、原料(砂、石、水)預(yù)熱法等。 （七）、速凝劑 1、定義：速凝劑，是指能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。速凝劑主要有無(wú)機(jī)鹽類和有機(jī)物類兩類。我國(guó)常用的速凝劑是無(wú)機(jī)鹽類，

33、主要有紅星I型、711型、728型、8604型等。在滿足施工要求的前提下，以最小摻量為宜。 2、速凝劑摻入混凝土后，能使混凝土在5min內(nèi)初凝，10min內(nèi)終凝，1h就可產(chǎn)生強(qiáng)度，1d強(qiáng)度提高23倍，但后期強(qiáng)度會(huì)下降，28d強(qiáng)度約為不摻時(shí)的8090。 3、應(yīng)用：速凝劑主要用于礦山井巷、鐵路隧道、引水涵洞、地下工程以及噴錨支護(hù)時(shí)的噴射混凝土或噴射砂漿工程。 （八）、減縮劑 1、定義：混凝土很大的一個(gè)缺點(diǎn)是在干燥條件下產(chǎn)生收縮，這種收縮導(dǎo)致了硬化混凝土的開(kāi)裂和其他缺陷的形成和發(fā)展，使混凝土的使用壽命大大下降。在混凝土中加入減縮劑能大大降低混凝土的干燥收縮，典型性的能使混凝土的28d收縮值減少508

34、0，最終收縮值減少2550。 2、機(jī)理：混凝土減縮劑減少混凝土收縮的機(jī)理，主要是能降低混凝土中的毛細(xì)管張力，從本質(zhì)上講，減縮劑是表面活性物質(zhì)，有些種類的減縮劑還是表面活性劑。當(dāng)混凝土由于干燥而在毛細(xì)孔中形成毛細(xì)管張力使混凝土收縮時(shí)，減縮劑的存在使毛細(xì)管張力下降，從而使得混凝土的宏觀收縮值降低，所以混凝土減縮劑對(duì)減少混凝土的干縮和自縮有較大作用。 3、應(yīng)用; 混凝土減縮劑已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)新系列的混凝土外加劑。隨著對(duì)混凝土減縮劑研究的深入以及其性能的提高，在日益關(guān)注混凝土耐久性的情況下，混凝土減縮劑作為一種能提高混凝土耐久性的外加劑即將會(huì)有大的發(fā)展。 （九）、外加劑的選擇和使用 在混凝土中摻用外加

35、劑，若選擇和使用不當(dāng)，會(huì)造成質(zhì)量事故。因此，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1外加劑品種的選擇 外加劑品種、品牌很多，效果各異，特別是對(duì)不同品種水泥效果不同。在選擇外加劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程需要，現(xiàn)場(chǎng)的材料條件，參考有關(guān)資料，通過(guò)試驗(yàn)確定。 2外加劑摻量的確定 混凝土外加劑均有適宜摻量。摻量過(guò)小，往往達(dá)不到預(yù)期效果；摻量過(guò)大，則會(huì)影響混凝土質(zhì)量，甚至造成質(zhì)量事故。因此，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)試配，確定最佳摻量。 3外加劑的摻加方法 外加劑的摻量很少，必須保證其均勻分散，一般不能直接加入混凝土攪拌機(jī)內(nèi)。摻入方法會(huì)因外加劑不同而異，其效果也會(huì)因摻人方法不同而存在差異。故應(yīng)嚴(yán)格按產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明操作。如：減水劑有同摻法、后滲法、分摻法

36、等三種方法。 a. 同摻法，為減水劑在混凝土攪拌時(shí)一起摻人； b. 后摻法，是攪拌好混凝土后間隔一定時(shí)間，然后再摻入： c. 分摻法，是一部分減水劑在混凝土攪拌時(shí)摻人，另一部分在間隔一段時(shí)間后再摻人。而實(shí)踐證明，后摻法最好，能充分發(fā)揮減水劑的功能。 4外加劑的儲(chǔ)運(yùn)保管 混凝土外加劑大多為表面活性物質(zhì)或電解質(zhì)鹽類，具有較強(qiáng)的反應(yīng)能力，敏感性較高，對(duì)混凝土性能影響很大，所以在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中應(yīng)加強(qiáng)管理。 失效的、不合格的、長(zhǎng)期存放、質(zhì)量未經(jīng)明確的禁止使用； 不同品種類別的外加劑應(yīng)分別儲(chǔ)存運(yùn)輸； 應(yīng)注意防潮、防水、避免受潮后影響功效； 有毒的外加劑必須單獨(dú)存放，專人管理； 有強(qiáng)氧化性外加劑必須進(jìn)行密封儲(chǔ)

37、存； 同時(shí)還必須注意儲(chǔ)存期不得超過(guò)外加劑的有效期。外加劑的禁忌及不宜使用的環(huán)境條件外加劑的禁忌及不宜使用的環(huán)境條件禁止使用失效及不合格的外加劑。禁止使用長(zhǎng)期存放、未進(jìn)行質(zhì)量再檢驗(yàn)的外加劑。在下列情況下不得應(yīng)用氯鹽的早強(qiáng)劑、早強(qiáng)減水劑和防凍劑。在高濕度的空氣環(huán)境中使用的結(jié)構(gòu)（如排出大量蒸氣的車間、浴室，或經(jīng)常處于空氣相對(duì)濕度大于80的房間，或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）；處于水位升降部位的結(jié)構(gòu)；露天結(jié)構(gòu)或經(jīng)常受水淋的結(jié)構(gòu)；與金屬相接觸部位的結(jié)構(gòu)、有外露鋼筋預(yù)埋件而無(wú)防護(hù)措施的結(jié)構(gòu)；與酸、堿或硫酸鹽等侵蝕性介質(zhì)相接觸的結(jié)構(gòu)；使用過(guò)程中經(jīng)常處于環(huán)境溫度為60以上的結(jié)構(gòu)；使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲的結(jié)構(gòu)；直接靠近

38、高壓電源的結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；含有堿活性骨料的混凝土結(jié)構(gòu)。硫酸鹽及其復(fù)合劑不得用于有活性骨料的混凝土；電氣化運(yùn)輸劉峰讓我和使用直流電源的工廠、企業(yè)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；與金屬相接觸部位的結(jié)構(gòu)，以及有外露鋼筋預(yù)埋件而無(wú)防護(hù)措施的結(jié)構(gòu)。引氣劑及引氣減水劑不宜用于蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土及高強(qiáng)混凝土。普通減水劑不宜單獨(dú)用于蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土。緩凝劑及緩凝減水劑不宜用于日最低氣溫5以下施工的混凝土，也不宜單獨(dú)用于有早強(qiáng)要求的混凝土和蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土。摻硫鋁酸鈣類膨脹組分的膨脹混凝土，不得用于長(zhǎng)期處于80以上的工程中。新型外加劑聚羧酸高效減水劑新型外加劑聚羧酸高效減水劑 自從人類社會(huì)進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，隨著混凝土技自從人類社會(huì)進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，隨著混凝土技術(shù)向高強(qiáng)、高性能、綠色方向的迅猛發(fā)展，人類社會(huì)術(shù)向高強(qiáng)、高性能、綠色方向的迅猛發(fā)展，人類社會(huì)向和諧、可持續(xù)的進(jìn)步，自然就對(duì)混凝土組成中的重向和諧、可持續(xù)的進(jìn)步，自然就對(duì)混凝土組成中的重要組