第3章化學(xué)外加劑備用

第四章化學(xué)外加劑主要內(nèi)容：1化學(xué)外加劑類型2減水劑與水泥的相容性問題4.1高效減水劑

高效減水劑是制備高性能混凝土必不可少的技術(shù)措施之一，其主要作用表現(xiàn)在：降低水灰比，改善工作性，使混凝土塌落度經(jīng)時(shí)損失小。當(dāng)前用于制備高性能混凝土的高效減水劑主要有：1萘磺酸鹽甲醛縮合物（萘系高效減水劑）2三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物（密胺系高效減水劑）3氨基磺酸鹽（氨基磺酸鹽系高效減水劑）4脂肪族高效減水劑5聚羧酸鹽系高效減水劑1萘系高效減水劑（1）優(yōu)點(diǎn)：減水率較高，一般在15%－25%；引氣量低，＜2%；提高混凝土強(qiáng)度效果明顯；不影響混凝土凝結(jié)時(shí)間；（2）缺點(diǎn)——與水泥的適應(yīng)性問題不好，有時(shí)會(huì)使混凝土塌落度損失較快。2密胺系高效減水劑（1）優(yōu)點(diǎn)——減水率較高；引氣量低；提高混凝土強(qiáng)度效果明顯；不影響混凝土凝結(jié)時(shí)間；（2）缺點(diǎn)——流動(dòng)性保持能力低；混凝土塌落度經(jīng)時(shí)損失較大。（3）適用：干粉砂漿、彩色路面磚、清水混凝土等。3氨基磺酸鹽系高效減水劑（1）優(yōu)點(diǎn)——減水率較高；摻量小，0.2%－0.5%；混凝土塌落度損失較??；（2）缺點(diǎn)——成本較高，普及率不如萘系減水劑；摻量較高時(shí)，易引起過度泌水和緩凝。（3）針對(duì)上述問題，可將其與萘系減水劑等復(fù)合使用，效果較好。4脂肪族高效減水劑（1）優(yōu)點(diǎn)——減水率較高；無引氣性；對(duì)混凝土3d、28d強(qiáng)度促進(jìn)作用明顯；對(duì)水泥品種的適應(yīng)性優(yōu)于萘系；（2）缺點(diǎn)——呈明顯的棕紅色，使混凝土顏色發(fā)紅，但不影響混凝土的內(nèi)在性能。（3）適用：預(yù)制混凝土構(gòu)件、高強(qiáng)管樁等。5聚羧酸系高效減水劑（1）優(yōu)點(diǎn)——摻量小(0.1%－0.2%)，減水率高；具有緩凝、早強(qiáng)、保持塌落度的作用；增強(qiáng)效果好；與水泥適應(yīng)性好；（2）缺點(diǎn)——價(jià)格較高。

泵送是一種有效的混凝土運(yùn)輸手段，可改善工作條件，節(jié)約勞力，提高施工效率，尤其適用于工地狹窄和有障礙物的施工現(xiàn)場(chǎng)，以及大體積混凝土結(jié)構(gòu)和高層建筑。商品混凝土在大中城市泵送率達(dá)60%以上。泵送混凝土要求：流動(dòng)性好、塌落度經(jīng)時(shí)損失小、黏性好、不離析不泌水。4.2泵送劑(緩凝高效減水劑)泵送劑的組成：(1)減水組分：減水劑(2)緩凝組分：緩凝劑(3)潤(rùn)滑組分：減少混凝土的輸送阻力(4)引氣組分：引氣劑，防止離析和泌水(5)增稠組分：有機(jī)聚合物、絮凝劑或比表面積大的無機(jī)材料(如硅灰、硅藻土等)

引氣劑是一種攪拌過程中能在砂漿和混凝土中引入大量均勻分布的微氣泡，而且在硬化后能保留在其中的一種外加劑。在混凝土中摻加微量(水泥用量的萬分之幾)引氣劑可提高混凝土耐久性，尤其是抗凍性和抗鹽凍剝蝕性。引氣劑的品種—松香類、改性松香熱聚物類、皂苷類引氣劑4.3引氣劑1975年，國(guó)際材料和結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合會(huì)(RILEM)發(fā)表報(bào)告中指出，用于檢驗(yàn)混凝土外加劑質(zhì)量的波特蘭水泥，應(yīng)考慮其化學(xué)成分，尤其是C3A的含量。

20世紀(jì)70年代，南京的水泥廠以硬石膏作水泥的調(diào)凝組分，在混凝土中摻用木鈣、糖鈣外加劑，其結(jié)果不僅未能達(dá)到減水效果，反而出現(xiàn)了異常的速凝現(xiàn)象。4.4水泥與減水劑相容性Marsh筒法最早由加拿大Sherbrook大學(xué)AitcinPC.教授提出,是一種測(cè)定水泥與混凝土外加劑混合物的流變特性的方法。經(jīng)科研人員大量試驗(yàn)證明,Marsh筒法的試驗(yàn)結(jié)果與漿體實(shí)際粘度變化的相符性較好,用此方法檢測(cè)新拌水泥漿的流變性能既簡(jiǎn)便又快速,可定量判別不同外加劑作用效果的差距。該方法的靈敏度、可重復(fù)性、易操作性、經(jīng)濟(jì)性等都比凈漿流動(dòng)度法好。1相容性的檢測(cè)方法—Marsh筒法該方法綜合飽和點(diǎn)的高低、Marsh時(shí)間的大小、Marsh時(shí)間變化的大小等指標(biāo)來評(píng)價(jià)水泥與高效減水劑的相容性。減水劑JZB-4摻量與Marsh時(shí)間關(guān)系減水劑AP-1A摻量與Marsh時(shí)間關(guān)系試對(duì)比：兩種減水劑的飽和點(diǎn)大小、Marsh時(shí)間大小、Marsh時(shí)間變化的大小4種不同減水劑與水泥相容性問題(a)適應(yīng)性優(yōu)良——飽和點(diǎn)明顯，飽和摻量不大，約為0.8%－1.0%，靜停1h后漿體流動(dòng)性損失??；(b)適應(yīng)性最差——飽和摻量大，約為1.5%，靜停1h后漿體流動(dòng)性損失大；(c)初始適應(yīng)性較好，但漿體流動(dòng)性損失明顯；(d)初始適應(yīng)性不良，飽和摻量大，但漿體流動(dòng)性損失不大。(1)減水劑的作用機(jī)理a)吸附分散作用—減水劑分子的定向吸附；b)潤(rùn)滑作用—減水劑分子在水泥顆粒表明形成溶劑化水膜c)濕潤(rùn)作用—減少水泥顆粒吸附層的水量d)空間位阻作用—取決于減水劑分子結(jié)構(gòu)(聚合物鏈的長(zhǎng)度和位置)2相容性的影響因素及機(jī)理分析水泥顆粒的絮凝減水劑存在條件下水泥顆粒間的電性斥力和溶劑化水膜示意圖(2)減水劑性能對(duì)水泥與減水劑相容性的影響a)減水劑平均分子量在一定范圍內(nèi)越大，減水效果越好。b)萘環(huán)上磺酸基的位置。以萘系減水劑為例，只有β-萘磺酸鹽才能起分散、減水作用，其數(shù)量多少直接影響減水劑效果。c)聚合物鏈的長(zhǎng)度和位置。d)減水劑中平衡陽(yáng)離子(Na+,Ca2+,Mg2+,NH4+等)的種類和濃度。e)減水劑的狀態(tài)(固態(tài)或液態(tài))也影響其分散效果。①水泥的礦物組成對(duì)相容性的影響

C3S、C2S的ζ電位為負(fù)值，對(duì)陰離子型的減水劑吸附量較??；

C3A、C4AF的ζ電位為正值，對(duì)陰離子型的減水劑吸附量較大；水泥熟料中C3A、C4AF的含量越低，水泥與高效減水劑的相容性越好。(3)水泥的物理、化學(xué)性質(zhì)對(duì)水泥與減水劑相容性的影響②水泥細(xì)度對(duì)相容性的影響(c)SM外加劑W/C=0.32(d)BW外加劑W/C=0.32減水劑：MG(木鈣)、BW(萘系高效)、SM(三聚氰胺)水泥：Q1(359m2/Kg)、Q2(446m2/Kg)、Q1(550m2/Kg)減水劑推薦摻量下水泥Q1、Q2、Q3漿體初始及1h后的流動(dòng)度小結(jié)：水泥比表面積提高后，減水劑對(duì)水泥的飽和摻量有所增大，水泥漿體流動(dòng)度及保持效果變差。③水泥顆粒級(jí)配對(duì)相容性的影響水泥X1、X2比表面積在315m2/Kg左右，其中水泥X1所含24um以上的顆粒較多，而水泥X2所含10um以下的顆粒較多。水泥X1、X2漿體的初始及1h后的流動(dòng)度小結(jié)：水泥比表面積相近時(shí)，水泥顆粒中細(xì)微部分的含量對(duì)減水劑的飽和摻量影響不大，但對(duì)水泥漿體的初始流動(dòng)度及1h后的流動(dòng)度有明顯影響。細(xì)微顆粒含量的增大加劇了水泥漿體流動(dòng)度的損失。④水泥顆粒球形度對(duì)相容性的影響水泥顆粒球形度對(duì)減水劑飽和摻量的影響水泥T1由橢圓形鋼球粉磨，球形度為0.74；水泥T2由圓形鋼球粉磨，球形度為0.67；三種減水劑對(duì)水泥T1、T2流動(dòng)度的影響小結(jié)：水泥顆粒球形度提高后，對(duì)減水劑的飽和摻量影響不大，但可使水泥漿體的初始流動(dòng)度增大，還可使水泥漿體的流動(dòng)度保持效果得到改善。⑤混合材對(duì)相容性的影響粉煤灰Y1對(duì)相容性的改善作用小結(jié)：粉煤灰的摻入可降低減水劑的飽和摻量，可使水泥漿體的初始流動(dòng)度增大、流動(dòng)度損失減??；復(fù)摻礦物外加劑條件下FDN摻量與Marsh時(shí)間的關(guān)系曲線復(fù)摻礦物外加劑條件下MB摻量與Marsh時(shí)間的關(guān)系曲線⑥水泥的陳放時(shí)間對(duì)相容性的影響

新鮮水泥的正電性強(qiáng)，吸附陰離子型減水劑的數(shù)量較多，會(huì)出現(xiàn)減水率低、塌落度損失快的現(xiàn)象。使用存放時(shí)間稍長(zhǎng)的水泥可避免此現(xiàn)象發(fā)生。⑦水泥中的堿含量對(duì)相容性的影響

水泥中堿的存在會(huì)使減水劑對(duì)水泥的塑化效果變差、水泥漿體的流動(dòng)性減?。粴夂吭龃?，還會(huì)使混凝土的凝結(jié)時(shí)間縮短和塌落度經(jīng)時(shí)損失變大。⑧水泥中的石膏對(duì)相容性的影響

不同種類石膏的溶解速率和溶解度不同，對(duì)水泥與減水劑的適應(yīng)性也有較大影響。含半水石膏、二水石膏的水泥與高效減水劑的相容性比含硬石膏的要好，原因是釋放硫酸根離子的速度比后者要快。3改善水泥與混凝土外加劑相容