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文檔簡介
第七節(jié)外加劑一、外加劑的定義二、外加劑的分類三、常用外加劑四、外加劑的使用混凝土外加劑是指在拌制混凝土過程中摻入、用以改善混凝土性能的物質(zhì)。摻量不大于水泥質(zhì)量的5%(特殊情況除外)。
外加劑的摻量雖小,但其技術(shù)經(jīng)濟效果卻非常顯著,因此,外加劑已成為混凝土的重要組成部分,被稱為第五組分,獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用。一、外加劑的定義根據(jù)《混凝土外加劑的分類、命名與定義》(GB8075—87)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)時間、硬化性能的外加劑。包括
緩凝劑、早強劑和速凝劑等。
(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、著色劑等。二、外加劑的分類
三、常用外加劑(一)、減水劑(二)、早強劑(三)、引氣劑(四)、調(diào)凝劑(一)減水劑根據(jù)其功能分為:
1、普通減水劑(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);
2、高效減水劑(在保持混凝土坍落度基本相同的條件下,能大幅度減少用水量的外加劑);
3、引氣減水劑(兼有引氣和減水功能的外加劑);
4、緩凝減水劑(兼有緩凝和減水功能的外加劑);
5、早強減水劑(兼有早強和減水功能的外加劑)。減水劑按其主要化學成分為:木質(zhì)素磺酸鹽系;多環(huán)芳香族磺酸鹽系;水溶性樹脂磺酸鹽系;糖鈣以及腐植酸鹽等。表面活性劑是具有顯著改變(通常為降低)液體表面張力或二相間界面張力的物質(zhì),其分子由親水基團和憎水基團二個部分組成。
1、減水劑的作用機理親水基團憎水基團1、減水劑的作用機理減水劑的作用機理水泥加水后,產(chǎn)生絮狀結(jié)構(gòu),其原因是:(1)水泥礦物在水化過程中所帶電荷不同。(2)在溶液中熱運動相互碰撞,相互吸引。(3)粒子間范德華力及初期水化反應(yīng)引起的。1、減水劑的作用機理
減水原因:
(1)、分散作用釋放拌合水;
(2)、溶劑化水膜起潤滑作用。
增強原因:
(1)、保持坍落度不變減少水量,降低水灰比
(2)、分散及潤濕作用利于水泥充分水化
(3)、改善孔結(jié)構(gòu)。
1、減水劑的作用機理2、減水劑的作用:保持原配合比不變,使混凝土拌合物塌落度提高(T↑);保持混凝土拌合物塌落度不變,可減少用水量(w↓),使水灰比減少(w/c↓),混凝土強度提高(fcu↑);保持混凝土拌合物塌落度不變(T—
),混凝土強度不變(fcu—),則可節(jié)約水泥(C↓)。(1)木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑
這類減水劑根據(jù)其所帶陽離子的不同,有木質(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。木鈣減水劑的摻量,一般為水泥質(zhì)量的0.2%~0.3%。3、常用減水劑:
當保持水泥用量和混凝土坍落度不變時,其減水率為10%~15%,混凝土28d抗壓強度提高10%~20%;若保持混凝土的抗壓強度和坍落度不變,則可節(jié)省水泥用量10%左右;若保持混凝土的配合比不變,則可提高混凝土坍落度80一100mm。
注意:木鈣減水劑對混凝土有緩凝作用,摻量過多或在低溫下緩凝作用更為顯著,而且還可能使混凝土強度降低。
木鈣減水劑是引氣型減水劑,摻用后可改善混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、降低泌水性。(1)木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑
木鈣減水劑可用于一般混凝土工程,尤其適用于大模板、大體積澆注、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季施工,在日最低氣溫低于5℃時,應(yīng)與早強劑或早強劑、防凍劑等復(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。(1)木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水劑的主要成分為萘或萘的同系物的磺酸鹽與甲醛的縮合物,故又稱荼系減水劑。
萘系減水劑通常是由工業(yè)萘或煤焦油中的荼、惠、甲基荼等餾分,經(jīng)磺化、水解、縮合、中和、過濾、干燥而制成。
萘系減水劑一般為棕色粉末,也有為棕色粘稠液體。我國市場上這類減水劑的品牌很多,如NNO、FDN、SP—l、UNF—2、SN—R、MF、建1等等。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0.5%~1.0%,減水率為10%~25%。(2)多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水劑
效果:混凝土28d強度提高20%以上。在保持混凝土強度和坍落度相近時,則可節(jié)約水泥用量10%~20%。應(yīng)用:萘系減水劑對不同品種水泥的適應(yīng)性較強。適用于配制早強、高強、流態(tài)、防水、蒸養(yǎng)等混凝土。也適用于日最低氣溫0℃以上施工的混凝土,低于此溫度則宜與早強劑復(fù)合使用。(2)多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水劑水溶性樹脂系減水劑是以一些水溶性樹脂為主要原料的減水劑。我國生產(chǎn)的SM減水劑即是以三聚氰胺樹脂磺酸鈉為主要成分的減水劑。
效果:SM減水劑摻量為水泥質(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強度提高20%~30%。除具有顯著的減水、增強效果外,還能提高混凝土的其他力學性能和混凝土的抗?jié)B、抗凍性。
應(yīng)用:水溶性樹脂系減水劑為高效減水劑,適用于早強、高強、蒸養(yǎng)及流態(tài)混凝土等。(3)水溶性樹脂系減水劑(二)早強劑定義:是指能提高混凝土的早期強度的外加劑。有氯化物系、硫酸鹽系、三乙醇胺、石膏等。早強機理:(1)能夠盡早與C3A作用生成鈣礬石(2)能生成難溶的復(fù)鹽
CaCl2+C3A水化氯鋁酸鈣
CaCl2+Ca(OH)2氧氯化鈣(三)引氣劑
Air-entrainingagents定義:是指能在混凝土拌合物中產(chǎn)生一定量的微小獨立空氣泡并使之均勻分布其中的外加劑。如松香熱聚物、松香皂等。(加氣劑:指某些金屬粉末,如鋁粉等。將其加入砼即發(fā)生反應(yīng),放出大量的氫氣,使?jié){體體積顯著膨脹)。
機理:屬表面活性劑,表面活性發(fā)生在氣—液界面
摻量:萬分之0.5~1.1,引氣量為3~6%。
效果:改善砼和易性;提高砼抗?jié)B、抗凍性(四)調(diào)凝劑緩凝劑:能延緩混凝土的凝結(jié)時間,而不顯著影響混凝土的后期強度的外加劑。摻量為0.03~0.1%,應(yīng)用:油井工程、大體積混凝土、商品混凝土等。速凝劑:能使混凝土迅速凝結(jié),并改善混凝土與基底的粘結(jié)性及穩(wěn)定性。摻量為2.5~4%,應(yīng)用:噴射混凝土、搶修工程等。四、外加劑的使用先摻法:與水泥等一起混合后加水拌合。同摻法:加水配成溶液后摻入。滯水法:滯水于2~3min加入。后摻法:將拌合物拌好送到澆注地點后加入。
1.外加劑的定義
——在拌制砼過程中摻入能改善砼性能的物質(zhì),一般摻量不大于水泥質(zhì)量的5%。(砼第五組分)
2.功能:
(1)改善流變性能(減水劑、引氣劑、泵送劑、保水劑等)(2)調(diào)節(jié)凝結(jié)時間硬化性能(緩凝劑、早強劑、速凝劑等)(3)改善耐久性(引氣劑、阻銹劑、防水劑等)(4)改善其他性能(加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、堿-
集料反應(yīng)抑制劑等)
3.摻加方法:先摻法、后摻法、同摻法。4.1.4砼外加劑
4.常用外加劑(1)減水劑1)技術(shù)經(jīng)濟效益①工作性、水泥用量不變,減少用水量,提高混凝土強度②用水量、水泥用量不變,可增大混凝土的流變性③工作性、強度不變,可節(jié)約水泥用量
2)減水劑的種類①木質(zhì)素磺酸鹽類
②聚烷基芳族磺酸鹽類
③三氯氰氨膠甲醛樹脂磺酸鹽類
3)注意
①摻量為水泥量的0.5%~1.0%,減水率為10%~27%;
②28d強度提高30%~50%;
③當水泥用量相同和強度相近時,可使塑性混凝土的坍落度增加150mm以上。
④適用于蒸養(yǎng)混凝土、高強混凝主、早強混凝土及流態(tài)混凝土。
1)機理:引氣劑為憎水性表面活性物質(zhì),能降低水泥-水-空氣的界面能,而且由于它的定向排列,形成單分子吸附膜提高泡膜的強度,并使氣泡排開水分而吸著固相粒子表面,因而能使攪拌過程混進的空氣形成微小而穩(wěn)定的氣泡、均勻分布于混凝土中。
2)常用種類:有松香熱聚物、烷基磺酸鈉等陰離子表面活性劑。
3)適宜摻加量:0.005%~0.01%,混凝土中含氣量為3%~6%4)作用:由于氣泡的存在,可改善新拌混凝土的和易性;減少泌水和離析對硬化后的混凝土,由于氣泡彼此隔離,切斷毛細孔通道,使水分不易滲入。又可緩沖其結(jié)冰膨脹的作用,提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B性和抗蝕性。
5)缺點:由于氣泡的存在,混凝土強度有些降低。(2)引氣劑
1)機理早強劑是加速混凝土早期強度發(fā)展的外加劑。早強劑對水泥中的硅酸三鈣和硅酸二鈣等礦物的水有催化作用,能加速水泥的水化和硬化,而具有早強的作用。2)種類通常采用復(fù)合早強劑,可以獲得更為有效的早強作用。常用的早強劑有三類:無機鹽類、有機鹽類和有機復(fù)合早強劑。3)作用摻加三乙醇胺復(fù)合早強劑能提高砼的早期強度(2d強度)40%以上,使砼達到28d強度的養(yǎng)護時間縮短1/2。常用于混凝土快速低溫施工。(3)早強劑
1)機理緩凝劑是能延緩混凝土的凝結(jié)時間,對混凝土后期物理力學性能無不利影響的外加劑。緩凝劑能延緩水泥凝結(jié)時間,是因為在水泥及其水化物表面上的吸附作用,或與水泥反應(yīng)生成不溶層而達到緩凝的效果。
2)常用緩凝劑的種類
①羥基羧酸鹽:如酒石酸、酒石酸甲納、檸檬酸、水楊酸。
②
多羥基碳水化合物如糖蜜、含氧有機酸、多元醇等。
③
無機化合物如Na3PO4、Na2B4O7、Na2SO4等。3)應(yīng)用
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