混凝土化学外加剂ppt课件.ppt
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1、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 混凝土化学外加剂我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1 前言混凝土外加剂是一门新的并涉及面较为广泛的材料科学与工程的一个分支,属于化学建材领域。一些工业发达国家把外加剂作为除水泥、砂、石和水之外的第五种必不可少的组分,大量应用于混凝土工程。水泥水石子砂普通混凝土的基本组成材料掺入外加剂之后的混凝土性能有很大改善,由于掺量很少,成本增加并不是很大。我吓了一跳,蝎
2、子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1.1 混凝土外加剂的发展概况早在古代,人们已经知道在建筑用胶凝材料中使用一些外加剂: 古罗马:斗兽场建筑中在火山灰胶凝材料中使用一些牛血、牛油、牛奶等改善性能; 古中国:秦始皇修建万里长城,加入糯米汁、猪血、豆腐汁等增加黏土和石灰的黏聚力。真正的科研产品,当算1935年美国E.W.Scxiptrt以纸浆废液中的木质素磺酸盐为主要成分的“普浊里”(Pozzolitn)减水剂。中国正式使用混凝土外加剂是在20世纪50年代,是由前苏联专家将松香皂化物引入中国。我吓了一跳,蝎子是
3、多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物国外的发展状况国外的发展状况20世纪40年代,美国开发出羟基酸盐类减水剂;20世纪50年代,日本引进减水剂,并加以发展和广泛应用;20世纪60年代,日本花王石碱公司开发成功萘系减水剂;20世纪60年代,联邦德国开发出以磺化三聚氰胺甲醛树脂为主要成分的“梅尔门特”减水剂;目前,外加剂发展领先的国家是日本、澳大利亚、挪威、美国。在100%的混凝土中使用: 日本、澳大利亚;在50%以上的混凝土中使用: 德国、丹麦、瑞典等;在30%以上的混凝土中使用: 英国、法国、意大利及东欧诸国。我
4、吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物国内的发展状况国内的发展状况20世纪50年代,我国开始应用氯化钙早强剂;20世纪70、80年代,大量研究并自主开发,但是距离国外产品还有不小差距;20世纪80、90年代,制定外加剂质量标准,推动外加剂应用技术发展;20世纪90年代至今,各种复合型外加剂、新型高性能外加剂大量开发与应用,逐步接近国外先进水平。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1.2 1.2 混凝土
5、外加剂的定义及分类混凝土外加剂的定义及分类外加剂的定义:在混凝土(包括砂浆、净浆)拌合时或拌合前掺入的,掺量不大于水泥质量5(特殊情况除外)、并能对混凝土的正常性能按要求而改性的工业产品,称为混凝土外加剂。注意:为改善水泥性能而掺加的少量物质,如石膏、助磨剂等,我们通常不划归至混凝土外加剂范畴,一般情况下,它们的掺量也较大(远远大于5%)。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物外加剂的分类外加剂的分类按主要功能分按主要功能分(1)改善混凝土拌合物流变性能,如减水剂、引气剂和泵送剂等;(2)调节混凝
6、土的凝结硬化速度,如缓凝剂、早强剂和速凝剂等;(3)提高混凝土的耐久性,如引气剂、阻锈剂、抗冻剂、防水剂、抗渗剂等;(4)改善混凝土其他性能,如加气剂、泡沫剂、膨胀剂、着色剂、碱骨料反应抑制剂等。正在开发中:流平剂、疏水剂、絮凝剂、保水剂、密实剂等我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物外加剂的分类外加剂的分类按材料组成分(十大类)按材料组成分(十大类)减水剂抗冻剂速凝剂消泡剂早强剂引气剂缓凝剂膨胀剂防水剂密实剂我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感
7、到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物杭州湾跨海大桥我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物三峡大坝我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物外加剂的使用是混凝土技术的重大突破。随着混凝土工程技术的发展,对混凝土性能提出了许多新的要求。如:泵送混凝土要求高的流动性
8、;冬季施工要求高的早期强度;高层建筑、海洋结构要求高强、高耐久性。这些性能的实现,需要应用高性能外加剂。由于外加剂对混凝土技术性能的改善,它在工程中应用的比例越来越大,北京、上海、广州、深圳等地区使用掺外加剂的混凝土已占混凝土总量的6090。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2 2 减水剂减水剂2.1 减水剂的定义在混凝土拌合物坍落度基本相同的条件下,能减少拌合用水量的外加剂称为减水剂,又称为“塑化剂”,高效减水剂又称为“超塑化剂”。减水剂多为表面活性剂,它的作用效果是由于其表面活性所致。主要
9、由长链的有机分子组成。结构中分别带有亲水端和憎水端。亲水端通常包含一个或多个极性基团,如-COO,-SO32-或-NH4+。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物表面活性剂分子结构模型表面活性剂分子结构模型表面活性剂是具有显著改变(通常为降低)液体表面张力或二相间界面张力的物质,其分子由亲水基团和憎水基团二个部分组成。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.2 2.2 减水剂的作用机理减水剂的作用机
10、理掺入减水剂前:少量的水加入到水泥中时,不能得到分散较好的体系。因为:(1)水具有很高的表面张力;(2)水泥颗粒易于团聚形成絮凝结构。当水泥加水拌合形成水泥浆的过程中,水泥颗粒把一部分水包裹在颗粒之间而形成絮凝。掺入减水剂前我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物掺入减水剂后:当带有亲水链的表面活性剂加入到水泥-水体系中时,分子链以横卧的形式被吸附到水泥颗粒上。表面活性剂的极性端伸向水中,从而降低了水的表面张力,使水泥颗粒呈亲水性。进而在水泥颗粒周围形成一层水偶极子,阻止了絮凝结构的产生,使系统保持
11、良好的分散状态。碳氢链上带有阴离子极性基团的分子掺入减水剂后我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物减水剂减水机理减水剂作用由:吸附分散作用、润滑作用、湿润作用三部分组成。只要掺入少量的减水剂,就可使硬化前混凝土和易性改善,硬化后混凝土性能改善,减水剂已成为高性能混凝土主要成分。掺入减水剂后:我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物作用机理掺入减水剂前:水泥加水后,产生絮状结构,减水剂的亲水基团带负电,使
12、水泥颗粒由絮状结构变为分散,释放出大量的拌合水。当水泥加水拌合形成水泥浆的过程中,水泥颗粒把一部分水包裹在颗粒之间而形成絮凝。掺入减水剂后:表面活性剂在水泥颗粒表面作定向排列使水泥颗粒表面带有同种电荷,这种排斥力远远大于水泥颗粒之间的分子引力,使水泥颗粒分散,絮凝状结构中的水分释放出来,混凝土拌合用水的作用得到充分的发挥,拌合物的流动性明显提高;表面活性剂的极性基与水分子产生缔合作用,使水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜,阻止了水泥颗粒之间直接接触,起到润滑作用,改善了拌合物的流动性。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错
13、:表里边有一个活的生物2.3 2.3 减水剂的作用减水剂的作用由定义看,它是一种能够改善混凝土拌合物流变性能的外加剂;由机理看,减水剂本身不与水泥发生化学反应,而是改变水化过程和水泥石的内部结构,从而影响新拌混凝土的工作性和硬化混凝土的物理力学性能。(1) 改善工作性:在混合料配比、水灰比不变条件下,可明显改善新拌混凝土的工作性,且不影响强度。坍落度可提高100200mm。(2) 降低水灰比、提高强度:在水泥用量、坍落度不变条件下,可减少拌合用水量,从而降低水灰比,提高混凝土的强度。 (普通型515,高效型1030)。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢
14、?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(3) (3) 节约水泥:节约水泥:保持混凝土的工作性和强度不变,维持混凝土耐久性和工程特性不受影响下,减少单位水泥用量,可节约水泥5%20。改善其它性能:减少新拌混凝土的泌水、离析;延缓新拌混凝土的凝结硬化;减缓新拌混凝土的初期水化放热;提高硬化混凝土的抗渗性、抗冻融性等。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个
15、活的生物几点说明减水剂掺量超出正常掺量时,能够阻止水化产物形成键合,从而延长混凝土的凝结时间。 便于长途运输,但也易于泌水。大部分表面活性剂可同时用作减水剂和缓凝剂。外加剂的加入通常不会对混凝土的其他力学性能产生明显负面影响。事实上,由于水相中水泥颗粒具有更好的分散性,其早期强度会得到加强。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物7d 28d试验系列水灰比应用应用使用减水剂所获得的好处水泥用量/(Kg/m2)坍落度 抗压强度/MPa/mm基准混凝土(不掺外加剂)3005025370.62掺入减水剂的
16、目的分别为:A. 增加稠度B. 提高强度C. 节约水泥3003002700.620.560.621005050263425.5384627.5A混凝土需要泵送至钢筋密集的构件处B在工程规范中限制了最大水灰比并对早期强度有要求C降低成本;降低大体积混凝土的温升不可能同时达到这三个方面的要求我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.4 2.4 减水剂的分类减水剂的分类减水剂品种很多,分类方法也多样:减水剂品种很多,分类方法也多样:按化学成分分主要有木质素系、萘系、聚羧酸类、糖类、三聚氰胺系等;按其塑化
17、作用效果分普通减水剂、高效减水剂;按其对混凝土凝结时间的影响分标准型、早强型和缓凝型;按其是否对混凝土引入空气泡分有引气型和非引气型两种。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.5 2.5 普通减水剂普通减水剂(1)木质素磺酸盐类减水剂木质素系减水剂按其所带阳离子的不同,有木质素磺酸钙(木钙)、木质素磺酸钠(木钠)和木质素磺酸镁(木镁)之分,其中木钙为目前使用最多的减水剂,简称简称M剂剂,它属于阴离子表面活性剂。M剂是以生产纸浆或纤维浆下来的亚硫酸木浆废液为原料,采用石灰乳中和,经生物发酵除糖、
18、蒸发浓缩、喷雾干燥而制成,为棕黄色粉状物。 M剂因原料丰富,价格低廉,并具有较好的塑化效果,故目前应用十分普遍。木钠我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物M剂适宜掺量为0.20.3,减水率10左右。若不减水,坍落度可提高10 cm左右。混凝土28d强度提高1020,若保持强度不变,则可节约水泥10。M剂对混凝土有缓凝作用,一般缓凝13 h,低温下缓凝性更强,掺量过多,缓凝严重。在混凝土施工中,对M剂的掺量要严格控制,不能超掺使用,否则将出现混凝土数天、甚至数十天不凝固,造成混凝土严重缓凝的工程事故
19、。M剂为引气型减水剂,它使混凝土的含气量由不掺时的2增为3.6,这对混凝土强度有影响,但对混凝土抗冻性有利。掺M剂的混凝土不宜蒸汽养护,以免蒸养后混凝土表面易出现酥松现象。掺M型减水剂后有的混凝土收缩会稍有增大,但不会因此造成混凝土制品开裂。(1)木质素磺酸盐类减水剂我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物应用实例应用实例葛洲坝水利枢纽工程葛洲坝水利枢纽工程由船闸、电厂、泄水闸和冲砂闸等主要混凝土建筑物组成。建筑物的结构多系大,厚、宽的板、梁、墩柱。混凝土施工比较突出的问题是 :温度控制 , 施工质
20、量和夏季施工。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物应用实例应用实例葛洲坝水利枢纽工程葛洲坝水利枢纽工程葛洲坝水利枢纽工程由船闸、电厂,泄水闸和冲砂闸等主要混凝土建筑物组成。建筑物的结构多系大,厚、宽的板、粱、墩柱。混凝土搅拌站至浇筑地点的运输时间约40min,工程所在的宜昌地区的气温特点是夏季炎热,月平均最高气温33 ,绝对最高气温41,持续时间较长。混凝土施工比较突出的问题是:温度控制,施工质量和夏季施工。三三O工程局从1977年开始推广应用木质素磺酸钙减水剂,1978年全面推广应用,截至19
21、85年共计使用木质素磺酸钙4692t,浇筑混凝土938万m3,总计节约水泥187680t,节省工程投资451万元。还在不同程度上降低了坝体的绝热温升,改善了施工和易性,抑制了水泥的凝结速度,提高了施工质量。葛洲坝工程根据季节变化调整木钙的掺量来满足不同气温时混凝土的和易性。夏季掺量为水泥重量的0.35;春、秋季为0.25;冬季为0.2。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2 2)糖蜜系减水剂)糖蜜系减水剂以制糖厂生产过程中提炼食糖后剩下的废液(糖渣、废蜜)为原料,用石灰中和成盐,为棕褐色粉状固
22、体或糊状液体,其中含还原糖和转化糖糖蜜系减水剂较多,pH值910,属非离子表面活性剂。目前国内产品有3FG、TF、ST等。适宜掺量为0.20.3,减水率610,混凝土28d强度增强1520。若保持原强度不变,可节约水泥10左右。掺糖蜜减水剂的混凝土,初、终凝时间均要延长,一般延缓3h以上。同时,水化热显著降低,对混凝土弹性模量、抗渗、抗冻等耐久性也均有提高,对钢筋无锈蚀作用。糖蜜减水剂属缓凝型减水剂,具有强缓凝性,因此更多的是作为缓凝剂使用,适用于大体积混凝土浇注及夏季混凝土施工(如滑模),多用于水工混凝土工程。一般工程应用时,可与早强剂复合使用。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么
23、把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.62.6 高效减水剂高效减水剂:在保持混凝土稠度不变的条件下,具有大幅度减水增强作用的外加剂。高效减水剂也称“超塑化剂”,减水率为普通减水剂的34倍,减水率达到20%30%。普通减水剂减水率5%10%掺量相对较大,可达水泥用量的1%。(注意聚羧酸类的减水剂掺量明显较小,约为0.15-0.3%)坍落度达到200250mm,也不会出现过度泌水和缓凝现象。因为胶体尺寸的减水剂长链粒子隔断了混凝土中的泌水通道。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实
24、我的猜测没有错:表里边有一个活的生物结构特征:碳氢链上含有大量极性基团、具有高分子量(2000030000)的长链阴离子表面活性剂。种类:萘磺酸盐系减水剂,磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂,氨基磺酸盐系减水剂,丙烯酸接枝共聚型减水剂等。New type!2.62.6 高效减水剂我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物萘磺酸盐系减水剂(PNS)磺化三聚氰胺系减水剂(PMS)聚丙烯酸减水剂(PAE)机理:静电斥力 & 空间位阻2.62.6 高效减水剂我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一
25、个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(1 1)萘系减水剂)萘系减水剂主要成分为萘或萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩合物,也称多环芳香族磺酸盐系减水剂。通常是由工业萘或煤焦油中的荼、惠、甲基荼等馏分,经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成。萘系减水剂一般为棕色粉末,也有为棕色粘稠液体。为高效减水剂,属阴离子表面活性剂。品种很多,目前我国生产的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建型等。萘系减水剂适宜掺量为0.51.0,其减水率较大,为1025%,增强效果显著,缓凝性很小,大多为非引气型。混凝土28d强度提高20以上。在保持混凝土强度和坍落度相近时,则
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