第四章缓凝剂精选文档.ppt
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1、第四章缓凝剂本讲稿第一页，共四十六页定义：缓凝剂是一种能延长混凝土凝结时间的定义：缓凝剂是一种能延长混凝土凝结时间的外加剂。缓凝减水剂兼有缓凝和减水功外加剂。缓凝减水剂兼有缓凝和减水功能外的外加剂。能外的外加剂。目的：用来调节新拌混凝土的凝结时间。可以目的：用来调节新拌混凝土的凝结时间。可以根据要求使混凝土在较长时间内保持塑根据要求使混凝土在较长时间内保持塑性。性。本讲稿第二页，共四十六页4.1缓凝剂的品种与性能缓凝剂的品种与性能按生产来源：工业副产品、纯化学品按生产来源：工业副产品、纯化学品按化学成分：无机盐类、羟基羧酸盐类、多羟基碳水化合物按化学成分：无机盐类、羟基羧酸盐类、多羟基碳水化合
2、物类、木质素磺酸盐类。类、木质素磺酸盐类。本讲稿第三页，共四十六页4.1.1无机盐类缓凝剂无机盐类缓凝剂无机盐类缓凝剂有：磷酸盐、硼砂、硫酸锌。无机盐类缓凝剂有：磷酸盐、硼砂、硫酸锌。磷酸盐：磷酸无缓凝作用，磷酸盐有较强缓凝作用。磷酸盐：磷酸无缓凝作用，磷酸盐有较强缓凝作用。如：二聚磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。如：二聚磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。缓凝机理：磷酸盐与氢氧化钙反应生成不溶磷酸钙，阻碍缓凝机理：磷酸盐与氢氧化钙反应生成不溶磷酸钙，阻碍水化进行。水化进行。掺量：掺量：0.1%左右。左右。本讲稿第四页，共四十六页三聚磷酸钠三聚磷酸钠白色粉末，是链状缩合磷酸盐类，能溶于白色粉末
3、，是链状缩合磷酸盐类，能溶于水，常见的三聚磷酸钠有无水物和六水物水，常见的三聚磷酸钠有无水物和六水物两种。三聚磷酸钠还具有对油脂类悬浮分两种。三聚磷酸钠还具有对油脂类悬浮分散、胶溶及乳化作用。在散、胶溶及乳化作用。在pH值值4.314范围内，具有很强的缓冲作用。可作为范围内，具有很强的缓冲作用。可作为混凝土缓凝剂使用。混凝土缓凝剂使用。分子式：分子式：Na5P3O10分子量：分子量：367.86用用途：途：用作洗涤品助剂，亦可用于石油、冶金、采矿、用作洗涤品助剂，亦可用于石油、冶金、采矿、造纸、水处理等造纸、水处理等 本讲稿第五页，共四十六页六偏离酸钠六偏离酸钠分子式：分子式：(NaPO3)6
4、分子量：分子量：611.77用用途：途：在工业生产中用作粘接剂、在工业生产中用作粘接剂、浮选剂、分散剂、软水剂、缓冲剂等。浮选剂、分散剂、软水剂、缓冲剂等。六偏磷酸钠六偏磷酸钠(六聚偏磷酸钠、格雷姆盐、磷六聚偏磷酸钠、格雷姆盐、磷酰钠玻璃），酰钠玻璃），是偏磷酸钠是偏磷酸钠(NaPO3)聚合体聚合体的一种。无色透明玻璃片状或白色粒状结晶。的一种。无色透明玻璃片状或白色粒状结晶。相对密度相对密度2.484，熔点，熔点616(分解分解)。溶。溶于水，不溶于有机溶剂。在水中溶解度较大，于水，不溶于有机溶剂。在水中溶解度较大，但溶解速度缓慢，水溶液呈酸性。对钙、镁但溶解速度缓慢，水溶液呈酸性。对钙、镁
5、等金属离子有生成可溶性络合物的能力。可等金属离子有生成可溶性络合物的能力。可作为混凝土缓凝剂使用。作为混凝土缓凝剂使用。本讲稿第六页，共四十六页分子式：分子式：Na2B4O7.H2O分子量：分子量：381.36机理：硼酸盐与溶液中钙离子形成络合物，抑制氢氧化机理：硼酸盐与溶液中钙离子形成络合物，抑制氢氧化钙结晶析出。钙结晶析出。掺量：掺量：1%2%。硼砂别名硼酸钠、月石粉，硼砂别名硼酸钠、月石粉，硼砂系五色半透硼砂系五色半透明晶体或白色结晶粉末，无臭，味咸。明晶体或白色结晶粉末，无臭，味咸。在在60时失去部分结晶水，在时失去部分结晶水，在320时失时失去全部结晶水。在空气中风化。熔点去全部结晶
6、水。在空气中风化。熔点741，沸点沸点1575。稍溶于冷水较易溶于热水，微。稍溶于冷水较易溶于热水，微溶于乙醇。水溶液呈碱性，熔融时呈无色玻璃溶于乙醇。水溶液呈碱性，熔融时呈无色玻璃状物质。可作为混凝土缓凝剂使用。状物质。可作为混凝土缓凝剂使用。硼砂硼砂本讲稿第七页，共四十六页4.1.2有机物类缓凝剂有机物类缓凝剂按分子结构分为：羟基羧酸盐类、糖类及其化合物、多按分子结构分为：羟基羧酸盐类、糖类及其化合物、多元醇及其衍生物。元醇及其衍生物。1.羟基羧酸盐类纯化工产品，分子结构上含有羟基（羟基羧酸盐类纯化工产品，分子结构上含有羟基（OH）和）和羧基（羧基（COOH）。）。主要品种：主要品种：本讲
7、稿第八页，共四十六页酒石酸酒石酸 化学名化学名：2，3-二羟基丁二酸二羟基丁二酸分子式分子式：C4H6O6分子量：分子量：150.09性状性状：无色结晶或白色结晶粉末，无嗅、：无色结晶或白色结晶粉末，无嗅、有酸味。热至有酸味。热至100C时失掉水。在空气中时失掉水。在空气中稳定，密度稳定，密度1.697。用途用途：本品广泛用于食品、医药、化工、：本品广泛用于食品、医药、化工、轻工等行业。如作为啤酒发泡剂、食品酸味轻工等行业。如作为啤酒发泡剂、食品酸味剂、用于清凉饮料、糖果、果汁、沙司、冷剂、用于清凉饮料、糖果、果汁、沙司、冷菜、发酵粉等，其酸味为柠檬酸的菜、发酵粉等，其酸味为柠檬酸的1.3倍，
8、倍，特别适用作葡萄汁的酸味剂。为优良之食品特别适用作葡萄汁的酸味剂。为优良之食品添加剂。添加剂。用于水泥缓凝剂。用于水泥缓凝剂。本讲稿第九页，共四十六页柠檬酸柠檬酸 分子式：分子式：C6H8O7；C6H8O7H2O分子量：分子量：192.12；210.13用用途：途：广泛应用于食品、饮料的酸味剂和药物添加剂，广泛应用于食品、饮料的酸味剂和药物添加剂，制造柠檬酸盐的原料，化学工业作缓冲剂、催化剂、清制造柠檬酸盐的原料，化学工业作缓冲剂、催化剂、清洗剂、防垢剂等。洗剂、防垢剂等。性性能能：（：（2-羟基丙烷羟基丙烷-1，2，3-三羧酸，三羧酸，)。五色半透明结晶或白色。五色半透明结晶或白色结晶粉末
9、，有悦人的酸味。易溶于水结晶粉末，有悦人的酸味。易溶于水和醇，水溶液具有酸性，正常的使用和醇，水溶液具有酸性，正常的使用量可认为是无害的。量可认为是无害的。可作为混凝土缓凝剂使用。可作为混凝土缓凝剂使用。本讲稿第十页，共四十六页分子式：分子式：HOC6H4COOH，分子量分子量：138.12。物理性能：白色物理性能：白色针针状状结结晶或晶或结结晶性粉末，有辛辣味。晶性粉末，有辛辣味。相相对对密度密度1.443，熔点，熔点158161，沸点，沸点211，在，在76开始升开始升华华。溶于丙溶于丙酮酮、松、松节节油、乙醇、乙油、乙醇、乙醚醚、苯和、苯和氯氯仿，微溶于水，其水溶液呈酸性仿，微溶于水，其
10、水溶液呈酸性反反应应。在空气中。在空气中较稳较稳定，但遇光要逐定，但遇光要逐渐变渐变色。色。对对水泥基材具有水泥基材具有缓缓凝作用，凝作用，也可作也可作为为合成三聚合成三聚氰氰胺系高效减水胺系高效减水剂时剂时的原料之一。的原料之一。水杨酸水杨酸(邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸)本讲稿第十一页，共四十六页苹果酸苹果酸 马来酸马来酸 琥珀酸琥珀酸本讲稿第十二页，共四十六页缓凝机理：分子中具有（缓凝机理：分子中具有（OH）、（）、（COOH）,具有极性，具有极性，被吸附在水化物晶核上，阻碍了结晶继续生长，对硅酸被吸附在水化物晶核上，阻碍了结晶继续生长，对硅酸三钙水化物结晶转化过程有延缓和推迟作用。三钙水化
11、物结晶转化过程有延缓和推迟作用。掺量：掺量：0.05%0.2%。本讲稿第十三页，共四十六页2.糖类（多羟基碳水化合物类）糖类（多羟基碳水化合物类）葡萄糖、蔗糖、蜜糖、麦芽糊精。葡萄糖、蔗糖、蜜糖、麦芽糊精。葡萄糖葡萄糖CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO 本讲稿第十四页，共四十六页葡萄糖粉葡萄糖粉葡萄糖化学式：葡萄糖化学式：C6H12O6分子量：分子量：180物理特性：白色晶体，易溶物理特性：白色晶体，易溶于水，味甜于水，味甜溶点：溶点：146化学名：化学名：2，3，4，5，6-五羟五羟基己醛基己醛它是自然界分布最广泛的单糖。它是自然界分布最广泛的单糖。葡萄糖含五个羟基，一个醛基，
12、葡萄糖含五个羟基，一个醛基，具有多元醇和醛的性质。具有多元醇和醛的性质。本讲稿第十五页，共四十六页化学蔗糖化学蔗糖分子量：分子量：342.3。分子式：分子式：C12H22O11。水中的溶解度：水中的溶解度：每克水可以溶解每克水可以溶解2.1g蔗糖（蔗糖（25)。是一种。是一种高溶解度的糖类。高溶解度的糖类。熔点：熔点：186本讲稿第十六页，共四十六页麦芽糊精麦芽糊精直链淀粉直链淀粉淀粉淀粉糊精糊精麦芽糊精麦芽糊精麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖(多糖多糖)-(低聚糖低聚糖)-(双糖双糖)-(单糖单糖)本讲稿第十七页，共四十六页作用机理：含有（作用机理：含有（OH）、（）、（COOH），具有强极性，），
13、具有强极性，吸附作用而阻碍水化正常进行。吸附作用而阻碍水化正常进行。掺量：掺量：0.1%0.3%。掺量过大会起促凝。掺量过大会起促凝。优点：糖类化合物属天然化合物，价廉、丰富，应用广泛。优点：糖类化合物属天然化合物，价廉、丰富，应用广泛。本讲稿第十八页，共四十六页3.多元醇及衍生物类多元醇及衍生物类丙三醇、山梨醇、甘露醇等。丙三醇、山梨醇、甘露醇等。醇类的同系物中，随着羟基数的增多而对水泥的缓凝作醇类的同系物中，随着羟基数的增多而对水泥的缓凝作用增强，如丙三醇可使水泥停止水化反应。用增强，如丙三醇可使水泥停止水化反应。缓凝作用的顺序为：缓凝作用的顺序为：本讲稿第十九页，共四十六页简单的一元醇对
14、硅酸盐水泥的水化起缓凝作用。产生缓简单的一元醇对硅酸盐水泥的水化起缓凝作用。产生缓凝的原因可以认为是由于羟基被水泥颗粒表面吸附以及羟基凝的原因可以认为是由于羟基被水泥颗粒表面吸附以及羟基与水泥颗粒表面形成氢键的缘故。不同的水泥矿物对含有羟与水泥颗粒表面形成氢键的缘故。不同的水泥矿物对含有羟基的外加剂其吸附力不同，即基的外加剂其吸附力不同，即C3A最强，其次是最强，其次是C4AF、C3S和和C2S。分子量较大的多元醇，如单糖、低聚糖等。分子量较大的多元醇，如单糖、低聚糖等均具有较强的缓凝作用，同时随着憎水基团的增大而表面活均具有较强的缓凝作用，同时随着憎水基团的增大而表面活性增强，因而，对水泥产
15、生塑化、减水等作用。性增强，因而，对水泥产生塑化、减水等作用。本讲稿第二十页，共四十六页4.纤维素类纤维素类甲基纤维素、羧甲基纤维素甲基纤维素、羧甲基纤维素主要用于增稠、保水，同时具有缓凝作用。主要用于增稠、保水，同时具有缓凝作用。掺量一般较低，在掺量一般较低，在0.1%以下。以下。本讲稿第二十一页，共四十六页4.2缓凝减水剂的品种与性能缓凝减水剂的品种与性能缓凝减水剂是指同时具有缓凝与减水作用的外加剂。缓凝减水剂是指同时具有缓凝与减水作用的外加剂。主要品种：糖钙、木钙、木钠。主要品种：糖钙、木钙、木钠。糖钙减水剂：制糖工业的副产品糖钙减水剂：制糖工业的副产品废蜜与石灰乳化制成的产品。废蜜与石
16、灰乳化制成的产品。废蜜成分：甜菜糖（含糖总量：废蜜成分：甜菜糖（含糖总量：45%，蔗糖：，蔗糖：43%，单糖，单糖2%）甘蔗糖（含糖总量：甘蔗糖（含糖总量：51%，蔗糖：，蔗糖：40%，单糖，单糖11%）其他：水分、杂质。其他：水分、杂质。本讲稿第二十二页，共四十六页糖钙减水剂制备：制糖工业的废蜜和石灰乳反应生成蔗糖钙减水剂制备：制糖工业的废蜜和石灰乳反应生成蔗糖化钙络合物和单糖化钙络合物及剩余的糖和氢氧化钙。糖化钙络合物和单糖化钙络合物及剩余的糖和氢氧化钙。化学反应：化学反应：制备工艺：废蜜相对密度调制制备工艺：废蜜相对密度调制1.2，相同质量的石灰乳徐徐加，相同质量的石灰乳徐徐加入废蜜中，
17、搅拌，陈化一周，入废蜜中，搅拌，陈化一周，80以内低温烘干，粉磨后得以内低温烘干，粉磨后得到制品。到制品。本讲稿第二十三页，共四十六页作用机理：糖类物质的吸附作用，进而阻止了水化产物。作用机理：糖类物质的吸附作用，进而阻止了水化产物。糖钙对水泥矿物的吸附顺序：糖钙对水泥矿物的吸附顺序：C3AC4AFC3SC2S减水率：减水率：5%7%。掺量：掺量：0.1%0.3%。复合：可与减水剂、引气剂符合使用。复合：可与减水剂、引气剂符合使用。优点：掺量较小，价格便宜，改进工艺后，水溶性提高，优点：掺量较小，价格便宜，改进工艺后，水溶性提高，沉淀减少。沉淀减少。假凝现象：硬石膏、氟石膏为调凝剂时会发生假凝
18、现象以假凝现象：硬石膏、氟石膏为调凝剂时会发生假凝现象以及塌落度损失。及塌落度损失。本讲稿第二十四页，共四十六页4.3缓凝剂及缓凝减水剂对混凝土的影响缓凝剂及缓凝减水剂对混凝土的影响4.3.1对新拌混凝土的影响对新拌混凝土的影响1.延缓混凝土初终凝时间延缓混凝土初终凝时间2.降低水化放热速率降低水化放热速率3.降低塌落度损失降低塌落度损失本讲稿第二十五页，共四十六页名称名称掺掺量量 凝凝结时间结时间（h:minh:min）初凝初凝终终凝凝初初终终凝凝间间隔隔空白空白0 07:207:2010:1010:102:402:40木木钙钙0.30.310:3010:3013:5513:553:223:
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