水泥生产中的助剂精品文稿.ppt

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1、水泥生产中的助剂第1页，本讲稿共60页（一）硅酸盐水泥（一）硅酸盐水泥 硅酸盐水泥是由水泥熟料加入适量石膏磨制而成。硅酸盐水泥是由水泥熟料加入适量石膏磨制而成。根据国家根据国家标准标准GB175-1999GB175-1999规定，有规定，有42.542.5、42.542.5R R、52.552.5、52.5R52.5R、62.562.5及及62.562.5R R六个强度等级六个强度等级。1 1、硅酸盐水泥的矿物及其水化产物、硅酸盐水泥的矿物及其水化产物 主要矿物及在普通水泥中的含量：主要矿物及在普通水泥中的含量：硅酸三钙硅酸三钙3 3CaOCaOSiOSiO2 2简写为简写为C C3 3S S

2、，含量含量52%52%左右。左右。硅酸二钙硅酸二钙2 2 CaOCaOSiOSiO2 2简写为简写为C C2 2S S，含量含量24%24%左右。左右。铝酸三钙铝酸三钙3 3 CaOCaOAlAl2 2O O3 3简写为简写为C C3 3A A，含量含量9%9%左右。左右。铁铝酸四钙铁铝酸四钙4 4CaOCaOAlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3简写为简写为C C4 4AFAF，含量含量9%9%左右。左右。第2页，本讲稿共60页硅酸盐水泥水化后主要有五种水化物，其性能见下表硅酸盐水泥水化后主要有五种水化物，其性能见下表水化产物水化硅酸钙水化铁酸钙氢氧化钙水化铝酸钙水化硫铝酸钙结

3、构状态胶 体胶 体板状晶体立方晶体针状晶体性 能胶凝状态，强度高，不溶于水棉絮状，胶凝性差，强度低，难溶于水强度较高，溶于水强度低，溶于水强度高，不溶于水提高早期强度2.2.水泥的凝结硬化过程水泥的凝结硬化过程 水泥加适量水，在发生水化反应的同时，还伴随着一系列的物水泥加适量水，在发生水化反应的同时，还伴随着一系列的物理化学变化过程，使水泥浆体逐渐凝结硬化，其过程大体可以理化学变化过程，使水泥浆体逐渐凝结硬化，其过程大体可以分四个阶段：分四个阶段：第3页，本讲稿共60页第一阶段：第一阶段：水泥加水后在水泥颗粒表面产生剧烈的水化反水泥加水后在水泥颗粒表面产生剧烈的水化反应，开始生成水化物应，开始

4、生成水化物 。第二阶段：第二阶段：随着水化反应的不断进行，以随着水化反应的不断进行，以C-S-HC-S-H为主形成为主形成半透膜层，堆积在水泥颗粒周围，膜层的存在减缓了外部半透膜层，堆积在水泥颗粒周围，膜层的存在减缓了外部水的渗入，使水化反映变慢，固称休止期。水的渗入，使水化反映变慢，固称休止期。第三阶段：第三阶段：水化物不断增多，膜层渐厚并互相连接，形成水化物不断增多，膜层渐厚并互相连接，形成了网状结构，使浆体的可塑性降低，逐渐失去流动性并开了网状结构，使浆体的可塑性降低，逐渐失去流动性并开始凝结，但不具有强度，称为凝结期。始凝结，但不具有强度，称为凝结期。第四阶段第四阶段：凝胶体和晶体进一

5、步发展，不断填充网结构的：凝胶体和晶体进一步发展，不断填充网结构的细孔，使结构逐渐紧缩，具有一定强度，即凝结终了，硬细孔，使结构逐渐紧缩，具有一定强度，即凝结终了，硬化开始称为硬化期。化开始称为硬化期。由上看出，整个水化过程中，由上看出，整个水化过程中，凝结和硬化是连续的互相交错凝结和硬化是连续的互相交错进行的。进行的。硬化后的水泥石其强度一开始增长快，以后逐渐减硬化后的水泥石其强度一开始增长快，以后逐渐减慢，有的甚至在几十年中，还在水化继续提高强度。慢，有的甚至在几十年中，还在水化继续提高强度。第4页，本讲稿共60页2 2、水泥水化凝结硬化的影响因素、水泥水化凝结硬化的影响因素 影响水泥水化

6、凝结硬化的因素很多。除了与水泥本身矿物组成影响水泥水化凝结硬化的因素很多。除了与水泥本身矿物组成及细度有关外，还与下列因素有关。及细度有关外，还与下列因素有关。（1 1）石膏掺量）石膏掺量 在水泥生产中，石膏作为一种原料，一个组在水泥生产中，石膏作为一种原料，一个组分，其主要功能是调节水泥的凝结硬化速度，分，其主要功能是调节水泥的凝结硬化速度，它起凝缓作用它起凝缓作用。（2 2）加水量）加水量 水泥水化的理论需水量一般占水泥重量的水泥水化的理论需水量一般占水泥重量的15%15%25%25%，但为了施工和应用的方便，拌制浆体和成型时，实，但为了施工和应用的方便，拌制浆体和成型时，实际加入量为水泥

7、重量的际加入量为水泥重量的40%70%40%70%，过多的水量在其硬化后，因，过多的水量在其硬化后，因其蒸发而留下较多的孔隙，将影响其速度，这是应用各种减水其蒸发而留下较多的孔隙，将影响其速度，这是应用各种减水剂的重要原因之一。同时，加水量也影响其凝结硬化过程。剂的重要原因之一。同时，加水量也影响其凝结硬化过程。（3 3）环境条件）环境条件 温度和湿度对水泥石强度的发展影响很大，潮温度和湿度对水泥石强度的发展影响很大，潮湿环境有利于强度的不断发展，低于湿环境有利于强度的不断发展，低于55水化硬化速度很慢，低水化硬化速度很慢，低于于00水化凝结硬化基本停止，也不会产生强度。水化凝结硬化基本停止，

8、也不会产生强度。第5页，本讲稿共60页（二）掺混合材的硅酸盐水泥（二）掺混合材的硅酸盐水泥 由硅酸盐水泥熟料与一定量的石膏和混合材一起磨制水硬性胶由硅酸盐水泥熟料与一定量的石膏和混合材一起磨制水硬性胶凝材料，均属该类硅酸盐水泥，这是硅酸盐水泥改善性能、节凝材料，均属该类硅酸盐水泥，这是硅酸盐水泥改善性能、节约熟料、提高产量利用资源增加品种的重要方法。约熟料、提高产量利用资源增加品种的重要方法。目前国内主目前国内主要有普通硅酸盐水泥要有普通硅酸盐水泥 、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥四大种类。和粉煤灰硅酸盐水泥四大种类。1 1、混合材料、

9、混合材料 （1 1）活性混合材料）活性混合材料 常见的有火山灰、电厂粉煤灰及粒化高常见的有火山灰、电厂粉煤灰及粒化高炉渣等炉渣等，这类材料具有活性或潜在的水硬性，其本身不会硬化，这类材料具有活性或潜在的水硬性，其本身不会硬化或硬化极慢，而在激发剂的作用下可行成具有一定强度的水硬或硬化极慢，而在激发剂的作用下可行成具有一定强度的水硬性胶凝材料。性胶凝材料。（2 2）非活性混合材料）非活性混合材料 没有活性的火山灰、砂岩及石灰岩等这没有活性的火山灰、砂岩及石灰岩等这类材料仅起填冲作用，固称填充性混合材，它可在允许降低水类材料仅起填冲作用，固称填充性混合材，它可在允许降低水泥标号的前提下，增加产量和

10、减少水化热。泥标号的前提下，增加产量和减少水化热。第6页，本讲稿共60页2 2、掺混合材的硅酸盐水泥、掺混合材的硅酸盐水泥 掺混合材的四种水泥的基本特点见下表掺混合材的四种水泥的基本特点见下表 水泥品种水泥品种普通硅酸岩普通硅酸岩水泥水泥矿渣硅酸盐矿渣硅酸盐水泥水泥火山质硅酸火山质硅酸盐水泥盐水泥粉煤灰质硅酸粉煤灰质硅酸盐水泥盐水泥混合材混合材掺量掺量活性材活性材15%非活性材非活性材10%粒化高炉渣粒化高炉渣 20%70%火山灰火山灰 20%50%粉煤灰粉煤灰 20%40%特特 点点早期强度高，水早期强度高，水化热较大，耐冻化热较大，耐冻性好，耐硫酸盐性好，耐硫酸盐腐蚀差，干缩小。腐蚀差，干

11、缩小。早期强度低，后早期强度低，后期强度增长快，期强度增长快，水化热小，耐热水化热小，耐热性好，抗冻性性好，抗冻性差，干缩大。差，干缩大。抗渗性好，抗渗性好，耐热性差，耐热性差，其它与矿渣其它与矿渣水泥相同。水泥相同。干缩性小，抗干缩性小，抗裂性好，其它裂性好，其它与火山灰水泥与火山灰水泥相同。相同。第7页，本讲稿共60页（三）特种水泥（三）特种水泥 为满足工程的特殊要求而生产的水硬性胶凝材料统称为特种为满足工程的特殊要求而生产的水硬性胶凝材料统称为特种水泥水泥 。见表。见表4 4，P172P172。二、水泥调凝剂二、水泥调凝剂 水泥的凝结硬化水泥的凝结硬化对其强度发展及实用性有着密切的联系和

12、作对其强度发展及实用性有着密切的联系和作用。通常在水泥磨制过程中用。通常在水泥磨制过程中掺入适量具有调节功能的材料掺入适量具有调节功能的材料以以达调节其凝结时间的目的。达调节其凝结时间的目的。这类材料统称为水泥调节剂，有这类材料统称为水泥调节剂，有无机盐类、有机化合物及其它们的复合物。水泥调凝剂也可无机盐类、有机化合物及其它们的复合物。水泥调凝剂也可作水泥混凝土的调节剂。作水泥混凝土的调节剂。第8页，本讲稿共60页水泥和混凝土的调凝主要包括速凝和缓凝两个方面水泥和混凝土的调凝主要包括速凝和缓凝两个方面 ：速凝剂速凝剂主要是通过消除水泥中石膏的缓凝作用，迅速增加生成难溶主要是通过消除水泥中石膏的

13、缓凝作用，迅速增加生成难溶盐和钙钒石而达到速凝的目的盐和钙钒石而达到速凝的目的；目前主要有两大类：铝酸盐；目前主要有两大类：铝酸盐类类 、硅酸钠类。、硅酸钠类。缓凝剂作用缓凝剂作用的机理目前有多种假说大致可分为吸附论、沉淀的机理目前有多种假说大致可分为吸附论、沉淀论、络合物论以及抑制核生成的学说等论、络合物论以及抑制核生成的学说等上述假说，均从不同方面阐述了缓凝作用机理，由于缓凝剂上述假说，均从不同方面阐述了缓凝作用机理，由于缓凝剂种类不同，其作用机理也不尽相同，任何一种学说都不可能种类不同，其作用机理也不尽相同，任何一种学说都不可能说明缓凝作用的全过程。说明缓凝作用的全过程。第9页，本讲稿共

14、60页在水泥的生产中在水泥的生产中，主要是掺石膏进行调凝，主要是掺石膏进行调凝，而在各种特殊水而在各种特殊水泥泥，如高温水泥、双快水泥、快硬硫铝酸盐水泥等，均需通，如高温水泥、双快水泥、快硬硫铝酸盐水泥等，均需通过加入其它缓凝剂、电解质如：酒石酸、柠檬酸、糖蜜、丙过加入其它缓凝剂、电解质如：酒石酸、柠檬酸、糖蜜、丙三醇、三醇、NaClNaCl、KClKCl、NaNONaNO3 3或硼酸等进行调凝。或硼酸等进行调凝。第10页，本讲稿共60页三三 其它助剂其它助剂（一）水泥激发剂（一）水泥激发剂 随着水泥品种的发展，特别是各种混合材的掺用为保证一随着水泥品种的发展，特别是各种混合材的掺用为保证一定

15、的水泥强度和性能，充分发挥各种原材料的潜能，采用定的水泥强度和性能，充分发挥各种原材料的潜能，采用激发剂则成为一项重要的技术，深受人们的重视。常用激激发剂则成为一项重要的技术，深受人们的重视。常用激发剂有：碱性激发剂、硫酸盐激发剂（主要是石膏类发剂有：碱性激发剂、硫酸盐激发剂（主要是石膏类 ）。）。矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥主要采用硫酸盐激发剂，掺入石膏除了调凝主要采用硫酸盐激发剂，掺入石膏除了调凝之外兼有激发作用；火山灰质和粉煤灰质水泥一般采用碱性之外兼有激发作用；火山灰质和粉煤灰质水泥一般采用碱性激发剂激发剂 。第11页，本讲稿共60页(二二)水泥助磨剂水泥助磨剂 水泥生产属高能耗工业水

16、泥生产属高能耗工业 ，其中生料处理和熟料粉磨占总能耗，其中生料处理和熟料粉磨占总能耗的的17%17%左右。左右。我国大部分水泥企业使用的粉磨设备是管磨机，我国大部分水泥企业使用的粉磨设备是管磨机，粉磨效率极低，约有粉磨效率极低，约有97%97%能量转化为热能而白白地耗散掉，仅能量转化为热能而白白地耗散掉，仅有有0.1%0.1%0.6%0.6%的能量真正用于粉磨的能量真正用于粉磨-增加物料新表面。增加物料新表面。为了提高粉磨效率、降低能耗，采用化学添加剂为了提高粉磨效率、降低能耗，采用化学添加剂(助磨剂助磨剂)，即在粉磨过程中，加入即在粉磨过程中，加入0.03%0.03%0.5%0.5%的助磨剂

17、，可显著提高粉的助磨剂，可显著提高粉磨效率，可在相同细度的条件下，缩短粉磨时间，降低能耗，磨效率，可在相同细度的条件下，缩短粉磨时间，降低能耗，增加台时产量或在粉磨时间相同的前提下，提高水泥细度和增加台时产量或在粉磨时间相同的前提下，提高水泥细度和强度，同时还可以提高粉体流动性，利于装卸。用于助磨的强度，同时还可以提高粉体流动性，利于装卸。用于助磨的物质大多是醇类、酚类、胺类、皂类、酯类及其些多元酸的物质大多是醇类、酚类、胺类、皂类、酯类及其些多元酸的盐等。它们的掺量一般在盐等。它们的掺量一般在0.01%0.01%0.08%0.08%。第12页，本讲稿共60页（三）矿物复合外加剂（三）矿物复合

18、外加剂 以以活性矿物活性矿物为主要组分，复合一些其它组分为主要组分，复合一些其它组分(如：塑化、缓如：塑化、缓凝、早强剂等凝、早强剂等)配置的外加剂称矿物复合外加剂。配置的外加剂称矿物复合外加剂。主要用于主要用于提高水泥和混凝土的标号，改善水泥和混凝土的和易性和耐提高水泥和混凝土的标号，改善水泥和混凝土的和易性和耐久性，配置专用性水泥等。久性，配置专用性水泥等。常用的矿物原料有硅粉、沸石、粉煤灰、矿渣和钢渣等。常用的矿物原料有硅粉、沸石、粉煤灰、矿渣和钢渣等。凡是具有高活性的酸性氧化物都可。凡是具有高活性的酸性氧化物都可。第13页，本讲稿共60页为了改善生料的易烧性，即为提高熟料质量和降低能耗

19、，国为了改善生料的易烧性，即为提高熟料质量和降低能耗，国内外多采取加入矿化剂。内外多采取加入矿化剂。矿化剂能够提高水泥的强度。矿化剂能够提高水泥的强度。一般一般碱土金属和碱金属的化合物，如碱土金属和碱金属的化合物，如CaFCaF2 2、NaFNaF、CaClCaCl2 2、CaHPOCaHPO4 4、MgCOMgCO3 3等都有较好的矿化助熔效果。如果两种或三种矿化等都有较好的矿化助熔效果。如果两种或三种矿化剂复合使用，则都比它们各自单独使用时的效果要好。剂复合使用，则都比它们各自单独使用时的效果要好。（四）（四）矿化剂矿化剂 第14页，本讲稿共60页（五）水泥防潮剂（五）水泥防潮剂 普通水泥

20、在存放期间易普通水泥在存放期间易吸潮风化吸潮风化和和降低活性降低活性，这是众所周，这是众所周知的现象。普通的知的现象。普通的425425#、525525#水泥存放水泥存放3636个月活性损失约个月活性损失约20%30%20%30%。因此，需要加入水泥防潮剂，例如：木沥青水泥。因此，需要加入水泥防潮剂，例如：木沥青水泥防潮剂。木沥青防潮水泥是在水泥磨制时加入约防潮剂。木沥青防潮水泥是在水泥磨制时加入约0.3%0.3%的木的木沥青。木沥青的加入，对水泥的粉磨效率，水泥及混凝土沥青。木沥青的加入，对水泥的粉磨效率，水泥及混凝土性能均产生系列的影响。性能均产生系列的影响。第15页，本讲稿共60页第二节

21、第二节 石膏及其制品外加剂石膏及其制品外加剂 石膏在化工、医药、工艺美术、装饰及建筑材料工业中，石膏在化工、医药、工艺美术、装饰及建筑材料工业中，都有广泛的应用，是重要的都有广泛的应用，是重要的气凝性胶凝材料气凝性胶凝材料之一。之一。石膏按成分可分为石膏按成分可分为天然石膏天然石膏和和化学石膏化学石膏两类；天然石膏分为两类；天然石膏分为天然二水石膏（天然二水石膏（CaSOCaSO4 42H2H2 2O O）和天然无水石膏（和天然无水石膏（CaSOCaSO4 4）两种，两种，通常所称的石膏，一般指天然二水石膏；通常所称的石膏，一般指天然二水石膏；化学石膏是化工或化学石膏是化工或其它工业所排出的含

22、二水硫酸钙的废渣其它工业所排出的含二水硫酸钙的废渣 。第16页，本讲稿共60页石膏石膏按功能分类按功能分类分为分为建筑石膏、模型石膏和高强石膏建筑石膏、模型石膏和高强石膏；建筑石膏和模型石膏是由天然二水石膏在建筑石膏和模型石膏是由天然二水石膏在107170107170下煅烧下煅烧而成的而成的型型半水石膏。半水石膏。模型石膏煅烧温度为模型石膏煅烧温度为190190，其白度要求比建筑石膏高（白，其白度要求比建筑石膏高（白度应大于度应大于8080），与适量水结合可形成二水石膏、产生强度。），与适量水结合可形成二水石膏、产生强度。高强石膏是在加压蒸气处理二水石膏时，形成的高强石膏是在加压蒸气处理二水石

23、膏时，形成的型型半水半水石膏，加水后很快形成强度比建筑石膏高数倍的试体。石膏，加水后很快形成强度比建筑石膏高数倍的试体。第17页，本讲稿共60页（一）调凝剂：（一）调凝剂：建筑石膏的凝结时间，标准规定：初凝不建筑石膏的凝结时间，标准规定：初凝不小于小于6 6minmin，终凝不大于终凝不大于3030minmin。高强石膏初凝不小于高强石膏初凝不小于3 3minmin，终凝不小于终凝不小于5 5minmin，不大于不大于3030min.min.由于这两种石膏易于凝结，由于这两种石膏易于凝结，应用时要掺加缓凝剂，调节凝结时间，以满足实际需要。应用时要掺加缓凝剂，调节凝结时间，以满足实际需要。二二

24、石膏制品外加剂石膏制品外加剂 1 1、丙三醇、乙二醇、柠檬酸盐类、乳酸及其盐、甲醇化物、丙三醇、乙二醇、柠檬酸盐类、乳酸及其盐、甲醇化物、单宁酸、硼酸及其盐及亚硫酸纸浆废液等。单宁酸、硼酸及其盐及亚硫酸纸浆废液等。它们均通过物理、它们均通过物理、化学的方式，吸附于半水石膏上，从而降低其溶解度，实现化学的方式，吸附于半水石膏上，从而降低其溶解度，实现缓凝。缓凝。第18页，本讲稿共60页2 2、骨胶、蛋白胶、淀粉渣、蜜糖渣、各种动物胶等大分子、骨胶、蛋白胶、淀粉渣、蜜糖渣、各种动物胶等大分子量的物质，量的物质，对半水石膏起到一种胶体保护作用，而致缓凝对半水石膏起到一种胶体保护作用，而致缓凝。3 3

25、、醋酸钙、碳酸钙及磷酸盐等，、醋酸钙、碳酸钙及磷酸盐等，它们能改变石膏结晶结构它们能改变石膏结晶结构而致缓凝。而致缓凝。第19页，本讲稿共60页（二）减水剂（二）减水剂 半水石膏的水化，理论需水量为半水石膏的水化，理论需水量为18.61%18.61%，而实际上，为达到，而实际上，为达到一定的操作要求，建筑石膏的加水量为一定的操作要求，建筑石膏的加水量为50%70%50%70%，高强石膏，高强石膏加水量为加水量为30%40%30%40%，多余的水将在硬化过程中逐渐逸出，使多余的水将在硬化过程中逐渐逸出，使硬化体系形成空隙，影响其强度和吸水率，为此，掺入减水硬化体系形成空隙，影响其强度和吸水率，为

26、此，掺入减水剂来降低拌合水量。剂来降低拌合水量。水泥混凝土中应用的减水剂都适用石膏，水泥混凝土中应用的减水剂都适用石膏，但二者毕竟存有差异，应用时要进行实验调试。但二者毕竟存有差异，应用时要进行实验调试。第20页，本讲稿共60页(三三)防水剂防水剂 为提高石膏制品的防潮、耐水性能，常加入防水剂为提高石膏制品的防潮、耐水性能，常加入防水剂；常用的；常用的防水剂有：防水剂有：1 1有机硅、石蜡、硬脂酸类有机硅、石蜡、硬脂酸类 用这类具有憎水性的物质用这类具有憎水性的物质掺入或涂覆，能封闭空隙，从而提高其防潮、防水性能。掺入或涂覆，能封闭空隙，从而提高其防潮、防水性能。2 2水泥、石灰、硅藻土，磨细

27、粒状高炉渣或粉煤灰等。在水水泥、石灰、硅藻土，磨细粒状高炉渣或粉煤灰等。在水化硬化过程中，通过硫酸盐的激活，生成难溶的化硬化过程中，通过硫酸盐的激活，生成难溶的C-S-HC-S-H或或C C3 3A A3 3CSHCSH3 3等固体物，它们的强度要比等固体物，它们的强度要比CaSOCaSO4 42H2H2 2O O高，而且耐水高，而且耐水性能也好。性能也好。3 3、草酸或草酸盐、草酸或草酸盐 用其水溶液通过浸涂或涂刷，使其表面用其水溶液通过浸涂或涂刷，使其表面形成难溶性草酸钙（形成难溶性草酸钙（CaCCaC2 2O O4 4），），可有效的改善防水性能。可有效的改善防水性能。第21页，本讲稿共

28、60页（四）增强剂（四）增强剂为了提高石膏制品的强度，通常可采用如下增强措施：纤为了提高石膏制品的强度，通常可采用如下增强措施：纤维增强、减水增强维增强、减水增强 、粘合增强、粘合增强 、激发增强。、激发增强。为了改善石膏制品的脆性，降低容重，提高制品保温、隔热为了改善石膏制品的脆性，降低容重，提高制品保温、隔热及隔声效果，可通过引入压缩空气，或加入松香皂、铝粉与及隔声效果，可通过引入压缩空气，或加入松香皂、铝粉与NaOHNaOH等引气剂。等引气剂。（五）（五）发泡剂发泡剂 第22页，本讲稿共60页（六）速凝剂（六）速凝剂 冬季施工及某些特殊工艺的需要，要求快速凝结冬季施工及某些特殊工艺的需要

29、，要求快速凝结，根据胶体，根据胶体聚凝的原理加入某些电解质，如：聚凝的原理加入某些电解质，如：NaClNaCl及其它卤化物、硫酸及其它卤化物、硫酸盐、硝酸盐及水玻璃等，为增加晶核，可掺入少量的二水石盐、硝酸盐及水玻璃等，为增加晶核，可掺入少量的二水石膏（膏（CaSOCaSO4 42H2H2 2O O）为晶胚，以加速其凝结。为晶胚，以加速其凝结。（七）活化剂（七）活化剂 为了使石膏水化加快，加入硫酸盐活化剂或碱性活化剂。为了使石膏水化加快，加入硫酸盐活化剂或碱性活化剂。第23页，本讲稿共60页三三 外加剂在石膏制品中的应用举例外加剂在石膏制品中的应用举例 ：1 1、纸面石膏板：、纸面石膏板：纸面

30、石膏板是利用建筑石膏，加入少量外纸面石膏板是利用建筑石膏，加入少量外加剂（占石膏量加剂（占石膏量1%1%2%2%），适量半合水，搅拌、浆化、辊压、），适量半合水，搅拌、浆化、辊压、衬纸、干燥后即为产品。衬纸、干燥后即为产品。所用外加剂有：纤维增强材料，玉所用外加剂有：纤维增强材料，玉米淀粉或米淀粉或801801胶（粘合增强），硫化醚发泡剂，废品石膏作胶（粘合增强），硫化醚发泡剂，废品石膏作促凝剂等。促凝剂等。第24页，本讲稿共60页2 2、石膏空心条板：、石膏空心条板：以建筑石膏作胶结材料，加入适量的增强以建筑石膏作胶结材料，加入适量的增强纤维、外加剂和拌合水，浆化后浇注成型，初凝后脱芯子、脱

31、纤维、外加剂和拌合水，浆化后浇注成型，初凝后脱芯子、脱膜后即得产品。其中外加剂有：酒精、糖蜜等缓凝剂，木质素膜后即得产品。其中外加剂有：酒精、糖蜜等缓凝剂，木质素磺酸盐减水剂及碱性活化剂等。磺酸盐减水剂及碱性活化剂等。这是一类很有发展前景的轻质这是一类很有发展前景的轻质墙体材料。墙体材料。3 3、粘结石膏：、粘结石膏：石膏本身是一中价廉的胶凝材料，通过与其它石膏本身是一中价廉的胶凝材料，通过与其它胶粘剂或外加剂的复合，可以配制出适合石膏制品的粘接、密胶粘剂或外加剂的复合，可以配制出适合石膏制品的粘接、密封、嵌缝等需要的多功能粘结石膏。封、嵌缝等需要的多功能粘结石膏。4 4、高性能模型石膏：、高

32、性能模型石膏：石膏作为陶瓷制品模具材料，在日用陶瓷石膏作为陶瓷制品模具材料，在日用陶瓷制品中应用最为广泛，由于石膏自身材质的因素，其使用寿命制品中应用最为广泛，由于石膏自身材质的因素，其使用寿命短，这一方面增加了企业的生产成本，另方面也造成了资源的短，这一方面增加了企业的生产成本，另方面也造成了资源的浪费。因此，开发出了浪费。因此，开发出了高效复合型增强剂，高效复合型增强剂，加入到石膏当中生加入到石膏当中生产出高性能模型石膏。产出高性能模型石膏。第25页，本讲稿共60页第三节第三节 水泥混凝土外加剂水泥混凝土外加剂 一、水泥混凝土外加剂的发展与意义一、水泥混凝土外加剂的发展与意义 水泥混凝土是

33、目前各国用量最多的建筑材料之一，也是水泥混凝土是目前各国用量最多的建筑材料之一，也是2121世世纪的主要建筑材料。自从纪的主要建筑材料。自从18241824年波特兰水泥取得专利以来，年波特兰水泥取得专利以来，于于1919世纪中期出现了世纪中期出现了钢筋混凝土；钢筋混凝土；19281928年有了年有了预应力混凝土预应力混凝土技术技术，本世纪，本世纪3030年代到年代到7070年代以来，出现了年代以来，出现了混凝土化学外加混凝土化学外加剂剂，尤其是高效减水剂的开发与应用，使混凝土技术结合，尤其是高效减水剂的开发与应用，使混凝土技术结合，使混凝土技术进入了使混凝土技术进入了高性能混凝土高性能混凝土（

34、Hight Performance Hight Performance Concrete Concrete 缩写为缩写为HPCHPC）的高科技时代。的高科技时代。第26页，本讲稿共60页混凝土外加剂混凝土外加剂最初是从提高早期强度和满足冬季施工的需求，最初是从提高早期强度和满足冬季施工的需求，开发了以氯酸盐为原料的开发了以氯酸盐为原料的早强抗冻剂早强抗冻剂，三、四十年代为改善，三、四十年代为改善混凝土性能出现了以木质素磺酸盐为主要成分的混凝土性能出现了以木质素磺酸盐为主要成分的塑化剂塑化剂，为，为提高混凝土的耐久性开发了以松香脂为原料的引气剂等，提高混凝土的耐久性开发了以松香脂为原料的引气剂等

35、，6060年代以后，由于混凝土工程代表日趋复杂化和大型化，年代以后，由于混凝土工程代表日趋复杂化和大型化，高效高效减水剂及其它功能的外加剂便相继出现。减水剂及其它功能的外加剂便相继出现。自自6060年代以来，高效减水剂的开发与应用，年代以来，高效减水剂的开发与应用，使混凝土技术使混凝土技术进入了高强与高流态的新领域；进入了高强与高流态的新领域；9090年代起，随着年代起，随着粉体工程粉体工程技术的发展技术的发展，又进一步地把混凝土技术带进了高性能的高，又进一步地把混凝土技术带进了高性能的高科技时代。科技时代。这也是整个时代材料与工程发展的必然趋势。这也是整个时代材料与工程发展的必然趋势。第27

36、页，本讲稿共60页（二）混凝土外加剂命名（二）混凝土外加剂命名 混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入的，用以改善混凝混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质，其掺量一般不超过水泥用量的土性能的物质，其掺量一般不超过水泥用量的5%5%，其名称常其名称常用其所具有的一种或几种功能来命名用其所具有的一种或几种功能来命名：普通减水剂（塑化剂）：普通减水剂（塑化剂）高效减水剂、早强剂、高效减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、早强减水剂、早强缓凝剂、引气剂、早强减水剂、早强高效减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、引气减水剂、高效减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、引气减水剂、引气高效减

37、水剂等。引气高效减水剂等。第28页，本讲稿共60页（三）混凝土外加剂的分类：（三）混凝土外加剂的分类：1 1、按外加剂的主要功能分类：、按外加剂的主要功能分类：（1 1）改善混凝土拌合物流变性能的外加剂）改善混凝土拌合物流变性能的外加剂 主要包括减水剂、主要包括减水剂、引气剂和泵送剂等。引气剂和泵送剂等。（2 2）调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂）调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂 主要包括缓主要包括缓凝剂、速凝剂及早强剂等。凝剂、速凝剂及早强剂等。（3 3）改善混凝耐久性能的外加剂）改善混凝耐久性能的外加剂 主要包括引气剂、膨胀剂、主要包括引气剂、膨胀剂、防水剂及防锈剂等。防水剂及防锈

38、剂等。（4 4）改善其它性能的外加剂）改善其它性能的外加剂 如加气剂、防冻剂及着色剂等。如加气剂、防冻剂及着色剂等。第29页，本讲稿共60页2 2、按外加剂化学组分分类、按外加剂化学组分分类 ：（1 1）无机类）无机类 如一些金属单质、无机盐类及少数氢氧化物。如一些金属单质、无机盐类及少数氢氧化物。这类物质大多用于早强剂、膨胀剂、速凝剂及着色剂等。这类物质大多用于早强剂、膨胀剂、速凝剂及着色剂等。（2 2）有机类）有机类 其种类较多，大都属于表面活性物质，常用其种类较多，大都属于表面活性物质，常用作减水剂及引气剂等。作减水剂及引气剂等。（3 3）有机无机复合类）有机无机复合类 主要用于早强减水

39、剂及防冻剂等。主要用于早强减水剂及防冻剂等。第30页，本讲稿共60页二二 混凝土减水剂混凝土减水剂 混凝土减水剂又称塑化剂或水泥分散剂，混凝土减水剂是在混凝土减水剂又称塑化剂或水泥分散剂，混凝土减水剂是在混凝土外加剂中应用最为广泛的一大类，混凝土外加剂中应用最为广泛的一大类，大多是有机物且为大多是有机物且为表面活性物质表面活性物质，水泥混凝土外加剂所涉及的表面活性剂，其，水泥混凝土外加剂所涉及的表面活性剂，其亲水基团主要有亲水基团主要有 -SO-SO3 3H(Na)H(Na)、-COOH-COOH、COOH(Na)COOH(Na)、-OH-OH、-O-O-、季铵基等，它们与水之间的亲和力较强，

40、易进入水中，这种季铵基等，它们与水之间的亲和力较强，易进入水中，这种亲合力多为分子间的离子亲合力多为分子间的离子-离子、离子离子、离子-偶极、偶极偶极、偶极-偶极之间偶极之间的力（包括氢键）。的力（包括氢键）。第31页，本讲稿共60页1 1、减水剂作用的基本原理、减水剂作用的基本原理 减水剂一般多为各类表面活性剂，其作用与该表面活性剂减水剂一般多为各类表面活性剂，其作用与该表面活性剂物质的功能及水泥的水化产物及其胶凝体系的性质等有关，物质的功能及水泥的水化产物及其胶凝体系的性质等有关，因此难以作出系统完整的理论解释。因此难以作出系统完整的理论解释。但但都与表面活性剂的都与表面活性剂的分散、塑化

41、及湿润作用分不开的。分散、塑化及湿润作用分不开的。第32页，本讲稿共60页2 2、减水剂对混凝土性能的影响及应用：、减水剂对混凝土性能的影响及应用：（1 1）减水剂由于具有强的分散作用）减水剂由于具有强的分散作用，因此，减水剂不但可以，因此，减水剂不但可以提高混凝土拌合物的和易性，减少拌合水，增加含气量，延长提高混凝土拌合物的和易性，减少拌合水，增加含气量，延长凝结时间和减缓水化热的释放，同时还能使硬化混凝土提高强凝结时间和减缓水化热的释放，同时还能使硬化混凝土提高强度和耐久性。度和耐久性。（2 2）减水剂的应用：）减水剂的应用：减水剂广泛应用于多种建材生产中，在水泥混凝土中的应用减水剂广泛应

42、用于多种建材生产中，在水泥混凝土中的应用主要有如下几方面：主要有如下几方面：配制流态混凝土，配制流态混凝土，包括各种泵送混凝土包括各种泵送混凝土 配制高强混凝土，配制高强混凝土，通过减水提高混凝土强度通过减水提高混凝土强度 ，节约水泥，节约水泥 配制有关特种水泥配制有关特种水泥 复配多功能外加剂复配多功能外加剂 ，配制高性能混凝土（配制高性能混凝土（HPCHPC）。）。第33页，本讲稿共60页（二）萘系高效减水剂萘系高效减水剂也属于焦油类磺化缩合物减水剂。它们都是以煤焦油中分馏出的某些馏分为主要原料，经磺化、它们都是以煤焦油中分馏出的某些馏分为主要原料，经磺化、缩合而成的一些含有缩合而成的一些

43、含有-SO-SO3 3MeMe的阴离子表面活性剂。主要包括：的阴离子表面活性剂。主要包括：萘系减水剂、甲基萘系减水剂、蒽系减水剂、煤焦油减水剂。萘系减水剂、甲基萘系减水剂、蒽系减水剂、煤焦油减水剂。萘系产品一般减水率在萘系产品一般减水率在12%25%12%25%，具有早强性能，具有早强性能，1313d d可提高可提高强度强度50%50%。此外，磺化焦油减水剂由于资源丰富，价格低廉，是普通减水此外，磺化焦油减水剂由于资源丰富，价格低廉，是普通减水剂生产可用的原料。它是多种有机物的混合物，既有脂肪类化剂生产可用的原料。它是多种有机物的混合物，既有脂肪类化合物，又有各总单环、稠环芳香化合物，用于合成

44、减水剂的基合物，又有各总单环、稠环芳香化合物，用于合成减水剂的基本原理与萘系相似。本原理与萘系相似。第34页，本讲稿共60页(三三)密胺类减水剂密胺类减水剂 1 1、密胺类高效减水剂、密胺类高效减水剂 密胺类高效减水剂于密胺类高效减水剂于19641964年在德国年在德国首先研制成功，命名为梅首先研制成功，命名为梅尔明尔明(Melment)Melment)，19731973年引入日本年引入日本,商品名为商品名为NL-4000NL-4000，我国我国8080年代初也开始研制，引进与生产，年代初也开始研制，引进与生产，代表符号为代表符号为SMSM。近年来，近年来，国内在引进技术的基础上，进行了多方面

45、的研究与改进，并国内在引进技术的基础上，进行了多方面的研究与改进，并已取得了明显效果。如已取得了明显效果。如济南中建八局建材科研所济南中建八局建材科研所于于19961996年采年采用工业废料作为化学与复合改性的单体和原料，建成年产用工业废料作为化学与复合改性的单体和原料，建成年产20002000t t的生产线，研制出系列的改性的生产线，研制出系列的改性SMSM产品，并定名为产品，并定名为BSMBSM，同年同年1010月通过了山东省科委的技术鉴定，月通过了山东省科委的技术鉴定，我们在利用三废降我们在利用三废降低成本提高产品性能的技术上填补了国内空白。低成本提高产品性能的技术上填补了国内空白。第3

46、5页，本讲稿共60页SMSM这类产品的复合配伍性好，因此可以与很多其它外加剂或这类产品的复合配伍性好，因此可以与很多其它外加剂或化学品进行共混，以达到改性的目的化学品进行共混，以达到改性的目的。这类产品系非引气性。这类产品系非引气性高效减水剂高效减水剂，掺量（按水泥量计），掺量（按水泥量计）0.5%0.5%1.0%1.0%，减水率可达，减水率可达15%15%25%25%，1 1d d强度提高强度提高40%40%100%100%，7 7d d强度提高强度提高30%30%70%70%，2828d d强度提高强度提高30%30%40%40%。第36页，本讲稿共60页（四）脂肪族羟基磺酸盐缩合物高效减

47、水剂（四）脂肪族羟基磺酸盐缩合物高效减水剂 这种减水剂亦称这种减水剂亦称磺化丙酮磺化丙酮-甲醛缩合物减水剂甲醛缩合物减水剂，国内最早，国内最早由由中原油田勘探局中原油田勘探局钻井工程服务公司研制并申请了发明专钻井工程服务公司研制并申请了发明专利。后来许多单位进行过研制与生产。其中，利。后来许多单位进行过研制与生产。其中，济南中建八济南中建八局建材科研所局建材科研所于于19971997年在国内专利的基础上进行了改性，年在国内专利的基础上进行了改性，并生产出了系列质量优良价格低廉的高效减水剂，并生产出了系列质量优良价格低廉的高效减水剂，产品代产品代号为号为BAFBAF。该产品属非引气型，具有较强的

48、分散能力和较高的减水率，该产品属非引气型，具有较强的分散能力和较高的减水率，但塌落度损失较大，因此需要进行化学和复合改性。但塌落度损失较大，因此需要进行化学和复合改性。第37页，本讲稿共60页（五）木质素磺酸盐类减水剂（五）木质素磺酸盐类减水剂 本类是研究应用最早的减水剂，本类是研究应用最早的减水剂，19531953年先由美国研究成功，年先由美国研究成功，并于并于19371937年获得专利，称为普浊里年获得专利，称为普浊里(Pozzolith)(Pozzolith)，19501950年年日本从美国引进该项专利。我国从日本从美国引进该项专利。我国从19601960年后进行研制，并年后进行研制，并

49、对亚硫酸纸浆废液进行过研究开发，目前已成为我国主要对亚硫酸纸浆废液进行过研究开发，目前已成为我国主要减水剂之一。减水剂之一。这类产品一般掺量这类产品一般掺量0.2%0.2%0.3%0.3%，减水率在，减水率在5%5%10%10%。第38页，本讲稿共60页此外还有糖蜜减水剂此外还有糖蜜减水剂 、玉米芯减水剂、玉米芯减水剂 、腐植酸盐减水剂等。、腐植酸盐减水剂等。减水剂通过表面活性剂的功能，降低水泥颗粒的表面能，增减水剂通过表面活性剂的功能，降低水泥颗粒的表面能，增加其分散性，能够大量释放出自由水，又通过减水剂本身的加其分散性，能够大量释放出自由水，又通过减水剂本身的电子与立体效应，使水泥浆体体系

50、稳定增加了新拌混凝土的电子与立体效应，使水泥浆体体系稳定增加了新拌混凝土的流动性和在相同流动性的条件下具有显著地减水功能。流动性和在相同流动性的条件下具有显著地减水功能。第39页，本讲稿共60页保水剂主要是一些分子量较高，具有良好的亲水性基团的高保水剂主要是一些分子量较高，具有良好的亲水性基团的高分子化合物分子化合物。常用的有甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤。常用的有甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素维素(CMC)(CMC)、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、磺化酚聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、磺化酚醛树脂、磺化脲醛树脂等。醛树脂、磺化脲醛树脂等。在减水剂实际应用中，往往会出现水泥浆体的