番茄花园-第七节外加剂.ppt

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1、番茄花园-第七节外加剂 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土性能的物质。掺量不大于水泥质量的5(特殊情况除外)。外加剂的掺量虽小，但其技术经济效果却显著，因此，外加剂已成为混凝土的重要组成部分，被称为第五组分，获得愈来愈广泛的应用。一、外加剂的定义一、外加剂的定义表面活性剂：能够被吸附在物体界面，并能降低界面张力的物质。分为：1、离子型：阳离子型 阴离子型 两性离子型2、非离子型：不能电离生成离子，本

2、身具有极性，能够吸附水分子起亲水基作用，它的亲水基主要是由一定数量的含氧基团构成，水溶液稳定性好，不受无机盐酸碱的影响。一、外加剂的定义 表面 活性 剂是是具具有有显显 著著改改 变变(通通 常常为为 降降低低)液液体体表表面面张张 力力或或二二相相间间界界面面张张 力力的的 物物质质，其其分分子子由由亲亲 水水基基 团团和和憎憎水水基基 团团二二个个部部分分 组组成成。亲水基团憎水基团一、外加剂的定义一、外加剂的定义 根根据据混混凝凝土土外外加加剂剂的的分分类类、命命名名与与定定义义(G GB B8 80 07 75 5 8 87 7)的的规规定定，混混凝凝土土外外加加剂剂按按其其主主要要功

3、功能能分分为为四四类类：(1 1)改改善善混混凝凝土土拌拌合合物物流流变变性性能能的的外外加加剂剂。包包括括各各种种减减水水剂剂、引引气气剂剂和和泵泵送送剂剂等等。(2 2)调调节节混混凝凝土土凝凝结结时时间间、硬硬化化性性能能的的外外加加剂剂。包包括括缓缓凝凝剂剂、早早强强剂剂和和速速凝凝剂剂等等。(3 3)改改善善混混凝凝土土耐耐久久性性的的外外加加剂剂。包包括括引引气气剂剂、防防水水剂剂和和阻阻锈锈剂剂等等。(4 4)改改善善混混凝凝土土其其他他性性能能的的外外加加剂剂。包包括括加加气气剂剂、膨膨胀胀剂剂、防防冻冻剂剂、着着色色剂剂、防防水水剂剂等等。二、外加剂的分类二、外加剂的分类三、

4、常用外加剂|1、减水剂|2、早强剂|3、引气剂|4、调凝剂 (一)减水剂 减水剂是当前外加剂中品种最多、应用最广的一减水剂是当前外加剂中品种最多、应用最广的一种，根据其功能分为：种，根据其功能分为：1 1、普通减水剂、普通减水剂(在混凝土坍落度基本相同的条件下，在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂能减少拌合用水量的外加剂)；2 2、高效减水剂、高效减水剂(在保持混凝土坍落度基本相同的条件在保持混凝土坍落度基本相同的条件下，能大幅度减少用水量的外加剂下，能大幅度减少用水量的外加剂)；3 3、引气减水剂、引气减水剂(兼有引气和减水功能的外加剂兼有引气和减水功能的外加剂)；4 4

5、、缓凝减水剂、缓凝减水剂(兼有缓凝和减水功能的外加剂兼有缓凝和减水功能的外加剂)；5 5、早强减水剂、早强减水剂(兼有早强和减水功能的外加剂兼有早强和减水功能的外加剂)。使用减水剂的目的：1、使混凝土的原配合比不变，流动性提高。2、使混凝土的流动性及水泥用量不变，降低用水量，使强度提高。3、保持混凝土拌和物的流动性、水灰比不变，使水泥用量降低。(一)减水剂 减水剂按其主要化学成分为：木质素磺酸盐系；多环芳香族磺酸盐系；水溶性树脂磺酸盐系；糖钙以及腐植酸盐等。1、减水剂的作用机理水泥加水后，产生絮状结构，其原因是：（1）水泥矿物在水化过程中所带电荷不同。（2）在溶液中热运动相互碰撞，相互吸引。（

6、3）粒子间范德华力及初期水化反应引起的。1、减水剂的作用机理 1 1、当当水水泥泥浆浆中中加加入入减减水水剂剂后后，减减水水剂剂分分子子中中的的憎憎水水基基定定向向吸吸附附于于水水泥泥质质点点表表面面，亲亲水水基基团团指指向向水水溶溶液液，在在水水泥泥颗颗粒粒表表面面形形成成单单分分子子或或多多分分子子吸吸附附膜膜，在在电电斥斥力力作作用用下下，使使原原来来水水泥泥加加水水后后由由于于水水泥泥颗颗粒粒间间分分子子凝凝聚聚力力等等多多种种因因素素而而形形成成的的絮絮凝凝结结构构打打开开，把把被被束束缚缚在在絮絮凝凝结结构构中中的的游游离离水水释释放放出出来来，这这就就是是由由减减水水剂剂分分子子

7、吸吸附附产产生生的的分分散散作作用用。2 2、水水泥泥加加水水后后，水水泥泥颗颗粒粒被被水水湿湿润润，湿湿润润愈愈好好，在在具具有有同同样样工工作作性性能能的的情情况况下下所所需需的的拌拌和和水水量量也也就就愈愈少少，且且水水泥泥水水化化速速度度亦亦加加快快。3 3、当当有有表表面面活活性性剂剂存存在在时时，降降低低了了水水的的表表面面张张力力和和水水与与水水泥泥颗颗粒粒问问的的界界面面张张力力，这这就就使使水水泥泥颗颗粒粒易易于于湿湿润润、利利于于水水化化；4 4、减减水水剂剂分分子子定定向向吸吸附附于于水水泥泥颗颗粒粒表表面面，亲亲水水基基团团指指向向水水溶溶液液，使使水水泥泥颗颗粒粒表表

8、面面的的溶溶剂剂化化层层增增厚厚，增增加加了了水水泥泥颗颗粒粒间间的的滑滑动动能能力力，又又起起了了润润滑滑作作用用若若是是引引气气型型减减水水剂剂，则则润润滑滑作作用用更更为为明明显显。1、减水剂的作用机理 (1)木质素磺酸盐系减水剂 这类减水剂根据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)、木质素磺酸镁(木镁等)。其中木钙减水剂(又称M型减水剂)使用较多。木木钙钙减减水水剂剂的的掺掺量量，一一般般为为水水泥泥质质量量的的0 0.2 2 0 0.3 3。2 2、常用减水剂、常用减水剂 当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，其减水当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时，其减水率

9、为率为10101515，混凝土，混凝土28d28d抗压强度提高抗压强度提高10102020；若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，则可节；若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，则可节省水泥用量省水泥用量1010左右；若保持混凝土的配合比不变，左右；若保持混凝土的配合比不变，则可提高混凝土坍落度则可提高混凝土坍落度8080一一100mm100mm。木钙减水剂对混。木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，掺量过多或在低温下缓凝作用更为凝土有缓凝作用，掺量过多或在低温下缓凝作用更为显著，而且还可能使混凝土强度降低显著，而且还可能使混凝土强度降低r r使用时应注意。使用时应注意。木钙减水剂是引气型减水剂，掺用后可改

10、善混凝土的木钙减水剂是引气型减水剂，掺用后可改善混凝土的抗渗性、抗冻性、降低泌水性。抗渗性、抗冻性、降低泌水性。(1)(1)木质素磺酸盐系减水剂木质素磺酸盐系减水剂 木钙减水剂可用于一般混凝土工程，木钙减水剂可用于一般混凝土工程，尤其适用于大模板、大体积浇注、滑模施尤其适用于大模板、大体积浇注、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。木钙减水工、泵送混凝土及夏季施工等。木钙减水剂不宜单独用于冬季施工，在日最低气温剂不宜单独用于冬季施工，在日最低气温低于低于55时，应与早强剂或早强剂、防冻时，应与早强剂或早强剂、防冻剂等复合使用。木钙减水剂也不宜单独用剂等复合使用。木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及

11、预应力混凝土。于蒸养混凝土及预应力混凝土。(1)(1)木质素磺酸盐系减水剂木质素磺酸盐系减水剂 多环芳香族磺酸盐系减水剂的主要成分为萘或萘的同系物多环芳香族磺酸盐系减水剂的主要成分为萘或萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩合物，故又称荼系减水剂。萘系减水剂通的磺酸盐与甲醛的缩合物，故又称荼系减水剂。萘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、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。我国市场上这类减水剂的品牌色粉末，也有为棕色粘稠液体

12、。我国市场上这类减水剂的品牌很多，如很多，如NNONNO、FDNFDN、SPSP l l、UNFUNF 2 2、SNSN R R、MFMF、建、建1 1等等。等等。其中大部分品牌为非引气型减水剂。其中大部分品牌为非引气型减水剂。萘系减水剂的适宜掺量萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的为水泥质量的0.50.51.01.0，减水率为，减水率为10102525。(2)(2)多环芳香族磺酸盐系减水剂多环芳香族磺酸盐系减水剂 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，则可节约水泥用量1020。萘系减水剂对不同品种水泥的适应性较强。适用于配制早强、高强、流态、防水、蒸养等混凝土。也适用于日

13、最低气温0以上施工的混凝土，低于此温度则宜与早强剂复合使用。(2)(2)多环芳香族磺酸盐系减水剂多环芳香族磺酸盐系减水剂水溶性树脂系减水剂是以一些水溶性树脂为主要原料的减水剂，如三聚氰胺水溶性树脂系减水剂是以一些水溶性树脂为主要原料的减水剂，如三聚氰胺树脂、古玛隆树脂等，我国生产的树脂、古玛隆树脂等，我国生产的SMSM减水剂即是将三聚氰胺与甲醛反应生成减水剂即是将三聚氰胺与甲醛反应生成三经甲基三聚氰胺，再经硫酸氢钠磺化而得的以三聚氰胺树脂磺酸钠为主要三经甲基三聚氰胺，再经硫酸氢钠磺化而得的以三聚氰胺树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。成分的减水剂。CRSCRS减水剂则是以古玛隆一苟树脂磺酸钠为主要成

14、分的减水剂。减水剂则是以古玛隆一苟树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。SM SM减水剂掺量为水泥质量的减水剂掺量为水泥质量的0.50.52.02.0，其减水率为，其减水率为15152727，混凝，混凝土土3d3d强度提高强度提高3030100100，28d28d强度提高强度提高2020一一3030。CRSCRS减水剂掺量为水泥减水剂掺量为水泥质量的质量的0.750.752.02.0，其减水率为，其减水率为18183030，混凝土，混凝土3d3d强度提高强度提高4040130130，28d28d强度可提高强度可提高2020一一3030。这二种减水剂除具有显著的减水、增强。这二种减水剂除具有显著的减水、

15、增强效果外，还能提高混凝土的其他力学性能和混凝土的抗渗、抗冻性，对混凝效果外，还能提高混凝土的其他力学性能和混凝土的抗渗、抗冻性，对混凝土的蒸养适应性也优于其他外加剂。土的蒸养适应性也优于其他外加剂。水溶性树脂系减水剂为高效减水剂，适水溶性树脂系减水剂为高效减水剂，适用于早强、高强、蒸养及流态混凝土等。用于早强、高强、蒸养及流态混凝土等。(3)(3)水溶性树脂系减水剂水溶性树脂系减水剂（二）早强剂|定义：是指能提高混凝土的早期强度的外加剂。有氯化物系、硫酸盐系、三乙醇胺、石膏等。|早强机理：（1）能够尽早与C3A作用生成钙矾石（2）能生成难溶的复盐 CaCl2+C3A 水化氯铝酸钙 CaCl2

16、+Ca(OH)2 氧氯化钙（三）引气剂|定义：是指能在混凝土拌合物中产生一定量的微小独立气泡并使之均匀分布其中的外加剂。如松香热聚物、松香皂等。引气剂：在混凝土拌合物中加入少量的金属粉末（如铝粉等），浇注时发生反应，放出大量的氢气等气体，使浆体体积显著膨胀。|掺量：万分之0.5 1.1，引气量为3 6%。|引气机理：能吸附空气表面，憎水基向里，亲水基向外，吸附水分子，使气泡稳定存在。|引气剂的作用：1、由于水分子均匀分布气泡表面，改善了混凝土的粘聚性，保水性。2、气泡起滚珠、润滑作用，使混凝土的流动性提高，节约水泥。3、0.010.25mm的微气泡稳定均匀分布，遮断了毛细管道，抗渗性、抗冻性提

17、高。4、气泡的弹性变形，对抗裂性有利。5、气泡的存在，使混凝土的强度降低。但水灰比降低，使混凝土强度得到补偿。（三）引气剂（四）调凝剂|缓凝剂：能延缓混凝土的凝结时间，而不显著影响混凝土的后期强度的外加剂。掺量为0.03 0.1%，应用：油井工程、大体积混凝土、商品混凝土等。|速凝剂：能使混凝土迅速凝结，并改善混凝土与基底的粘结性及稳定性。掺量为2.5 4%，应用：喷射混凝土、抢修工程等。四、外加剂的使用|先掺法：与水泥等一起混合后加水拌合。|同掺法：加水配成溶液后掺入。|滞水法：滞水于23min加入。|后掺法：将拌合物拌好送到浇注地点后加入。|第三节第三节混凝土的质量控制与评定混凝土的质量控

18、制与评定|混凝土在生产与施工中，由于原材料性能混凝土在生产与施工中，由于原材料性能波动的影响，施工操作的误差，试验条件波动的影响，施工操作的误差，试验条件的影响，混凝土的质量波动是客观存在的，的影响，混凝土的质量波动是客观存在的，因此一定要进行质量管理，因此一定要进行质量管理，由于混凝土的抗压强度与混凝土其他由于混凝土的抗压强度与混凝土其他性能有着紧密的相关性，能较好地反映混性能有着紧密的相关性，能较好地反映混凝土的全面质量，因此工程中常以混凝土凝土的全面质量，因此工程中常以混凝土抗压强度作为重要的质量控制指标，并以抗压强度作为重要的质量控制指标，并以此作为评定混凝土生产质量水平的依据。此作为

19、评定混凝土生产质量水平的依据。|3.1 3.1 混凝土强度的波动规律混凝土强度的波动规律正态正态分布分布在一定施工条件下，对同一种混凝土在一定施工条件下，对同一种混凝土进行随机取样，制作组试件（进行随机取样，制作组试件（），测得其），测得其 龄期的抗压龄期的抗压强度，然后以混凝土强度为横坐标，强度，然后以混凝土强度为横坐标，以混凝土强度出现的概率为纵坐标，以混凝土强度出现的概率为纵坐标，绘制出混凝土强度概率分布曲线。实绘制出混凝土强度概率分布曲线。实践证明，混凝土的强度分布曲线一般践证明，混凝土的强度分布曲线一般为正态分布曲线。为正态分布曲线。|3.23.2混凝土质量评定的数理统计方法混凝土质

20、量评定的数理统计方法|（）混凝土强度平均值（）混凝土强度平均值（）混凝土强度平均值可按下式计算：混凝土强度平均值可按下式计算：式中式中混凝土强度试件组数；混凝土强度试件组数；fcu，i 混凝土第组的抗压强度值。混凝土第组的抗压强度值。|（）混凝土强度标准差（）混凝土强度标准差（）混凝土强度标准差又称均方差，其计算式为混凝土强度标准差又称均方差，其计算式为|标准差标准差是正态分布曲线上拐点至对称轴的是正态分布曲线上拐点至对称轴的垂直距离，可用以作为评定混凝土质量均匀性垂直距离，可用以作为评定混凝土质量均匀性的一种指标。的一种指标。|（）变异系数（）变异系数（v v）变异系数又称离差系数，其计算式

21、如下变异系数又称离差系数，其计算式如下 由于混凝土强度的标准差（由于混凝土强度的标准差（由于混凝土强度的标准差（由于混凝土强度的标准差（）随强度等级的提高）随强度等级的提高）随强度等级的提高）随强度等级的提高而增大，故可采用变异系数（而增大，故可采用变异系数（而增大，故可采用变异系数（而增大，故可采用变异系数（v v）作为评定混凝土）作为评定混凝土）作为评定混凝土）作为评定混凝土质量均匀性的指标。质量均匀性的指标。质量均匀性的指标。质量均匀性的指标。v v值愈小，表示混凝土质量愈值愈小，表示混凝土质量愈值愈小，表示混凝土质量愈值愈小，表示混凝土质量愈稳定；稳定；稳定；稳定；v v值大，则表示混

22、凝土质量稳定性差。值大，则表示混凝土质量稳定性差。值大，则表示混凝土质量稳定性差。值大，则表示混凝土质量稳定性差。|（）混凝土的强度保证率（）（）混凝土的强度保证率（）混凝土的强度保证率混凝土的强度保证率P P（）是指混凝土强度（）是指混凝土强度总体中，大于等于设计强度等级的概率，在混总体中，大于等于设计强度等级的概率，在混凝土强度正态分布曲线图中以阴影面积表示，凝土强度正态分布曲线图中以阴影面积表示，见图见图 4-6 4-6所示。低于设计强度等级（所示。低于设计强度等级（f fcucu，）的强度所出现的概率为不合格率。的强度所出现的概率为不合格率。图图图图 4-6 4-6 混凝土强度保证率混

23、凝土强度保证率混凝土强度保证率混凝土强度保证率|混凝土强度保证率（）的计算方法为：混凝土强度保证率（）的计算方法为：首先根据混凝土设计等级（首先根据混凝土设计等级（f fcucu,）、混凝土）、混凝土强度平均值（强度平均值（）、标准差（）、标准差（）或变异系）或变异系数（数（v v），计算出概率度（），即），计算出概率度（），即|则强度保证率（）就可由正态分布曲线则强度保证率（）就可由正态分布曲线方程积分求得，即方程积分求得，即z但实际上当已知值时，可从数理统计但实际上当已知值时，可从数理统计书中的表内查到值。书中的表内查到值。(P129(P129 表表4-274-27）工程中（）值可根据统计

24、周期内混凝工程中（）值可根据统计周期内混凝土试件强度不低于要求强度等级的组数土试件强度不低于要求强度等级的组数N N0 0与试件总组数（与试件总组数（）之比求得，）之比求得，即即|3.3 3.3 混凝土配制强度混凝土配制强度 在施工中配制混凝土时，如果所配在施工中配制混凝土时，如果所配制混凝土的强度平均值（制混凝土的强度平均值（）等于设）等于设计强度计强度（f fcu,cu,），则由图），则由图4646可知，这时混可知，这时混凝土强度保证率只有凝土强度保证率只有5050。因此，为。因此，为了保证工程混凝土具有设计所要求的了保证工程混凝土具有设计所要求的9595强度保证率，在进行混凝土配合强度保

25、证率，在进行混凝土配合比设计时，必须使混凝土的配制强度比设计时，必须使混凝土的配制强度大于设计强度（大于设计强度（f fcu,cu,）。）。|混凝土配制强度可按下式计算（混凝土配制强度可按下式计算（JGJ55-JGJ55-20002000）：）：|式中式中f fcu,0cu,0混凝土配制强度（混凝土配制强度（MPaMPa）；）；f fcu,kcu,k设计的混凝土强度标准值设计的混凝土强度标准值（MPaMPa）；）；混凝土强度标准差（混凝土强度标准差（MPaMPa）|当施工单位不具有近期的同一品种混凝土当施工单位不具有近期的同一品种混凝土的强度资料时，的强度资料时，值可按表值可按表4-9(p1334-9(p133表表4-4-30)30)取值。取值。