混凝土外加剂基础知识培训讲义PPT(讲解详细).ppt
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1、混凝土外加剂基础知识混凝土外加剂基础知识纲要纲要 混凝土外加剂的定义及分类混凝土外加剂的定义及分类 常用混凝土外加剂介绍常用混凝土外加剂介绍 外加剂应用中应注意的问题外加剂应用中应注意的问题外加剂定义外加剂定义定义:定义:一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌混凝土和(或)硬化混凝土性能的用以改善新拌混凝土和(或)硬化混凝土性能的材料(一般掺量不大于胶凝材料的材料(一般掺量不大于胶凝材料的5 5,特殊情况,特殊情况除外)。除外)。混凝土外加剂已成为混凝土不可缺少的第五组分。混凝土外加剂已成为混凝土不可缺少的第五组分。混凝土外加剂的分类混凝土
2、外加剂的分类分类(按主要功能划分)分类(按主要功能划分)改善流变性能改善流变性能:减水剂、泵送剂,增稠剂减水剂、泵送剂,增稠剂调节凝结时间、硬化性能调节凝结时间、硬化性能:速凝剂、缓凝剂、速凝剂、缓凝剂、早强剂早强剂改善耐久性改善耐久性:引气剂、防水剂、阻锈剂引气剂、防水剂、阻锈剂改善其它性能改善其它性能:膨胀剂、防冻剂、着色剂、减膨胀剂、防冻剂、着色剂、减缩剂、养护剂、脱模剂等缩剂、养护剂、脱模剂等外加剂的用途外加剂的用途 改善新拌混凝土、砂浆、水泥浆的性能改善新拌混凝土、砂浆、水泥浆的性能l 改善混凝土的和易性,减少离析、泌水,减小 坍损,改善可泵性;l 缩短或延长初凝时间。改善硬化混凝土
3、、砂浆、水泥浆的性能改善硬化混凝土、砂浆、水泥浆的性能l 提高强度、弹模;l 减少收缩或补偿收缩;l 提高抗渗、抗冻融、抗碳化能力;l 抑制碱集料反应。获得良好的经济效益获得良好的经济效益l 减少单方水泥用量;l 缩小构筑物尺寸;外加剂外加剂 混凝土外加发展到今天,已经形成了一个巨大的产业,各种新的外加剂不断出现,功能也越来越完善,特别是高性能混凝土发展到今天,外加剂在混凝土中扮演的角色越来越重要。二、二、常用外加剂介绍常用外加剂介绍表面活性剂表面活性剂 定义 一种显著降低液体表面张力或二相间界面张力的物质。基本作用 降低分散体系中两相界面的界面自由能,提高分散体系的稳定性。分子构造 极性基团
4、 原子团 非极性基团长碳链疏水基(亲油基)疏水基(亲油基)亲水基亲水基 外加剂发展简史和分类外加剂发展简史和分类1910年 疏水剂和塑化剂20世纪30年代 引气剂20世纪50年代 木质素类木质素类减水剂20世纪60年代 萘系萘系减水剂20世纪60年代 密胺类密胺类减水剂第二代高效减水剂20世纪90年代 聚羧酸系聚羧酸系减水剂第三代高性能减水剂第一代普通减水剂由于混凝土的迅速发展,由于混凝土的迅速发展,各种外加剂蓬勃发展期各种外加剂蓬勃发展期减水剂定义减水剂定义 普通减水剂(第一代)普通减水剂(第一代)在混凝土坍落度基本相同的条件下,能够减少拌和用在混凝土坍落度基本相同的条件下,能够减少拌和用水
5、量的外加剂。水量的外加剂。高效减水剂(第二代)高效减水剂(第二代)在混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅度减少拌在混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅度减少拌合用水量的外加剂。合用水量的外加剂。高性能减水剂(第三代)高性能减水剂(第三代)比高效减水剂具有更高减水率、更好坍落度保持性能、比高效减水剂具有更高减水率、更好坍落度保持性能、较小干燥收缩,且具有一定引气性能的减水剂。较小干燥收缩,且具有一定引气性能的减水剂。普通减水剂普通减水剂 主要品种:主要品种:木质素磺酸钙(木钙:常用,产量最大,木钙:常用,产量最大,引气量较大引气量较大)木质素磺酸钠(木钠:常用)(木钠:常用)木质素磺酸镁(木镁:
6、草浆制,减水率低,性能不稳定,引气量低)(木镁:草浆制,减水率低,性能不稳定,引气量低)木质素磺酸铵(木铵:释放氨气,使用很少)(木铵:释放氨气,使用很少)多元醇系 (糖钙:蔗糖厂废液制,也可做缓凝剂)(糖钙:蔗糖厂废液制,也可做缓凝剂)木钙工艺流程木钙工艺流程:废液中和发酵蒸馏脱糖过滤浓缩干燥成品木质素减水剂性能木质素减水剂性能 目前市场减水剂中单独使用木质素类的已经很少,目前市场减水剂中单独使用木质素类的已经很少,几乎都是与高效减水剂复合使用,比如与萘系、脂肪几乎都是与高效减水剂复合使用,比如与萘系、脂肪族等。族等。产品性能特点:产品性能特点:减水率较低,减水率减水率较低,减水率 在在8%
7、8%左右;混凝土左右;混凝土28d28d抗压强度提高抗压强度提高10102020;改进型减水率有提高,能达到高效减水剂要求;改进型减水率有提高,能达到高效减水剂要求;具有一定的引气作用,减小泌水和离析;具有一定的引气作用,减小泌水和离析;具有一定的缓凝作用,降低水化放热速率。具有一定的缓凝作用,降低水化放热速率。木质素减水剂应用范围木质素减水剂应用范围应用范围应用范围(1 1)普通混凝土)普通混凝土(2 2)大体积混凝土)大体积混凝土(3 3)大坝混凝土)大坝混凝土(4 4)水工混凝土)水工混凝土(5 5)泵送混凝土等)泵送混凝土等 主要用于主要用于配置强度等级不大于配置强度等级不大于C30的
8、混凝土的混凝土,可用于可用于现浇混凝土,钢筋混凝土及预应力混凝土,但是由于普通现浇混凝土,钢筋混凝土及预应力混凝土,但是由于普通减水剂具有一定的引气、缓凝作用,减水剂具有一定的引气、缓凝作用,不宜单独使用于蒸养不宜单独使用于蒸养混凝土。混凝土。木质素类产品木质素类产品应用技术要点:应用技术要点:与其它外加剂的相容性:与其它外加剂的相容性:与某些高效减水剂复合配置溶液与某些高效减水剂复合配置溶液会产生沉淀;会产生沉淀;氯离子含量:氯离子含量:使用纸浆废液生产,部分厂家循环用水导致使用纸浆废液生产,部分厂家循环用水导致氯离子含量高;氯离子含量高;坍损较大:坍损较大:注意温度和运输时间对坍损的影响;
9、注意温度和运输时间对坍损的影响;引气作用:引气作用:应注意混凝土强度,必要时采取消泡措施降低应注意混凝土强度,必要时采取消泡措施降低含气量;含气量;缓凝作用:缓凝作用:宜在最低气温宜在最低气温5以上使用;以上使用;与胶凝材料的适应性:与胶凝材料的适应性:与某些工业副产品石膏调凝的水泥与某些工业副产品石膏调凝的水泥作用可能引起假凝或速凝,造成事故;作用可能引起假凝或速凝,造成事故;养护:养护:注意养护,防止失水过快影响强度发展,甚至形成注意养护,防止失水过快影响强度发展,甚至形成裂缝。裂缝。多元醇类产品多元醇类产品糖钙:糖钙:废蜜(制糖工业副产品)与石灰乳反应制成废蜜(制糖工业副产品)与石灰乳反
10、应制成 的产品。的产品。废蜜中的糖主要是蔗糖和单糖。废蜜中的糖主要是蔗糖和单糖。多元醇类产品多元醇类产品作用机理作用机理糖钙中主要成分是蔗糖化钙络合物和单糖化钙络合物,具糖钙中主要成分是蔗糖化钙络合物和单糖化钙络合物,具有很强的固有很强的固-液界面活性作用,能吸附在水泥粒子上,形液界面活性作用,能吸附在水泥粒子上,形成溶剂化吸附层,破坏水泥的絮凝结构使水泥分散,自由成溶剂化吸附层,破坏水泥的絮凝结构使水泥分散,自由水增多,达到减水作用。水增多,达到减水作用。由于不降低水的表面张力,所有不具有引气作用。由于不降低水的表面张力,所有不具有引气作用。羟基(羟基(-OH-OH)延缓水泥水化,具有较强的
11、缓凝作用。)延缓水泥水化,具有较强的缓凝作用。多元醇类产品多元醇类产品产品性能特点产品性能特点减水率:减水率减水率:减水率5 58%8%左右。左右。缓凝作用:混凝土凝结时间随掺量的增加而延长,超剂量缓凝作用:混凝土凝结时间随掺量的增加而延长,超剂量使用会产生严重缓凝,导致后期强度下降。使用会产生严重缓凝,导致后期强度下降。减小泌水:适量掺入可有效减少泌水;减小泌水:适量掺入可有效减少泌水;沉淀:单独使用或与其它外加剂复合配制溶液,沉淀多。沉淀:单独使用或与其它外加剂复合配制溶液,沉淀多。目前糖钙单独使用较少,更多的是当做缓凝剂来使用目前糖钙单独使用较少,更多的是当做缓凝剂来使用。小结小结 普通
12、减水剂由于其减水率较低,一般用于配置低强度普通减水剂由于其减水率较低,一般用于配置低强度等级的混凝土,由于其本身的缺陷(引气、缓凝等),等级的混凝土,由于其本身的缺陷(引气、缓凝等),限制了其在混凝土中的掺量。限制了其在混凝土中的掺量。由于静电排斥和溶剂化作用减水机理,在水泥水化过由于静电排斥和溶剂化作用减水机理,在水泥水化过程中,水泥颗粒静电排斥力降低、溶剂化膜消失,注定程中,水泥颗粒静电排斥力降低、溶剂化膜消失,注定了混凝土流动性随时间延长而降低,最终表现混凝土坍了混凝土流动性随时间延长而降低,最终表现混凝土坍落度损失较大。落度损失较大。普通减水剂一般都是与其他外加剂复合使用。普通减水剂一
13、般都是与其他外加剂复合使用。高效减水剂高效减水剂 主要品种主要品种 1.萘系高效减水剂(使用量最广,减水率较高)萘系高效减水剂(使用量最广,减水率较高)2.2.蒽系高效减水剂(用量少,蒽系高效减水剂(用量少,价格便宜价格便宜)3.3.古马隆系高效减水剂(焦化厂副产品制,减水率一般)古马隆系高效减水剂(焦化厂副产品制,减水率一般)4.4.三聚氰胺系高效减水剂(三聚氰胺系高效减水剂(减水增强效果好减水增强效果好,价格较高),价格较高)5.5.氨基磺酸盐系高效减水剂(减水率高,氨基磺酸盐系高效减水剂(减水率高,保坍较好保坍较好)6.6.脂肪族高效减水剂(减水率较高,保坍一般)脂肪族高效减水剂(减水率
14、较高,保坍一般)作用机理作用机理吸附吸附水泥颗粒表水泥颗粒表表面能降低表面能降低水泥颗粒水泥颗粒 表面带电表面带电形成形成溶剂化水膜溶剂化水膜阻止水泥颗阻止水泥颗粒絮凝粒絮凝静电斥力静电斥力效应效应水泥颗粒水泥颗粒稳定分散稳定分散高性能减水剂高性能减水剂 萘系高效减水剂增加混凝土收缩,易造成混萘系高效减水剂增加混凝土收缩,易造成混凝土开裂;混凝土夏季高温是坍损大,与不同水凝土开裂;混凝土夏季高温是坍损大,与不同水泥存在相容性问题,生产过程环境污染等,为了泥存在相容性问题,生产过程环境污染等,为了解决萘系高效减水剂存在的问题,出现了一种新解决萘系高效减水剂存在的问题,出现了一种新型的高效减水剂型
15、的高效减水剂 聚羧酸系高效减水剂聚羧酸系高效减水剂 ,具有大减水、低收缩具有大减水、低收缩和优良保坍等多种优良性能和优良保坍等多种优良性能。聚羧酸系超塑化剂聚羧酸系超塑化剂聚羧酸系高性能减水剂的分子模型聚羧酸系高性能减水剂的分子模型聚羧酸系超塑化剂聚羧酸系超塑化剂基本性能对比基本性能对比聚羧酸系超塑化剂聚羧酸系超塑化剂主要性能特点主要性能特点与水泥的适应性较好与水泥的适应性较好掺量低,减水率高掺量低,减水率高新拌混凝土流动性保持性能好新拌混凝土流动性保持性能好增强效果好增强效果好新拌混凝土和易性好,混凝土外观质量较好新拌混凝土和易性好,混凝土外观质量较好混凝土收缩率低混凝土收缩率低可以大幅度提
16、高矿物掺合料的用量,降低水泥用量,节约可以大幅度提高矿物掺合料的用量,降低水泥用量,节约成本成本外加剂总碱量、硫酸钠含量、氯离子含量低外加剂总碱量、硫酸钠含量、氯离子含量低清洁无污染,环境友好清洁无污染,环境友好聚羧酸系超塑化剂聚羧酸系超塑化剂应用范围应用范围 特别适合用于配置特别适合用于配置C30C30C100C100的高流态、高保坍、高的高流态、高保坍、高强甚至超高强的混凝土工程。强甚至超高强的混凝土工程。关键技术关键技术高温缓凝、且凝结时间可调;高温缓凝、且凝结时间可调;含气量稳定及良好的抗冻融性能;含气量稳定及良好的抗冻融性能;高强混凝土粘度的控制;高强混凝土粘度的控制;保坍能力可以从
17、分子结构进行调整;保坍能力可以从分子结构进行调整;对分子结构接枝不同官能团,可以生产特殊功能的产品,对分子结构接枝不同官能团,可以生产特殊功能的产品,如:高保坍型、减缩型、消泡型等。如:高保坍型、减缩型、消泡型等。聚羧酸系超塑化剂聚羧酸系超塑化剂注意事项与引气剂复合使用时一定要预先试验;与引气剂复合使用时一定要预先试验;减水、保坍效果对减水剂掺量依赖性大;减水、保坍效果对减水剂掺量依赖性大;减水、保坍受温度影响较大减水、保坍受温度影响较大配置的混凝土拌合物性能对用水量极为敏感配置的混凝土拌合物性能对用水量极为敏感与其他品种减水剂的相容性很差且无叠加的作用与其他品种减水剂的相容性很差且无叠加的作
18、用效果,不得与萘磺酸盐减水剂复配(切忌)效果,不得与萘磺酸盐减水剂复配(切忌)与其他改性组分的相容性较差,如消泡剂、引气与其他改性组分的相容性较差,如消泡剂、引气剂、增稠剂等剂、增稠剂等小结小结 聚羧酸系超塑化剂其优越的使用性能,在各种工程中聚羧酸系超塑化剂其优越的使用性能,在各种工程中应用越来越广泛,出现的问题也越来越多,由于其独特的应用越来越广泛,出现的问题也越来越多,由于其独特的梳型分子结构,结构可设计性强,可以根据在实际使用中梳型分子结构,结构可设计性强,可以根据在实际使用中遇到的问题进行结构调整,来解决遇到的特殊问题,其产遇到的问题进行结构调整,来解决遇到的特殊问题,其产品已经向系列
19、化和功能化发展。品已经向系列化和功能化发展。缓凝剂缓凝剂定义:定义:能够延长混凝土或砂浆初、终凝时间的外加剂。能够延长混凝土或砂浆初、终凝时间的外加剂。主要品种主要品种糖类及碳水化合物糖类及碳水化合物羟基羧酸及其盐类羟基羧酸及其盐类多元醇及其衍生物多元醇及其衍生物弱无机酸及其盐类弱无机酸及其盐类有机磷酸盐类有机磷酸盐类木质素磺酸盐、腐殖酸盐木质素磺酸盐、腐殖酸盐小结小结缓凝剂对混凝土凝结时间的延缓程度,取决于所用缓凝剂缓凝剂对混凝土凝结时间的延缓程度,取决于所用缓凝剂的类型及掺量、水泥的品种及用量、掺合料、水灰比、环的类型及掺量、水泥的品种及用量、掺合料、水灰比、环境温度、掺加顺序等因素。境温
20、度、掺加顺序等因素。普通硅酸盐水泥缓凝效果依次为,糖类普通硅酸盐水泥缓凝效果依次为,糖类 羟基羧酸类羟基羧酸类 木钙木钙类类高温条件缓凝效果依次为:糖类高温条件缓凝效果依次为:糖类 磷羧酸磷羧酸 柠檬酸柠檬酸 酒石酸酒石酸 聚羧酸聚羧酸 无机磷酸盐无机磷酸盐 多元醇。多元醇。缓凝剂对硬化混凝土早期有所降低,后期有增加,收缩轻缓凝剂对硬化混凝土早期有所降低,后期有增加,收缩轻微增加。微增加。超长缓凝时对混凝土早期、后期强度均有影响,须提高设超长缓凝时对混凝土早期、后期强度均有影响,须提高设计标号。计标号。超掺可能导致永久性不凝超掺可能导致永久性不凝。早强剂早强剂定义:定义:可加速混凝土早期强度发
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