4.9混凝土的外加剂2（课件）- 《建筑材料（第4版） 》同步教学（机械工业版）

4.9 混凝土的外加剂 4.9 混凝的外加剂 4.9.1 早强剂的定义及分类 1. 定义 能加速混凝土早期强度发展的外加剂称为早强剂。 特点：在常温及低温条件下(不低于-5℃)养护的混凝土中掺入适量早强剂可显著提高其早期强度，或缩短养护时间，对蒸汽养护混凝土而言，可缩短蒸养周期或降低蒸养温度，达到提高生产率、节约能耗和降低成本的目的，具有明显的技术经济效果，是应用历史较长的外加剂品种之一。 2. 分类 （1）强电解质无机盐类早强剂： 硫酸盐、硫酸复盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯盐等 （2）水溶性有机化合物类： 三乙醇胺，甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐等 （3）其它复合物类： 有机化合物，无机盐复合物 4.9.2 常用混凝土早强剂及其作用机理 1. 氯化钙 氯化钙为白色结晶粉末状的无机电解质。 混凝土中掺入占水泥质量1%～2%的氯化钙时， 可使1d强度提到140%～200%，7d强度提高115%～125%。 早强作用的主要原因是：氯化钙可与水泥中的铝酸三钙反应生成不溶性复盐――水化氯铝酸钙 CaCl2+3CaO·Al2O3+H2O→3CaO·Al2O3·3CaCl2·30H2O 或3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O 氯化钙还可与水泥水化产物中的氢氧化钙反应，生产不溶性的氧氯化钙 CaCl2+Ca(OH)2+H2O→CaCl2·3Ca(OH)2·12H2O 或CaCl2·Ca(OH)2·H2O 由于含有大量化学结合水（这类水与游离水不同，往往具有某些固体性质）的水化产物增多，固相比例增高，有助于水泥浆结构的形成而表现出较高的早期强度。 由于上述反应的迅速进行，Ca(OH)2数量减少，这也加速了C3S等的水化反应，有利于提高早期强度。 2. 硫酸钠 硫酸钠的俗名称为元明粉，白色粉末，是易溶于水的无机电解质盐类，其早强效果以Na2SO4·10H2O为最佳。 硫酸钠加入水泥中，可与Ca(OH)2反应生成分散度极高的CaSO4·2H2O。 Na2SO4+Ca(OH)2+2H2O→CaSO4·2H2O+2NaOH 式（5-3） 由于所生成的硫酸钙比生产水泥时加入的石膏的比表面积大的多，所以可以和水泥中的铝酸钙迅速反应生成钙矾石（3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O），体积膨胀，使水泥石致密，从而提高了早期强度。 由于Ca(OH)2被消耗，又加速了C3S、C2S的水化反应，也有助于早期强度的提高。 但28d的强度往往与不掺硫酸钠者持平甚至稍有下降。 3. 三乙醇胺N(C2H4OH)3 三乙醇胺为无色或淡黄色透明油状液体，能溶解于水，呈碱性。 最佳掺量范围为0.03%～0.05%，但单掺时早强效果不太显著，一般提高10%左右，而且应在常温湿养条件下。 所以实际工程中，常将三乙醇胺与氯化钠、氯化钙、硫酸钠等复合使用。 三乙醇胺产生早强作用的机理，目前研究尚不够充分，看法还不一致 一般认为在复合早强剂中它起着催化剂的作用，即可促进氯盐等早强剂对水泥水化的加速作用。 4. 复合早强剂 在实际工程中，经常将三乙醇胺、氯化钙、硫酸钠、亚硝酸钠、甲酸钙以及石膏等组分组成二元、三元或四元的复合早强剂： 有机和无机复合、无机和无机复合或有机和有机复合。 实践证明： 若复合早强剂的复合组分、比例、掺量选择适当，其早期强度增进率有可能达到或超过各组分单独使用时强度增进率的算术叠加 若早期强度相同，复合早强剂的掺量可比单组分的减小 因此，使用复合早强剂可以取得比单组分早强剂更为显著的技术经济效果。 4.9.3 早强剂的掺量限制 表5-2为常用早强剂在混凝土中的掺量限制——见教程P72 表5-2 混凝土早强剂的掺量（GB50119－2003） 注：预应力混凝土及潮湿环境中使用的钢筋混凝土中不得掺氯盐早强剂。 混凝土种类 早强剂品种 掺量(水泥质量%) 预应力混凝土 干燥环境 硫酸钠 1.0 三乙醇胺 0.05 钢筋混凝土 干燥环境 氯离子(Cl－) 0.6 硫酸钠 2.0 硫酸钠与缓凝减水剂复合使用 3.0 三乙醇胺 0.05 潮湿环境 硫酸钠 1.5 三乙醇胺 0.05 有饰面要求的混凝土 硫酸钠 1.0 无筋混凝土 氯离子(Cl－) 1.8 4.9.4 早强剂和早强减水剂的适用范围与施工 1. 适用范围 早强剂及早强减水剂适用于： 蒸养混凝土及常温、低温和最低温度不低于-5℃环境中施工的有早强要求的混凝土工程。 炎热环境条件下不宜使用早强剂、早强减水剂。 粉剂早强剂和早强减水剂直接掺入混凝土干料中应延长搅拌时间30s。 2. 施工中应注意的问题 常温及低温下使用早强剂或早强减水剂的混凝土采用自然养护时宜使用塑料薄膜覆盖或喷洒养护液。 终凝后应立即浇水潮湿养护。 最低气温低于0℃时除塑料薄膜外还应加盖保温材料。 最低气温低于-5℃时应使用防冻剂。 掺早强剂或早强减水剂的混凝土采用蒸汽养护时，其蒸养制度应通过试验确定。 4.9.5 混凝土缓凝剂 缓凝剂的定义及分类 1. 定义 缓凝剂是指延长混凝土凝结时间的外加剂。 2. 分类 （1）糖类：糖钙、葡萄糖酸盐等。 （2）木质素磺酸盐类：木质素磺酸钙、木质素磺酸钠等。 （3）羟基羧酸及其盐类：柠檬酸、酒石酸钾钠等。 （4）无机盐类：锌盐、磷酸盐等。 （5）其它类：胺盐及其衍生物、纤维素醚等。 4.9.6缓凝剂的作用机理 一般来讲，多数有机缓凝剂有表面活性，它们在固－液界面上产生吸附，改变固体粒子表面性质； 或是通过其分子中亲水基团吸附大量水分子形成较厚的水膜层，使晶体间的相互接触受到屏蔽，改变了结构形成过程； 或是通过其分子中的某些官能团与游离的Ca2+生成难溶性的钙盐吸附于矿物颗粒表面，从而抑制水泥的水化进程，起到缓凝效果。 大多数无机缓凝剂能与水泥水化产物生成复盐（如钙矾石），沉淀于水泥矿物颗粒表面，抑制水泥水化。 缓凝剂的机理较为复杂，通常是以上多种缓凝机理综合作用的结果。 4.9. 7缓凝剂及缓凝减水剂的工程应用问题 1. 适用范围 缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂可用于： 大体积混凝土、碾压混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土，大面积浇筑的混凝土、避免冷缝产生的混凝土； 需较长时间停放或长距离运输的混凝土、自流平免振混凝土、滑模施工或拉模施工的混凝土及其它需要延缓凝结时间的混凝土。 缓凝高效减水剂可制备高强高性能混凝土。 2. 缓凝剂及缓凝减水剂应用中应注意的问题： （1）缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂宜用于日最低气温5℃以上施工的混凝土，不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。 （2）柠檬酸及酒石酸钾钠等缓凝剂不宜单独用于水泥用量较低、水灰比较大的贫混凝土。 （3）当掺用含有糖类及木质素磺酸盐类物质的外加剂时应先做水泥适应性试验，合格后方可使用。 （4）使用缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂施工时，宜根据温度选择品种并调整掺量，满足工程要求方可使用。 （5）缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂的品种及掺量应根据环境温度、施工要求的混凝土凝结时间、运输距离、停放时间、强度等来确定。 （6）缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂以溶液掺加时计量必须正确，使用时加入拌合水中，溶液中的水量应从拌合水中扣除。难溶和不溶物较多的应采用干掺法并延长混凝土搅拌时间30s。 （7）掺缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂的混凝土浇筑、振捣后，应及时抹压并始终保持混凝土表面潮湿，终凝以后应浇水养护，当气温较低时，应加强保温保湿养护。 感谢观看 $$