混凝土外加剂

中国冶金百科全书·冶金建设下H混凝土外加剂[关闭][打印本页]混凝土外加剂hunningtuwaijiajiconcreteadditive在拌制混凝土时加入掺量一般不大于5%，用于改善混凝土拌合物和硬化后混凝土性能的材料的统称。简史在20世纪30年代，美国、日本等国为了提高混凝土的耐久性，在公路、隧道工程中使用松香皂引气剂。1935年美国研制出用于改善混凝土和易性的木质磺酸盐减水剂。60年代日本和西德相继研制出以β萘磺酸甲醛缩合物为主要成分的“迈蒂”(マィティ)和以磺化三聚氰胺甲醛树脂为主要成分的“美尔门特”(melment)高效减水剂，并大量应用于工程。从此，混凝土外加剂广泛用于世界各国。中国于50年代开始应用亚硫酸盐纸浆废液塑化剂、松香皂引气剂和氯盐类早强剂。70年代开始随着混凝土施工工艺的发展，各种混凝土外加剂相应获得广泛应用。分类按混凝土外加剂的作用功能分为五类：(1)改变混凝土拌合物流变性能的外加剂有减水剂、引气剂、流化剂、泵送剂和保水剂等;(2)调节混凝土凝结或硬化速度的外加剂有促凝剂、早强剂和缓凝剂等;(3)调节混凝土空气含量的外加剂有引气剂、加气剂、发泡剂和消泡剂等;(4)改善混凝土耐久性的外加剂有引气剂、防水剂和阻锈剂等;(5)为混凝土提供特殊性能的外加剂有加气剂、发泡剂、防冻剂、防水剂、膨胀剂、着色剂、粘结剂和碱-骨料反应抑制剂等。常用品种有引气剂、减水剂、早强剂、速凝剂、缓凝剂、防冻剂、膨胀剂和阻锈剂等。引气剂在搅拌混凝土过程中引入空气使之形成大量均匀分布的稳定而封闭的微小气泡，并在硬化后仍能保留其气孔的外加剂。绝大多数引气剂的主要成分为松香衍生物和各种磺酸盐类，如松香酸钠、松香热聚物、烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠等。脂肪醇类及非离子型表面活性剂等也能作引气剂使用。引气剂掺量一般为水泥重量的万分之0.5～5。掺用引气剂后能使混凝土拌合物的含气量达3%～6%，可显著改善混凝土的和易性及泌水性，施工时易于振捣密实，并能使硬化后的混凝土具有较好的抗冻性、抗渗性及耐久性。减水剂在不影响混凝土和易性的条件下可使单位用水量减少并提高混凝土强度，或在相同配合比条件下可改善混凝土拌合物和易性;或在保持相同的和易性及相同强度下可节约水泥用量的外加剂。常用的减水剂有普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂和引气减水剂等。(1)普通减水剂，也称塑化剂。掺入混凝土后在保持相同坍落度的情况下，其减水率一般为10%左右，相应可提高强度10%～20%;或者达到相同强度可节约水泥用量5%～10%。常用品种有木质磺酸钙，简称木钙，掺量为水泥重量的0.1%～0.3%。(2)高效减水剂，也称超塑化剂。拌入混凝土后，在不改变拌合物坍落度的情况下，其减水率可达10%～20%，相应增加强度15%～30%;在不改变配合比的情况下可增大坍落度10cm左右，具有较大的流动性，但其作用持续时间较短。高效减水剂的品种有萘磺酸盐甲醛缩合物、磺化三聚氰胺甲醛缩合物及改性木质磺酸盐等，其掺量约为水泥重量的0.5%～1%。(3)早强减水剂。兼有减水及早强作用，通常用减水剂及早强剂(如硫酸钠)复合而成。这种减水剂能增加混凝土拌合物的坍落度，改善和易性，加速混凝土早期强度的发展。(4)缓凝减水剂。兼有减水及缓凝作用，多用糖蜜制成，以蔗糖化钙为主要成分;也可用缓凝剂与减水剂复合而成。这种减水剂除能减水和增加强度外，还能延缓混凝土的凝结时间。(5)引气减水剂。兼有减水及引气的作用，用引气剂与减水剂复合而成。它可使混凝土搅拌时引入微小气泡，混凝土拌合物的含气量达3%～6%，其减水效果显著且有较好的抗冻融性。但混凝土强度有时稍有降低。早强剂能提高混凝土早期强度，而对后期强度影响不大的外加剂。主要品种有：氯盐、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、甲酸盐等，其掺量为水泥用量的1%～2%，若三乙醇胺与氯盐复合使用，则早强效果更好。但氯盐类、硝酸盐类等早强剂对钢筋均有锈蚀作用，用于钢筋混凝土结构中应按规定限量使用，或与阻锈剂复合使用。速凝剂能使水泥加快水化速度，使砂浆或混凝土迅速凝结、硬化的外加剂。其主要成分为铝酸钠、碳酸钠、硅酸二钙和氧化钙等，其掺量为水泥用量的2%～5%。加入速凝剂后，能使水泥的初凝时间不超过5min，终凝时间不超过10min。缓凝剂能延缓混凝土的凝结时间及降低水泥的初期水化热的外加剂。其主要品种有多羟基碳水化合物(如糖蜜、含氧有机酸和多元醇)，羟基羧酸及其盐类(如酒石酸、酒石酸钾钠、柠檬酸和水杨酸);无机化合物(如氧化锌、磷酸盐和钡酸盐)。其掺量为水泥重量的0.1%～0.6%。缓凝剂能使新拌混凝土在较长时间内保持其塑性，以利于浇灌成型，提高施工质量，或降低水化热，并对后期强度无不良影响。膨胀剂能使混凝土产生一定量体积膨胀的外加剂。其主要品种有：硫铝酸钙类(CSA)、氧化钙类、氧化钙-硫铝酸钙类、氧化镁类和铁屑类等。常用掺量为水泥重量的10%～20%，可用内掺法，以代替部分水泥用量(铁屑类除外)，提高混凝土的抗裂性及抗渗性。防冻剂能使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足以防止冻害强度的外加剂。其主要品种有氯盐类(如CaCl2和NaCl)、氯盐阻锈类(如氯盐加亚硝酸盐)及无氯盐类(如尿素和碳酸盐)。中国标准中确定的防冻剂适应温度有-5℃、-10℃、-15℃，可用于相应气温下冬期施工的混凝土工程。阻锈剂能防止或减缓混凝土中钢筋锈蚀的外加剂。将其掺入混凝土，对混凝土的各项性能无不良影响或稍有改善，旨在提高钢筋混凝土结构在腐蚀环境中的耐久性。阻锈剂有阳极型、阴极型及复合型等，目前用于工程的以复合型为主。主要成分为亚硝酸钠、苯甲酸钠和氟硅酸钠等。性能几种常用外加剂的物理-力学性能见表1。表1混凝土外加剂物理-力学性能外加剂品种普通减水剂高效减水剂早强减水剂缓凝减水剂引气减水剂早强剂缓凝剂引气剂减水率/%5105510——6泌水率比/%1001001001008010011080含气量/%4.04.04.04.03.5～5.5——3.5～5.5凝结时间之差/min初凝-60～+120-60～+120-60～+120+60～+210-60～+120-120～+120+60～+210-60～+60终凝-60～+120-60～+120-60～+120+210-60～+120-120～+120+120-60～+60抗压强度比/%1d—130130——125——3d11012512010011012090807d110120115110110110908028d105115105105110959080应用几种常用外加剂的适用范围及施工注意事项见表2。表2混凝土外加剂的适用范围与注意事项名称适用范围注意事项引气剂及引气减水剂(1)要求混凝土具有较高的耐久性、抗冻融性、防渗性的工程，如混凝土大坝、路面、机场道面、水中构筑物和防水混凝土等;(2)泵送混凝土、流动化混凝土;(3)骨料质量差以及轻骨料混凝土(1)其掺量很少，而对混凝土的含气量影响很大，因此要严格控制计量;(2)要随时测定混凝土拌合物的含气量普通减水剂(1)用于日最低气温在+5℃以上的各种混凝土施工;(2)作为提高混凝土强度或节约水泥的措施之一;(3)大模板施工、滑模施工以及大体积混凝土、泵送混凝土和流动化混凝土(1)计量要准确，掺量过多会引起混凝土缓凝或不凝;(2)木钙减水剂不宜用于用无水石膏作调凝剂的水泥，以免引起水泥速凝，使混凝土强度下降高效减水剂(1)用于日最低气温在0℃以上的混凝土施工;(2)高强度混凝土，大流动度混凝土;(3)用于钢筋密集、截面复杂、薄壁结构等不易施工的部位;(4)作为节约水泥的措施之一(1)计量要准确;(2)控制坍落度指标早强剂及旱强减水剂(1)用于日最低气温在-3℃以上，自然气温正负交替的亚寒地区混凝土施工;(2)用于早强混凝土和蒸养混凝土，需加快施工速度，提早拆模的工程(1)氯盐类早强剂不得用于预应力混凝土和电解车间以及距离高压、直流电源100m以内的结构;也不得用于含有活性骨料的混凝土结构;(2)硫酸盐类早强剂用于预应力构件时，其掺量上限值为占水泥重量的1%;不得用于有直流电源和使用电气化运输设施的厂房钢筋混凝土结构，也不得用于含有活性骨料的混凝土结构缓凝剂及缓凝减水剂(1)日最低气温5℃以上的混凝土施工;(2)大体积混凝土;(3)夏季炎热地区混凝土施工;(4)有缓凝要求的混凝土，如商品混凝土，泵送混凝土;(5)滑模施工计量要准确，掺量过多会引起混凝土过分缓凝或不凝，并使强度下降防冻剂冬季0℃以下混凝土施工。无筋混凝土结构可应用氯盐类防冻剂，钢筋混凝土结构宜用无氯盐类防冻剂或加阻锈类防冻剂(1)使用前要弄清防冻剂的主要成分，氯盐类或硫酸钠类应按相应的规定要求施工，尿素类不宜用于室内密闭的工程;(2)加强早期养护，避免水分蒸发过多;(3)应按施工时的气温选用相应规定温度的防冻剂膨胀剂(1)用于自防水屋面，地下防水及基础后浇缝和防水堵漏等;(2)用于膨胀混凝土，如设备底座灌浆，地脚螺栓固定等;(3)用于自应力混凝土，如制造自应力压力管等(1)膨胀混凝土(砂浆)浇灌后，必须在潮湿状态下养护14d以上或用喷涂养护剂养护;(2)日最低气温低于5℃时应采取保温措施阻锈剂(1)用于以氯盐为主的海洋环境及盐碱地带等;(2)施工用水、砂(如海砂)中氯盐含量超出允许量的场合;(3)腐蚀性工业厂房及因钢筋锈蚀而破坏的修复工程;(4)使用低碱水泥等，致使混凝土pH值偏低，不能满足钢筋保护的场合严格执行有关标准、规程，不得随意减少或增加用量4347字作者：陈曼卿知识来源：中国冶金百科全书总编辑委员会《冶金建设》卷编辑委员会,冶金工业出版社《中国冶金百...相关文章-期刊杂志相关文章-报纸相关文章-硕士学位论文相关文章-会议论文相关文章-年鉴