《混凝土外加剂(一)减水剂》课件解析

混凝土外加剂（一）减水剂复习：混凝土的三个主要性质•1、混凝土拌合物的和易性①内容：②检测方法：③影响和易性因素：2、混凝土的强度①内容：②检测方法：a.试块尺寸：b.标准养护条件：③影响强度因素：•3、混凝土的耐久性①内容：②提高耐久性主要措施：复习：混凝土的三个主要性质•1、混凝土拌合物的和易性①内容：a.流动性b.粘聚性c.保水性②检测方法：坍落度试验和维勃稠度试验③影响和易性因素：a.水泥品种b.集料种类及规格c.水胶比d.砂率e.浆集料比f.外加剂•2、混凝土的强度①内容：a.抗压强度b.抗拉强度c.抗弯强度d.抗剪强度②检测方法：混凝土试块抗压试验a.试块尺寸：立方体抗压150*150*150mmb.标准养护条件：温度20±2℃，湿度90%以上，养护28d③影响强度因素：a.水泥强度等级b.水胶比c.粗集料d.养护条件e.龄期f.施工条件g.外加剂•3、混凝土的耐久性①内容：a.抗渗性b.抗冻性c.抗侵蚀性②提高耐久性主要措施：a.合理选择原材料b.提高混凝土密实度c.掺入外加剂混凝土是土木、建筑、水利以及许多工程中使用得十分广泛的材料，随着科学技术的不断发展，对混凝土的各方面性能就会不断地提出各种新的要求。如何满足这些要求，可以采用多种途径，而使用混凝土外加剂则是其中一种效果显著、使用方便、经济合理的手段。特别是在重点工程中，要求混凝土具有良好的耐久性，使用寿命为100年，必须按高性能混凝土的要求施工，因此，配制高性能混凝土所需的高效减水剂更是必不可少的。目前，混凝土外加剂已逐渐成为混凝土中除砂、石、水泥和水之外必不可少的第五组分材料。一、混凝土外加剂的定义与作用问题1、什么是混凝土外加剂？（定义）2、混凝土外加剂的作用是什么？1、什么是混凝土外加剂？（定义）答：混凝土外加剂，是指在混凝土拌合过程中掺入的用以改善混凝土性能的物质。除特殊情况外，掺量一般不超过水泥用量的5％。2、混凝土外加剂的作用？答：①改善混凝土性能，促进了施工技术革命②提高技术经济效果，节约资源，保护环境①改善混凝土性能，促进了施工技术革命品种较多，功能各异，提高和改善混凝土各项性能。外加剂新品种和应用技术迅速发展，促进了混凝土施工新技术的发展，在保证顺利施工和控制质量方面功效巨大。满足工程耐久性要求的最佳、最有效、最易行的途径之一。通过应用泵送剂和泵送技术将混凝土一泵到顶投资5.6亿美元88层420.5米中国第七高楼金茂大厦三峡大坝以百年耐久性设计为目标的举世瞩目的工程青藏铁路自然条件严酷的青藏铁路顺利施工世界最长的跨海大桥造桥史上的丰碑筑向大海的世纪长虹全长36公里，投资118亿，海工耐久混凝土240万方，桥墩660个杭州湾跨海大桥外加剂——优质工程必不可少的新材料高难混凝土技术的实现都离不开混凝土外加剂；几乎所有重要的混凝土工程、所有的混凝土搅拌站均使用各类外加剂。②提高技术经济效果，节约资源，保护环境外加剂促进了工业副产品（如磨细矿渣、粉煤灰、硅灰、钢渣等）的应用；节约水泥10~15%，即少用20~45kg/m3，一个工程可以节约成千上万吨的水泥。提问：某工程使用了外加剂后共节约了1万吨水泥，每包水泥50kg,20元/包，总共节约了多少钱？卢沟桥畔300万t钢渣堆场木质素磺酸盐减水剂环保作用每生产1吨木质素磺酸盐减水剂可以消耗2.5吨造纸废液（浓度40%）避免了废液直接排入江河中造成环境污染在取得良好经济效益的同时，为保护环境做出了突出的贡献。外加剂在商品混凝土中使用在改善和提高混凝土各种物理性能，延长建筑工程的使用寿命的同时，减少了混凝土现场搅拌时产生的粉尘污染和施工噪音，改善了现场施工环境。二、外加剂的分类及作用混凝土外加剂种类繁多，根据《混凝土外加剂的分类、命名与定义》(GB8075)的规定，混凝土外加剂按其主要功能分为四类：混凝土外加剂种类繁多，根据《混凝土外加剂的分类、命名与定义》(GB8075)的规定，混凝土外加剂按其主要功能分为四类：(1)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。(2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。(3)改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂、减缩剂等。(4)改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。常用的外加剂问题：建筑工程上常用的外加剂有哪几种？常用的外加剂建筑工程上常用的外加剂有：（一）减水剂（二）早强剂（三）引气剂（四）缓凝剂（五）防冻剂（一）减水剂定义：减水剂是指在保持混凝土和易性不变的条件下，具有显著减少拌合用水量的外加剂，也叫塑化剂。1．减水剂的减水作用常用减水剂均属表面活性物质，其分子是由亲水基团和憎水基团两个部分组成，见图4—20。当水泥加水拌合后，由于水泥颗粒间分子凝聚力的作用，使水泥浆形成絮凝结构，如图4—21。在这絮凝结构中，包裹了一定的拌合水(游离水)，从而降低了混凝土拌合物的和易性。如在水泥中加入适量的减水剂，由于减水剂的表面活性作用，致使憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同的电荷，在电斥力作用下，水泥颗粒互相分开如图4—21所示，絮凝结构解体，包裹的游离水被释放出来，从而有效地增加了混凝土拌合物的流动性。当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后，在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜层，它阻止了水泥颗粒间的直接接触，并在颗粒间起润滑作用，也改善了混凝土拌合物的和易性。此外，由于水泥颗粒被有效分散，颗粒表面被水分充分润湿，增大了水泥颗粒的水化面积，使水化比较充分，从而提高了混凝土的强度。可见，减水剂作用原理可由吸咐——分散作用、润滑作用、湿润作用三部分组成。只要掺入少量的减水剂，就可使硬化前混凝土和易性改善，硬化后混凝土性能改善，减水剂已成为高性能混凝土主要成分。2．减水剂的技术经济效果(1)保持和易性不变，也不减少水泥用量时，可减少拌合用水10%~15%或更多。由于减少拌合用水量使水胶比减少，则可以使强度提高15%~20%，特别是早期强度提高更为明显。(2)保持原配合比不变情况下，使拌合物的坍落度大幅提高（可增大100～200mm），使之便于施工，满足泵送混凝土施工要求。2．减水剂的技术经济效果(3)保持强度及和易性不变时，可节约水泥用量10％～15％，有利于降低工程成本。(4)由于拌合的水量减少，拌合物的泌水、离析现象得到改善，可提高抗冻性、抗渗性，使混凝土的耐久性得到提高3．目前常用的减水剂按主要功能分普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂等。目前施工中常用的减水剂主要有：木质素系、萘系、树脂系、糖蜜系和腐殖酸等。(1)木质素系减水剂主要品种木质素磺酸钙(木钙粉或M粉)，棕黄色粉状物，适宜掺量为水泥质量的0.2%~0.3%；其他还有MY减水剂，CH减水剂，CF-G、WN-1型木钠减水剂等。特点：a.减水率10%左右；b.不减水情况，坍落度增加100mm左右，28d强度提高10%~20%c.保持强度不变，节约水泥10%d.对钢筋无锈蚀危害，对混凝土抗冻、抗渗、耐久性有明显改善适用范围：所有混凝土工程，因有缓凝作用，可降低水泥早期水化热，更适用于水工的大体积混凝土生产途径：木钙减水剂是以生产纸浆或纤维浆剩余下来的亚硫酸浆废液为原料，采用石灰乳中和，经生物发酵除糖、蒸发浓缩、喷雾干燥而制得的棕黄色粉末，可实现废物利用，是治理环境污染的有效途径之一。(2)萘系减水剂定义：萘系减水剂，是用萘或萘的同系物经磺化与甲醛缩合而成。适宜掺量为水泥质量的0.2％～1％，一般为棕色粉末。目前，品种主要有NNO、FDN、UNF、NF、MF、JN、建-I、AF等。特点：a.减水率15%~25%；b.不减水情况，坍落度增加120~180mm，早期强度提高30%~100%,28d强度提高15%~40%c.保持强度不变，节约水泥10%~20%适用范围：所有混凝土工程，更适于配置高强、早强混凝土及流态混凝土。萘系减水剂对水泥的强烈分散作用，其减水、增强、提高耐久性等效果均优于木质素，属于高效减水剂。生产途径：萘系减水剂通常是工业萘或煤焦油中萘（C10H8，无色晶体，有特殊气味，卫生球）、蒽（无色晶体，发青色荧光C14H10）、甲基萘等馏分，经磺化、水碱、综合、中和、过滤、干燥而成。作业课本P67页4-25课本P68页4-264-27（二）早强剂定义：早强剂，是加速混凝土早期强度发展，并对后期强度无显著影响的外加剂。作用：早强剂能加速水泥的水化和硬化，缩短养护期，从而达到尽早拆模、提高模板周转率，加快施工速度的目的。分类：常用早强剂有氯盐、硫酸盐、三乙醇胺三大类及以它们为基础的复合早强剂。适用范围：早强剂可以在常温、低温和负温(不低于一5°C)条件下加速混凝土的硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。1．氯盐早强剂氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化铝及三氯化铁等，其中以氯化钙与氯化钠应用最广。作用：明显提高混凝土早期强度，同时降低水的冰点，防止早期受冻缺点：含有Cl一离子，会加速钢筋锈蚀，并导致混凝土开裂。因此，《混凝土外加剂应用技术规范》(GBJ119)规定，在钢筋混凝土中，氯盐的掺量不得超过水泥质量的1％，在无筋混凝土中掺量1%~3％，使用时，为了抑制氯化钙对钢筋的锈蚀作用，常将氯化钙与阻锈剂亚硝酸钠(NaNO2)复合使用。2．硫酸盐类早强剂硫酸盐类早强剂，主要有元明粉（Na2SO4）、芒硝（Na2SO4·10H2O）、二水石膏（CaSO4·2H2O)、海波（硫代硫酸钠Na2S2O3·5H2O）。均为白色粉状物，适宜掺量为0．5％～2％。当掺量为1％～1．5％时，达到混凝土设计强度70％的时间可缩短一半左右。作用：提高混凝土早期强度，硫酸钠对钢筋无锈蚀作用，适用于不允许掺用氯盐的混凝土。但由于它与Ca(OH)2作用生成强碱NaOH，为防止碱一骨料反应，硫酸钠严禁用于含有活性骨料的混凝土。3．三乙醇胺三乙醇胺为无色或淡黄色油状液体，呈碱性，能溶于水，无毒、不燃、三乙；掺量为水泥质量的0．03％～0．05％。作用：三乙醇胺不改变水泥水化生成物，但能加速水化速度，在水泥水化过程；中起催化作用。能使混凝土早期强度提高三乙醇胺对混凝土稍有缓凝作用，掺量过多会造成混凝土严重缓凝和混凝土后期强度下降，掺量越大，强度下降越多，故应严格控制掺量。三乙醇胺单独使用时，早强效果不明显，与其他外加剂(如氯化钠、氯化钙、硫酸钠等)复合使用，效果更加显著。故一般复合使用。4．复合早强剂氯盐早强剂、硫酸盐早强剂、三乙醇胺三类复合使用，效果更佳。常用复合配方：a.三乙醇胺为0.05%，NaCl为0.5%，NaNO2为0.5%b.三乙醇胺为0.05%，NaNO2为1%，CaSO4·2H2O为2%（三）引气剂定义：引气剂，是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡（0.05~1.25mm），以减少混凝土拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。常用引气剂：松香热聚物、松香皂，适宜掺量为水泥质量的0.005％～0．02％，还有烷基磷酸钠，烷基苯磺酸钠等。适用范围：港工、水工、地下防水混凝土工程（四）、缓凝剂定义：缓凝剂，是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。常用缓凝剂：a.无机盐类，如硼砂（NaB4O7·10H2O）,适宜掺量为水泥质量的0.1％～0.2％;磷酸三钠（Na3PO4.12H2O)，适宜掺量为水泥质量的0.1％～1％b.羟基羧酸盐类，酒石酸，适宜掺量为水泥质量的0.1％～0.3％；柠檬酸，适宜掺量为水泥质量的0.05％～0.1％c.使用较多的糖蜜类缓凝剂，宜掺量为水泥质量的0.1％～0.5％糖蜜缓凝剂生产途径：糖蜜缓凝剂是制糖下脚料经石灰处理而成作用：缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增