緩凝劑對混凝土性能的影響

1、緩凝劑對混凝土性能的影響摘要：混凝土凝結(jié)硬化快慢決定于水化反應(yīng)的快慢。加入緩凝劑，水 泥水化反應(yīng)變慢，混凝土凝結(jié)時間變長，有關(guān)混凝土性能也將隨之發(fā) 生變化。當(dāng)緩凝劑摻量過大，水泥反應(yīng)時間過長，導(dǎo)致有未反應(yīng)的水 泥內(nèi)核，直接導(dǎo)致混凝土相關(guān)性能的降低甚至損失。當(dāng)摻量過少時， 緩凝劑未起到相應(yīng)的作用，混凝土緩凝失敗。當(dāng)緩凝劑和其他外加劑 共用時，將使混凝土某些性能得到強(qiáng)化，更好適應(yīng)工程應(yīng)用。關(guān)鍵詞：混凝土性能緩凝劑緩凝作用1緩凝劑的工作原理分析1-1水泥水化反應(yīng)過程水泥的水化反應(yīng)主要是四種主要熟料礦物與水反應(yīng)，即硅酸三鈣的水化、硅酸二鈣的水化、鋁酸三鈣的水化和鐵鋁酸四鈣的水化。四 種礦物熟料主要水化

2、產(chǎn)物為鈣磯石、CSH凝膠、羥鈣石。反應(yīng)過程中，鋁酸三鈣C3A水化速度最快、水化熱最多，但是對水泥石抗壓 強(qiáng)度貢獻(xiàn)低。鐵鋁酸四鈣C4AF水化速度快、水化熱中等，同樣對水 泥石抗壓強(qiáng)度貢獻(xiàn)低，但是水泥石抗折強(qiáng)度主要來源。硅酸三鈣C3S 水化速度快、水化熱多，對水泥石早期強(qiáng)度貢獻(xiàn)大。硅酸二鈣C2S水化速度慢、水化熱少，對水泥石后期強(qiáng)度貢獻(xiàn)大。1-2緩凝劑的緩凝機(jī)理由文獻(xiàn)1、文獻(xiàn)5可知，對緩凝劑作用機(jī)理的認(rèn)識主要存在四種 理論：吸附理論、絡(luò)合物生成理論、沉淀理論和Ca( OH) 2結(jié)晶理論。吸附理論認(rèn)為大多數(shù)有機(jī)緩凝劑具有表面活性，能在水泥顆粒 的固液界面吸附，改變了水泥顆粒表面的親水性，形成一層可抑

3、制 水泥水化的緩凝劑膜層，從而導(dǎo)致混凝土凝結(jié)時間的延長。絡(luò)合物生成理論認(rèn)為緩凝劑分子可以與水泥水化生成的Ca2+形成絡(luò)鹽,在水泥水化初期控制了液相中Ca2+離子濃度，阻止水泥水化相的形成, 產(chǎn)生緩凝作用。比如三聚磷酸鈉能與 Ca2+生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，在水 泥水化初始階段，阻礙了水化產(chǎn)物 Aft的形成，抑制了水化產(chǎn)物 CSH的結(jié)晶成長，延緩了 C3S和C3A的水化。沉淀理論認(rèn)為有機(jī)或 無機(jī)緩凝劑通過在水泥顆粒表面形成一層不溶性的薄層，阻止水泥顆粒與水的接觸，因而延緩了水泥的水化，起到緩凝作用。Ca( OH) 2結(jié)晶成核抑制理論認(rèn)為緩凝劑通過吸附在 Ca( OH ) 2晶核上，抑 制Ca( OH)

4、 2結(jié)晶繼續(xù)生長而產(chǎn)生緩凝作用。不同類型和種類緩凝劑的作用并不能用同一理論進(jìn)行解釋，通常，多數(shù)有機(jī)緩凝劑（含有羥基、羧酸基、羰基等活性官能團(tuán)）的緩 凝作用歸結(jié)為吸附理論；羥基羧酸鹽及其鹽類是典型的絡(luò)合物生成 劑，采用絡(luò)合物生成理論；多數(shù)無機(jī)緩凝劑的作用則主要為水泥顆 粒表面不溶物的生成，宜用沉淀理論，即在水泥水化初期無機(jī)緩凝劑（無機(jī)電解質(zhì)）的加入影響 Ca（0H）2 CSH析出成核及CSH的形成過 程，進(jìn)而延緩了水泥凝結(jié)硬化。 2緩凝劑對混凝土性能的影響緩凝劑不僅可以延緩混凝土凝結(jié)時間， 使新拌混凝土較長時間內(nèi) 保持塑性，以便澆筑，提高施工效率，還能延緩水泥水化放熱，減少 裂紋產(chǎn)生。2-1對水

5、泥凈漿凝結(jié)時間的影響雖然水泥凈漿的凝結(jié)時間與混凝土的凝結(jié)時間沒有直接的對應(yīng)關(guān) 系，但水泥凈漿的凝結(jié)時間能在一定程度上反映混凝土的凝結(jié)時間。由文獻(xiàn)2圖1、圖2可知，緩凝劑種類不同，對初凝時間影響基本沒 有差別，摻量不同，初凝時間也不同，初凝時間隨摻量的增加出現(xiàn)先 增后減的現(xiàn)象。初凝時間最大對應(yīng)的緩凝劑摻量為最佳摻量，不同種 類緩凝劑最佳摻量一般不同。2-2對混凝土工作性能的影響混凝土工作性能一般指混凝土的和易性，即流動性、黏聚性和保 水性。對塑性混凝土的流動性主要評價指標(biāo)是坍落度和坍落度擴(kuò)展 度。從文獻(xiàn)1表7、表1都可以看出，緩凝劑在適應(yīng)的摻量內(nèi)，混凝 土的和易性得到一定的改善，流動性隨著摻量的

6、增加和增大。緩凝劑 可以提高拌合物的均勻性，提高施工質(zhì)量，對防止混凝土早期收縮和 龜裂有利，對泵送混凝土有利。此外某些緩凝劑還有減水效果，保持 坍落度不變和適應(yīng)摻量的情況下，摻量大，拌合物減水量大。2-3對混凝土的力學(xué)性能影響緩凝劑對混凝土的力學(xué)性能影響主要反映在對混凝土的抗壓、抗彎強(qiáng)度的影響。緩凝劑對混凝土強(qiáng)度的影響不是通過改變其化學(xué)成分 而是改變其內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)來影響的。由文獻(xiàn) 1表9、表10及文獻(xiàn)2 表1可知，在適應(yīng)的摻量下，緩凝劑降低混凝土早期強(qiáng)度，但對中后 期強(qiáng)度影響不大。隨著摻量的增大，混凝土早期強(qiáng)度降低增多，強(qiáng)度 增長速度變慢，達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度時間加長。緩凝劑種類不同，對混凝土 強(qiáng)度的

7、影響規(guī)律基本相同。如果摻量過大，使得緩凝時間過長，引氣 量過大，混凝土內(nèi)部水分過分蒸發(fā)和散失，水泥水化過緩或中止，水 化成度低，水化產(chǎn)物少，導(dǎo)致混凝土早期強(qiáng)度降低很多，也會降低中 后期強(qiáng)度，出現(xiàn)混凝土長時間不凝固，達(dá)不到設(shè)計強(qiáng)度，造成混凝土 強(qiáng)度損失。若摻量過少，甚至沒加，則緩凝效果不顯著。2-4對混凝土耐久性的影響緩凝劑對混凝土的耐久性也有一定的影響， 緩凝劑一般與聚羧酸 系高效減水劑組成復(fù)合劑，對混凝土的抗氯離子滲透性有一定影響。 由文獻(xiàn)4可知，聚羧酸系高效減水劑與不同種類的緩凝劑組合時，氯 離子的擴(kuò)散系數(shù)不同，抗?jié)B透性能不同；此外，緩凝劑的摻量不同， 同樣也會有不同的抗?jié)B透能力。因此，選

8、用合適的緩凝劑與聚羧酸系 高效減水劑組合完全可以顯著降低 56d的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)，大 大提咼其抗?jié)B透性能。3緩凝劑的選用緩凝劑常用類型有有機(jī)緩凝劑、無機(jī)緩凝劑和復(fù)合緩凝高效減水 劑，使用緩凝劑施工時，要根據(jù)現(xiàn)場氣溫或混凝土拌合物溫度、凝結(jié) 時間、運(yùn)距、停放時間、強(qiáng)度等選擇合適的品種，并確定最佳摻量。 最佳摻量要結(jié)合工程施工的環(huán)境、工藝、原材料、配合比和結(jié)構(gòu)類型 的條件綜合確定。緩凝劑應(yīng)以溶液和水同時加入拌合物， 溶液一定要 均勻，已分層或出現(xiàn)沉淀的緩凝劑溶液禁止使用。緩凝劑可以與其他 外加劑如減水劑復(fù)合使用，復(fù)合液出現(xiàn)絮凝狀或沉淀，應(yīng)分別配置， 分別加入，具體使用方法應(yīng)遵循 GB5011

9、9-2003混凝土外加荊應(yīng)用 技術(shù)規(guī)范。在混凝土中摻加如多元醇類、糖類、木質(zhì)素磺酸鹽類等 緩凝劑時，有時會引起混凝土假凝現(xiàn)象，緩凝劑對水泥品種的適應(yīng)性 十分明顯，因此在使用前，要進(jìn)行水泥適應(yīng)性試驗(yàn)，合格后才能使用。 采用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿可定性的檢驗(yàn)緩凝劑與水泥的適應(yīng)性，其檢驗(yàn)方法可參見有關(guān)技術(shù)指南。4結(jié)論緩凝劑是連續(xù)澆筑、泵送、大體積混凝土施工等施工工藝必不可 少的一種外加劑，其應(yīng)用相當(dāng)廣泛，緩凝劑適用于高溫條件下連續(xù)灌 筑混凝土、大體積混凝土、預(yù)拌混凝土和泵送混凝土，現(xiàn)今的科學(xué)應(yīng) 用技術(shù)和施工技術(shù)已對緩凝劑的作用機(jī)理有明確的認(rèn)識， 對緩凝劑的 應(yīng)用有具體的要求。通常緩凝劑的摻量都選擇最佳摻

10、量，不同種類緩 凝劑最佳摻量不同，一種緩凝劑對不同種水泥其最佳摻量亦不同。 如 果緩凝劑過量使用，不僅會造成混凝土過分緩凝，還會降低混凝土中 后期強(qiáng)度，輕則引起混凝土質(zhì)量問題，重則造成嚴(yán)重的工程事故。女口 摻量過少或者沒加，混凝土凝結(jié)過快，大體積混凝土施工時易引起溫 度裂縫，泵送混凝土則易堵管、爆管，難于泵率。此外，在緩凝劑使 用過程中，由于緩凝劑使用不當(dāng)或者與水泥不適應(yīng)出現(xiàn)異常凝結(jié)，為 了避免緩凝劑與水泥的不適應(yīng)產(chǎn)生假凝現(xiàn)象， 造成工程事故，在緩凝 劑選用前，需對水泥進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)，合格后方可使用。防水材料的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢周小起中南大學(xué)土木院1008班摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，防水材料及其

11、施工技術(shù)取得了的長足的 進(jìn)步和發(fā)展。防水材料廣泛應(yīng)用在民建、地鐵、隧道、橋梁、國家糧 庫、軍用坑道、污水處理、大壩維修、城市水管搶修及各類地下建筑 防水工程等，并仍在繼續(xù)擴(kuò)大著應(yīng)用范圍。文章通過閱讀文獻(xiàn)，作重 講述防水材料的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：防水材料防水材料的發(fā)展趨勢防水材料的應(yīng)用Applicati onand trends of waterproofmaterialsZhouxiaoqiCe ntralsouthuni versityincivilcourt class1008Abstract:Withthedevelopme ntofscie neeandtech no logy,

12、waterproofmaterialanditscon structi ontech no logyhavemadegreatprogressanddevelopme nt. Waterproof material is widely used in thecivilcon structio n/subway/t unn el/bridge/co un trygraindepot/ militarytunn el/wastewatertreatme nt/dammaintenan ce/ c ity water pipe repair and all kinds of un dergr oun

13、d buildi ng waterproof project,a nd it is still incon ti nueto expa nd the applicatio nrange.Byreading literature,this text mainly tell the application andtrends of waterproof materials.Keyword: waterproof material trendsofwaterproof materiala pplication of waterproof material1防水材料1-1防水材料的定義防水材料是防止雨

14、水、地下水與其他水分或液體滲入結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物 內(nèi)部，起到防護(hù)作用的一類工程材料。防水材料形成一層防水層，隔絕外界水分或液體，保護(hù)結(jié)構(gòu)物及其功能不 s受破壞，從而提高構(gòu)筑 物使用功能和壽命。因此防水材料需要滿足耐水性、抗?jié)B性、溫度敏 感性、耐老化性、強(qiáng)度、粘結(jié)性等基本性能要求。1-2防水材料的防水機(jī)理由文獻(xiàn)1、文獻(xiàn)2可知，不同的防水材料其防水機(jī)理不同。一般 的，防水材料一是依靠自身的抗?jié)B透性能， 二是填充密實(shí)構(gòu)筑物的孔 隙。第一種情況下，依靠防水材料表面的憎水性或者本身致密的結(jié)構(gòu) 使得外界水分或液體難以侵入防水材料， 構(gòu)筑物得到較好的防護(hù)；第 二種情況，依靠防水材料（主要是防水涂料）以水為載體，滲

15、入到構(gòu) 筑物當(dāng)中，或者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者直接填充構(gòu)筑物內(nèi)部孔隙， 特別是 對開口孔隙的填充，降低構(gòu)筑物的孔隙率，提高構(gòu)筑物的抗?jié)B透性能。 2防水材料的分類能夠滿足防水功能和基本性能要求的防水材料通常品種和類型很多，根據(jù)基材的組成大致可以分為瀝青基防水材料、高分子防水材料、其他防水材料。根據(jù)物理形態(tài)和性能要求，防水材料則主要有防 水卷材、防水涂料和嵌縫密封膏等。瀝青基防水材料用瀝青或改性瀝青作為基材，摻加各種添加劑、 填料與纖維及其織物制成，常用有瀝青油紙油氈、改性瀝青防水卷材 和防水涂料、瀝青嵌縫密封膏等；高分子防水材料是以高分子材料（合 成樹脂或橡膠）作為基材，摻加各種添加劑、填料與纖維及其織

16、物制 成，常用有橡膠類防水材料、塑料類防水材料和橡塑共混防水材料； 其他防水材料主要包括防水劑、防水粉、滲透型無機(jī)防水材料等。3防水材料的應(yīng)用舉例隨著防水技術(shù)的進(jìn)步以及防水材料種類的多樣化，人們對建筑物的防水要求不斷提高，防水材料應(yīng)用范圍逐漸變廣。防水材料廣泛應(yīng) 用于民建、地鐵、隧道、橋梁、路基等等需要采取防水措施的工程建 筑物。民用建筑物防水材料的應(yīng)用（1）防水材料的設(shè)計根據(jù)建筑物的重要程度和防水等級、建筑物的耐久年限和使用功能、 環(huán)境保護(hù)要求、防水材料防水能力強(qiáng)弱、施工工藝難易度、工程造價 和國家規(guī)范要求等，科學(xué)合理的進(jìn)行建筑物的防水工程設(shè)計。 對建筑 物某些特殊功能要求或者某些特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)

17、行單獨(dú)分析設(shè)計，確保防水 工程整體的連續(xù)性和完整性。依據(jù)“防、排、堵、截”，因地制宜， 綜合治理的原則，針對不同結(jié)構(gòu)部位的滲漏水問題采取不同的施工措 施，合理選用不同的防水材料，并加強(qiáng)后期的檢查維修工作，保證防 水工程設(shè)計整體合理。設(shè)計時，要考慮建筑物的自防水性，需要防水 材料時可采用排水減壓法、灌漿密實(shí)法、增加防水層法和涂抹防水材 料法等。（2）防水材料的施工防水材料的施工是防水工程一個關(guān)鍵程序， 近半的滲漏問題都出自防 水材料的施工，防水材料的施工好壞一定程度上決定著防水工程的優(yōu) 劣。因此對防水材料的施工要慎之又慎， 根據(jù)具體結(jié)構(gòu)部位要求合理 選擇施工方法。施工過程中依據(jù)“防、排、堵、截”

18、，因地制宜，綜 合治理的原則。“防”指設(shè)置防水層，防止水滲透過防水層、侵入結(jié) 構(gòu)物；“排”指通過設(shè)置排水設(shè)施，將積水沿著排水設(shè)施排出，降低 結(jié)構(gòu)物面層的水壓力，結(jié)構(gòu)物滲漏幾率降低；“截”指對于易滲漏到結(jié)構(gòu)物的流水、降雨等，設(shè)置截水設(shè)施，防止?jié)B漏到結(jié)構(gòu)物；“堵”指針對有滲漏的部位，如嵌縫、裂紋，采用注漿、噴涂等將水堵在結(jié) 構(gòu)物外。根據(jù)結(jié)構(gòu)物部位不同滲漏水情況，采用不同的施工方法，比 如廚衛(wèi)防水施工過程中，主要滲漏部位是管口和地板墻面交界處， 施 工方法為先在裂縫處堵漏，在涂刷防水涂層。（3）防水材料的選用屋面防水材料選擇：屋面長期處于暴露環(huán)境下，直接受大氣以及一些 紫外線臭氧的作用、風(fēng)霜雨雪的沖

19、刷和風(fēng)化的作用、溫差作用、凍融 循環(huán)作用、干濕變化作用和施工作用等等，使防水層處于高應(yīng)力狀態(tài) 下，不斷發(fā)生損耗。因此需要選用耐老化性能好的，具有一定延伸性 的、耐熱度高和低溫有較好彈性的材料。 通常選擇有很好的高低溫性 能、彈性、耐久性，且自重輕的高聚物改性瀝青卷材和合成高分子防 水卷材。地下防水材料的選擇：地下工程長期處于潮濕狀態(tài)，且溫差變化比較 小，維修較困難。因此需要有防水性能好、黏結(jié)強(qiáng)度高、溫度適應(yīng)性 良好、耐霉?fàn)€、耐腐蝕性、耐久性的柔性材料。通常選用聚氨醋、硅 橡膠防水涂料和丙烯酸酯類防水涂料等 廁浴間防水材料的選擇：廁浴間面積一般比較小、陰陽角多、穿培管 洞多、衛(wèi)生設(shè)備多，防水材料

20、選用要適合基層形狀的變化并有利于管 道設(shè)備的鋪設(shè)。通常選用剛性防水砂漿、柔性 JS復(fù)合防水涂料、聚 氨酯防水涂料和改性瀝青基防水涂料等。外墻墻面防水材料的選擇：通常雨水在外墻停留時間較短，滲漏的幾 率較小，外墻長時間受雨水淋濕，易被侵入，故選擇防水性能好的裝 飾材料。板縫防水密封工程材料的選擇：要保證縫隙在反復(fù)受力條件下的密封 性，密封材料通常要求粘結(jié)性能可靠、延性好、耐久性好以及密封性 能好等特點(diǎn)。故可選擇密封膏（硅酮密封膏、聚氨酯密封膏、丙烯酸 酯密封膏、聚硫密封膏）、密封帶和遇水膨脹止水帶等。(4) 防水材料的維修管理建筑物滲漏水問題，近一成是因?yàn)榉浪牧系木S修管理工作不到位， 當(dāng)防水層

21、出現(xiàn)輕微損壞時，沒有及時對防水層進(jìn)行修復(fù)，以致出現(xiàn)嚴(yán) 重的滲漏水事故。因此，管理員需要在防水工程完工后一定的時間內(nèi) 對防水材料進(jìn)行定期的檢查和維修， 并分析滲漏水的原因，及時采取 處理措施，確保建筑物的正常使用功能不受其影響。 這樣不僅可以降 低長期維修費(fèi)用，還可以降低返修率，提高防水工程的使用壽命。4防水材料的發(fā)展趨勢(1) 我國現(xiàn)今防水材料應(yīng)用現(xiàn)狀 我國防水材料的研究與應(yīng)用起步相對較晚，隨著改革開放進(jìn)一步深 入、科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步、國家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和國民生活水平逐步提高， 防水工程在國家基礎(chǔ)建設(shè)中的地位越來越突出。特別是近10年來的發(fā)展，防水材料的應(yīng)用取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。防水材料種類多樣化

22、、 施工技術(shù)成熟度高、應(yīng)用范圍廣泛化以及新材料研究的先進(jìn)性等等， 都是現(xiàn)如今我國防水材料取得的成就。 但是我們?nèi)悦媾R一些問題，如 防水材料生產(chǎn)家多、規(guī)模小、結(jié)構(gòu)混亂；設(shè)計規(guī)范、國家標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè) 政策不配套；防水材料市場混亂、品牌雜、性能指標(biāo)差距大等等，諸 如此類問題都需我們亟需解決的。(2) 我國防水材料應(yīng)用展望從原料生產(chǎn)上來說，發(fā)展新型防水材料，如改性瀝青基防水材料、高 分子防水材料，原材料延性、強(qiáng)度、耐高溫、低溫彈性、耐磨耗、抗 老化等等綜合性能優(yōu)異，使用年限長，滿足各類防水工程需要，滿足 環(huán)保要求，滿足規(guī)范要求，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，防水材料生產(chǎn)規(guī)?；?，結(jié) 構(gòu)多元化，相關(guān)配套政策的出臺等等；從施工來說，采用行業(yè)推薦施 工方法，確保工程質(zhì)量，引進(jìn)學(xué)習(xí)國外先進(jìn)施工技