2019年結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)課下午01注冊巖土論壇a

1、三、混凝土外加劑在混凝土拌合時或拌合前摻入的、摻量不大于水泥重量 5% (特殊情況下除外)并對混凝土的正常性能按要求而改善的物質(zhì)稱為混凝土外加劑。(一)外加劑的分類與定義1.外加劑的分類外加劑按其主要功能,一般分為五類:(1)改善新拌混凝土流變性能的外加劑,包括:減水劑、泵送劑、引氣劑等。(2)調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)硬化性能的外加劑,包括:早強劑、緩凝劑、速凝劑等。(3)調(diào)節(jié)混凝土氣體含量的外加劑,包括:引氣劑、加氣劑、劑等。(4)改善混凝土耐久性的外加劑,包括:引氣劑、抗凍劑、阻銹劑等。(5)為混凝土提供特殊性能的外加劑,包括:引氣劑、膨脹劑、防水劑等。2.外加劑命名及定義:混凝土外加劑按其主要功能

2、,具體命名及定義如下:(1)減水劑(塑化劑) :在不影響混凝土工作性的條件下,能使用水量減少;或在不改變用水量的條件下,可改善混凝土的工作性;或同時具有以上兩種效果,又不顯著改變含氣量的外加劑。(2)高效減水劑:在不改變混凝土工作性能的條件下,能大幅度地減少用水量, 顯著提高混凝土強度;或不改變用水量的條件下,可顯著改善工作性的減水劑。(3)早強減水劑:兼有早強作用的減水劑。(4 )緩凝減水劑:兼有緩凝作用的減水劑。(5)引氣減水劑:兼有引氣作用的減水劑。(6)引氣劑:能使混凝土中產(chǎn)生均勻分布的微氣泡,并在硬化后仍能保留其氣泡的外加劑(7)加氣劑:在混凝土拌合時和澆注后能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),放出氫、

3、氧、氮等氣體并形成氣孔的外加劑。(8)劑:因物理作用而引入大量空氣于混凝土中,從而能用以生產(chǎn)混凝土的外加劑。(9 )早強劑:能提高混凝土早期強度并對后期強度無顯著影響的外加劑。(10 )緩凝劑:能延緩混凝土凝結(jié)時間并對后期強度無顯著影響的外加劑。(11)阻銹劑:能或減小混凝土中鋼筋或金屬預(yù)埋件發(fā)生銹蝕作用的外加劑。(12)膨脹劑:能使混凝土在硬化過程中產(chǎn)生微量體積膨脹以補償收縮,或少量剩余膨脹使體積更為致密的外加劑。(13 )速凝劑:使混凝土急速凝結(jié)、硬化的外加劑。(14 )防水劑(抗?jié)B劑) :能降低混凝土在靜水壓力下透水性的外加劑。(15)泵送劑:改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑。(16)防

4、凍劑:能使混凝土在負溫下硬化,并在規(guī)定時間內(nèi)達到足夠強度的外加劑。(17)灌漿劑:能改善漿料的澆筑特性,對性、膨脹性、體積穩(wěn)定性、泌水、離析等一種或多種性能有影響的外加劑。(二)常用外加劑的組成與特性1.減水劑:喊水劑種類很多,按化學(xué)成分主要有以下幾類:(I)木質(zhì)素系減水劑木質(zhì)素系減水劑的主要品種是木質(zhì)素磺酸鈣(又稱 M 型減水劑) ,它是由生產(chǎn)紙漿或漿的木質(zhì)廢液,經(jīng)發(fā)酵處理、脫糖、濃縮、干燥、噴霧而制成的粉狀物質(zhì)。M 型減水劑的摻量,一般為水泥重量的0.2% 0.3%,在保持配合比不變的條件下可提高混凝土塌落度一倍以上;保持混凝土的抗壓強度和塌落度不變,一般可節(jié)約水泥 8-10%;保持混凝土

5、塌落度和水泥用量不變,其減水率為 10%15%,抗壓強度提高 10-20%。M 型減水劑對混凝土有緩凝作用,摻量過多除增強緩凝外,還能使強度下降。M 型減水劑是引氣型減水劑M 型減水劑可改善混凝土的抗?jié)B性及抗凍性,改善混凝土拌合物的工作性,減小泌水性，故適用于大模板、大體積澆注滑模施工,泵送混凝土及夏季施工等,但摻用 M 型減水劑不利于冬季施工,也不宜蒸汽養(yǎng)護。2)多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水齊。此類減水劑大多是通過途徑,主要成分為芳香族磺酸鹽甲醒縮合物,原料是煤焦油中各館份、茶、惠、甲基茶等,經(jīng)磺化、縮合而成,這類減水劑大都使用工業(yè)下 料,又因生產(chǎn)工藝多樣,故品種較多,多數(shù)為茶系的。茶系減水劑在減

6、水、增強、改善耐久性等方面效果均優(yōu)于木質(zhì)素系,屬于高效減水劑。一般減水率在 15%以上,早強顯著,混凝土 28d 增強 20%以上,適宜摻量為 0.2 0.5%左右,值 79,大部分品種屬于非引氣型,或引氣量小于 2%。荼系減水劑一般為棕色粉末狀固體,也有制成棕色粘稠液體的,在使用液體減水劑時,應(yīng)注意其有效成分含量。茶系減水劑對不同品種水泥的適應(yīng)性都較強。一般主要用于配制要求早強、高強的混凝土及流態(tài)混凝土。(3)水溶性樹脂系減水劑: 這是世界上普遍應(yīng)用的另一種高效減水劑。它是將三聚氨膠與甲醒反應(yīng)制成三資甲 三聚氨膠,然后用亞硫酸氫納磺化,反應(yīng)生成以三聚氨膠甲樹脂磺酸鹽為主要成分的 類減水劑。樹

7、脂系減水劑屬早強、非引氣型高效減水劑,其減水及增強效果比茶系減水劑更好。摻量為 0.5% 1.0%,減水率為 1024%, 1d 強度提高 30 100%, 7d 強度提高到 70%, 28d 強度提高 30% 50%,其他性能也有所改善。該減水劑對混凝土蒸養(yǎng)工藝 性好,蒸養(yǎng)出池強度可提高 20% 30%,可縮短蒸養(yǎng)時間。樹脂系減水劑適用于高強混凝土、早強混凝土,蒸養(yǎng)混凝土及流態(tài)混凝土等。2.引氣劑:(1)引氣劑主要類型:1)松香樹脂類:國外最常用樹脂,國內(nèi)常用松香熱聚物為引氣劑。2)皖基苯磺酸鹽類:各種滌劑有皖基苯磺酸納(ABS)、:皖基磺酸鈾(AS)3)脂肪醇類:有脂肪醇硫酸納(FS)、高

8、級脂肪醇衍生物(801-2)。4)非離子型表面活性劑:有燒基盼環(huán)氧乙:院縮合物(OP)5)木質(zhì)素磺酸鹽類,有木質(zhì)磺酸鈣等。(2)引氣劑主要特性:1)增加混凝土的含氣量。摻引氣劑能使混凝土的含氣量增加至 3% 6%。引氣劑所引人的氣泡的直徑為0.0250.25mm。這種微氣泡改善混凝土拌合物的和易性,提高混凝土的抗凍性。2)減少泌水性。由于引氣劑所產(chǎn)生氣泡的球承及彈性緩沖作用,改善了混凝土的和易性,當(dāng)混凝土塌落度固定時就可以減少用水量。同時使用減水劑可以減少骨料的分離，并使泌水量減少 30%40%?；炷烈蛎谒ǖ赖拿毠軠p少,其抗?jié)B性改善。3)引氣劑對混凝土強度的影響。一般地說當(dāng)水灰比固定時,

9、空氣量增加 1%體積時，混凝土的抗壓強度要降低 4% 5%,抗折強度降低 2%3%。因此為保持混凝土的力學(xué)性能,引人的氣泡應(yīng)適量。因此摻入引氣劑會使混凝土彈性變形增大,彈性模量略有降低。4)引氣劑對混凝土抗凍性能的影響?；炷林械挠坞x水在凍結(jié)時體積膨脹對周圍的混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,在凍融過程中產(chǎn)生的反復(fù)應(yīng)力,會使混凝土發(fā)生破壞。在混凝土中引入適量的空氣就可以緩沖由游離水凍結(jié)而產(chǎn)生的膨脹力。3.早強劑(I)早強劑的種類:早強劑按化學(xué)成分可分為無機物及有機物兩大類。1)無機早強劑類:屬于這一類的主要是一些無機鹽類,其中又可分為氯化物系、硫酸鹽系,此外還有鋁酸鹽等。氯化物系有氯化鐵、氯化鈣、氯化鐵、氯

10、化鋁;硫酸鹽系有 制(又稱無明粉)、硫代硫酸納、硫酸鈣、硫酸鋁鉀(又稱)等。2)有機早強劑類:常用的有機早強劑有三乙醇膠(簡稱 TEA)、三異丙醇膠(簡稱 )、乙酸納、甲酸鈣等。3)復(fù)合早強劑:是有機無機早強劑復(fù)合或早強劑與其他外加劑復(fù)合使用。(2)早強劑主要特性:1)提高早期強度。早強劑能明顯改善混凝土的早期強度而對后期強度無不利影響。2)改變混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性。氯化鈣會降低混凝土抗硫酸鹽性,而硫酸納則能提高混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性。3)含氯鹽早強劑會加速混凝土中鋼筋的銹蝕,因此摻量不宜過大。氯化鈣的摻量一般為水泥質(zhì)量的 1 %2%,摻量超過 4%會引起快凝。為了氯鹽對鋼筋的銹蝕,除了跟據(jù)

11、不同場合限制混凝土氯鹽摻量外,一般將氯鹽與阻銹劑復(fù)合使用。4)含硫酸納的早強劑摻入到含有活性骨料(蛋白石等)的混凝土中,會加速堿骨料反應(yīng),導(dǎo)致混凝土破壞。硫酸納對鋼筋無銹蝕作用。其適宜摻量為 0.5%2%,早強劑可加速混凝土硬化過程,多用于冬季施工和搶修工程。使用早強劑可使混凝土在短期內(nèi)具有拆模強度,加快了模板的周轉(zhuǎn)率。4.緩凝劑:(I)緩凝劑主要種類:1 )短酸鹽;酒石酸、酒石酸鉀鈉、檸檬酸、水楊酸等。2)多起基碳水化合物:糖蜜、淀粉。3)無機化合物:磷酸鹽、硼酸鹽、停鹽。(2)緩凝劑基本特性:1 )延緩凝結(jié)時間。緩凝劑主要作用是延緩混凝土凝結(jié)時間,但摻量不宜過大,否則會引起強度降低。2)增

12、加泌水性。是酸鹽緩凝劑會增加混凝土的泌水率,在水泥用量低或水灰比大的混凝土中尤為突出。3)延緩水泥水化熱的速度。4)緩凝劑對水泥品種適應(yīng)性十分明顯,不同水泥品種緩凝效果不相同,甚至?xí)霈F(xiàn)相反效果。因此使用前應(yīng)進行試拌,檢驗它的效果。緩凝劑主要用:高溫炎熱氣候下的大體積混凝土,泵送及滑?；炷潦┕?以及遠距的商品混凝土。我國常用的緩凝劑有木質(zhì)磺酸鈣及糖蜜。(三)外加劑應(yīng)用技術(shù)2.外加劑摻量的確定: 外加劑品種選定后,還需認(rèn)真確定外加劑的摻量,摻量太小,將達不到所期望的效果;反之摻量過大,不僅造成材料浪費,甚至可能影響混凝土質(zhì)量,造成事故。一般外 劑產(chǎn)品說明書都列出的摻量范圍,可參照選定外加劑摻量

13、。3.外加劑摻入方法外加劑的摻入方法對其作用效果有時影響頗大。因此應(yīng)根據(jù)外加劑的種類和形態(tài)及具體情況選用摻入方法。四、混凝土配合比設(shè)計(一)混凝土配合比設(shè)計的基本要求配合比設(shè)計的基本要求,是使所配制的混凝土在比較經(jīng)濟的情況下具有所期望的和易性、強度和耐久性。經(jīng)濟性的表現(xiàn)有兩個方面:一方面是節(jié)約水泥用量、降低混凝土的成本(包括材料、勞動力、能源的節(jié)約) ;另一方面是長遠的經(jīng)濟效益和整體的經(jīng)濟效益好(如耐久性好,費用少,導(dǎo)熱性小等)。對特殊工程中使用的混凝土配合比,除有以上要求外,還應(yīng)滿足特殊要求(如耐火性、防輻射等)。(二)混凝土配合比設(shè)計的任務(wù)混凝土配合比設(shè)計,實質(zhì)上就是確定水泥、水、砂子與石

14、子這四項基本組成材料用量之間的三個比例關(guān)系。即:水與水泥之間的比例關(guān)系,常用水灰比表示;砂與石子之間的比例關(guān)系,常用砂率表示;水泥漿與骨料之間的比例關(guān)系,常用用水量來反映。水灰比、砂率、用水量是混凝土配合比的三個重要參數(shù),因為這三個參數(shù)與混凝土的各項性能之間有著密切的關(guān)系,在配合比設(shè)計中正確地確定這三個參數(shù),就能使混凝土滿足上述設(shè)計要求。(三)混凝土配合比設(shè)計的步驟進行配合比設(shè)計時首先要正確選定原材料品種、檢驗原材料質(zhì)量,然后按對混凝土技術(shù)要求進行初步計算,得出初步計算配合比。經(jīng)試驗室試拌調(diào)整,得出基準(zhǔn)配合比。經(jīng)強度復(fù)核(其他性能要求,則須作相應(yīng)的檢驗項目)定出試驗室配合比，最后根據(jù)現(xiàn)場原材料

15、實際情況(如砂、石含水等)修正試驗室配合比從而得出施工配合比。例：1下列關(guān)于外加劑對混凝土拌合物特性的影響，說法不正確的是（D）。A 引氣劑可改善拌合物的性B 減水劑可提高拌合物的性C 減水劑可改善拌合物的黏聚性D 早強劑可改善拌合物的性2下列關(guān)于水泥與混凝土凝結(jié)時間的敘述，合理的是（C）。A 水泥漿凝結(jié)的主要原因是水分蒸發(fā)B 溫度越高，水泥凝結(jié)得越慢C 混凝土的凝結(jié)時間與配制該混凝土所用水泥的凝結(jié)時間不一致D 水灰比越大，凝結(jié)時間越短3最適宜于冬季施工用的混凝土外加劑是（D）。A 引氣劑B 減水劑C 緩凝劑D 早強劑4 已知某混凝土的配合比是：水泥 300kg ，砂 600kg ，石子1200kg ，水 150kg。另知現(xiàn)場的砂含水率是 3 % ，石子含水率是 1 % ，則其施工配合比是：A 水泥300kg，砂600kg，石子1200kg，水150kgB300kg618kg1212kg150kg水泥，砂，石子，水C水泥270kg，砂618kg，石子1212kg，水150kgD 水泥300kg618kg1