第3章化學外加劑備用

第四章化學外加劑主要內(nèi)容：1化學外加劑類型2減水劑與水泥的相容性問題4.1高效減水劑

高效減水劑是制備高性能混凝土必不可少的技術(shù)措施之一，其主要作用表現(xiàn)在：降低水灰比，改善工作性，使混凝土塌落度經(jīng)時損失小。當前用于制備高性能混凝土的高效減水劑主要有：1萘磺酸鹽甲醛縮合物（萘系高效減水劑）2三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物（密胺系高效減水劑）3氨基磺酸鹽（氨基磺酸鹽系高效減水劑）4脂肪族高效減水劑5聚羧酸鹽系高效減水劑1萘系高效減水劑（1）優(yōu)點：減水率較高，一般在15%－25%；引氣量低，＜2%；提高混凝土強度效果明顯；不影響混凝土凝結(jié)時間；（2）缺點——與水泥的適應(yīng)性問題不好，有時會使混凝土塌落度損失較快。2密胺系高效減水劑（1）優(yōu)點——減水率較高；引氣量低；提高混凝土強度效果明顯；不影響混凝土凝結(jié)時間；（2）缺點——流動性保持能力低；混凝土塌落度經(jīng)時損失較大。（3）適用：干粉砂漿、彩色路面磚、清水混凝土等。3氨基磺酸鹽系高效減水劑（1）優(yōu)點——減水率較高；摻量小，0.2%－0.5%；混凝土塌落度損失較小；（2）缺點——成本較高，普及率不如萘系減水劑；摻量較高時，易引起過度泌水和緩凝。（3）針對上述問題，可將其與萘系減水劑等復合使用，效果較好。4脂肪族高效減水劑（1）優(yōu)點——減水率較高；無引氣性；對混凝土3d、28d強度促進作用明顯；對水泥品種的適應(yīng)性優(yōu)于萘系；（2）缺點——呈明顯的棕紅色，使混凝土顏色發(fā)紅，但不影響混凝土的內(nèi)在性能。（3）適用：預(yù)制混凝土構(gòu)件、高強管樁等。5聚羧酸系高效減水劑（1）優(yōu)點——摻量小(0.1%－0.2%)，減水率高；具有緩凝、早強、保持塌落度的作用；增強效果好；與水泥適應(yīng)性好；（2）缺點——價格較高。

泵送是一種有效的混凝土運輸手段，可改善工作條件，節(jié)約勞力，提高施工效率，尤其適用于工地狹窄和有障礙物的施工現(xiàn)場，以及大體積混凝土結(jié)構(gòu)和高層建筑。商品混凝土在大中城市泵送率達60%以上。泵送混凝土要求：流動性好、塌落度經(jīng)時損失小、黏性好、不離析不泌水。4.2泵送劑(緩凝高效減水劑)泵送劑的組成：(1)減水組分：減水劑(2)緩凝組分：緩凝劑(3)潤滑組分：減少混凝土的輸送阻力(4)引氣組分：引氣劑，防止離析和泌水(5)增稠組分：有機聚合物、絮凝劑或比表面積大的無機材料(如硅灰、硅藻土等)

引氣劑是一種攪拌過程中能在砂漿和混凝土中引入大量均勻分布的微氣泡，而且在硬化后能保留在其中的一種外加劑。在混凝土中摻加微量(水泥用量的萬分之幾)引氣劑可提高混凝土耐久性，尤其是抗凍性和抗鹽凍剝蝕性。引氣劑的品種—松香類、改性松香熱聚物類、皂苷類引氣劑4.3引氣劑1975年，國際材料和結(jié)構(gòu)試驗研究實驗室聯(lián)合會(RILEM)發(fā)表報告中指出，用于檢驗混凝土外加劑質(zhì)量的波特蘭水泥，應(yīng)考慮其化學成分，尤其是C3A的含量。

20世紀70年代，南京的水泥廠以硬石膏作水泥的調(diào)凝組分，在混凝土中摻用木鈣、糖鈣外加劑，其結(jié)果不僅未能達到減水效果，反而出現(xiàn)了異常的速凝現(xiàn)象。4.4水泥與減水劑相容性Marsh筒法最早由加拿大Sherbrook大學AitcinPC.教授提出,是一種測定水泥與混凝土外加劑混合物的流變特性的方法。經(jīng)科研人員大量試驗證明,Marsh筒法的試驗結(jié)果與漿體實際粘度變化的相符性較好,用此方法檢測新拌水泥漿的流變性能既簡便又快速,可定量判別不同外加劑作用效果的差距。該方法的靈敏度、可重復性、易操作性、經(jīng)濟性等都比凈漿流動度法好。1相容性的檢測方法—Marsh筒法該方法綜合飽和點的高低、Marsh時間的大小、Marsh時間變化的大小等指標來評價水泥與高效減水劑的相容性。減水劑JZB-4摻量與Marsh時間關(guān)系減水劑AP-1A摻量與Marsh時間關(guān)系試對比：兩種減水劑的飽和點大小、Marsh時間大小、Marsh時間變化的大小4種不同減水劑與水泥相容性問題(a)適應(yīng)性優(yōu)良——飽和點明顯，飽和摻量不大，約為0.8%－1.0%，靜停1h后漿體流動性損失??；(b)適應(yīng)性最差——飽和摻量大，約為1.5%，靜停1h后漿體流動性損失大；(c)初始適應(yīng)性較好，但漿體流動性損失明顯；(d)初始適應(yīng)性不良，飽和摻量大，但漿體流動性損失不大。(1)減水劑的作用機理a)吸附分散作用—減水劑分子的定向吸附；b)潤滑作用—減水劑分子在水泥顆粒表明形成溶劑化水膜c)濕潤作用—減少水泥顆粒吸附層的水量d)空間位阻作用—取決于減水劑分子結(jié)構(gòu)(聚合物鏈的長度和位置)2相容性的影響因素及機理分析水泥顆粒的絮凝減水劑存在條件下水泥顆粒間的電性斥力和溶劑化水膜示意圖(2)減水劑性能對水泥與減水劑相容性的影響a)減水劑平均分子量在一定范圍內(nèi)越大，減水效果越好。b)萘環(huán)上磺酸基的位置。以萘系減水劑為例，只有β-萘磺酸鹽才能起分散、減水作用，其數(shù)量多少直接影響減水劑效果。c)聚合物鏈的長度和位置。d)減水劑中平衡陽離子(Na+,Ca2+,Mg2+,NH4+等)的種類和濃度。e)減水劑的狀態(tài)(固態(tài)或液態(tài))也影響其分散效果。①水泥的礦物組成對相容性的影響

C3S、C2S的ζ電位為負值，對陰離子型的減水劑吸附量較??；

C3A、C4AF的ζ電位為正值，對陰離子型的減水劑吸附量較大；水泥熟料中C3A、C4AF的含量越低，水泥與高效減水劑的相容性越好。(3)水泥的物理、化學性質(zhì)對水泥與減水劑相容性的影響②水泥細度對相容性的影響(c)SM外加劑W/C=0.32(d)BW外加劑W/C=0.32減水劑：MG(木鈣)、BW(萘系高效)、SM(三聚氰胺)水泥：Q1(359m2/Kg)、Q2(446m2/Kg)、Q1(550m2/Kg)減水劑推薦摻量下水泥Q1、Q2、Q3漿體初始及1h后的流動度小結(jié)：水泥比表面積提高后，減水劑對水泥的飽和摻量有所增大，水泥漿體流動度及保持效果變差。③水泥顆粒級配對相容性的影響水泥X1、X2比表面積在315m2/Kg左右，其中水泥X1所含24um以上的顆粒較多，而水泥X2所含10um以下的顆粒較多。水泥X1、X2漿體的初始及1h后的流動度小結(jié)：水泥比表面積相近時，水泥顆粒中細微部分的含量對減水劑的飽和摻量影響不大，但對水泥漿體的初始流動度及1h后的流動度有明顯影響。細微顆粒含量的增大加劇了水泥漿體流動度的損失。④水泥顆粒球形度對相容性的影響水泥顆粒球形度對減水劑飽和摻量的影響水泥T1由橢圓形鋼球粉磨，球形度為0.74；水泥T2由圓形鋼球粉磨，球形度為0.67；三種減水劑對水泥T1、T2流動度的影響小結(jié)：水泥顆粒球形度提高后，對減水劑的飽和摻量影響不大，但可使水泥漿體的初始流動度增大，還可使水泥漿體的流動度保持效果得到改善。⑤混合材對相容性的影響粉煤灰Y1對相容性的改善作用小結(jié)：粉煤灰的摻入可降低減水劑的飽和摻量，可使水泥漿體的初始流動度增大、流動度損失減??；復摻礦物外加劑條件下FDN摻量與Marsh時間的關(guān)系曲線復摻礦物外加劑條件下MB摻量與Marsh時間的關(guān)系曲線⑥水泥的陳放時間對相容性的影響

新鮮水泥的正電性強，吸附陰離子型減水劑的數(shù)量較多，會出現(xiàn)減水率低、塌落度損失快的現(xiàn)象。使用存放時間稍長的水泥可避免此現(xiàn)象發(fā)生。⑦水泥中的堿含量對相容性的影響

水泥中堿的存在會使減水劑對水泥的塑化效果變差、水泥漿體的流動性減?。粴夂吭龃?，還會使混凝土的凝結(jié)時間縮短和塌落度經(jīng)時損失變大。⑧水泥中的石膏對相容性的影響

不同種類石膏的溶解速率和溶解度不同，對水泥與減水劑的適應(yīng)性也有較大影響。含半水石膏、二水石膏的水泥與高效減水劑的相容性比含硬石膏的要好，原因是釋放硫酸根離子的速度比后者要快。3改善水泥與混凝土外加劑相容