工藝學(xué)第五章建筑化學(xué)品

工藝學(xué)第五章建筑化學(xué)品第1頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一15.1.1混凝土外加劑概況鋼筋混凝土→高性能混凝土：高強(qiáng)度、高流動(dòng)性、高耐久性、高性能、機(jī)械化施工方向發(fā)展?；炷恋挠猛驹絹碓綇V泛，對(duì)混凝土在技術(shù)性能方面提出的要求也越來越高;混凝土外加劑使混凝土多種性能得到改善;為各種特殊用途混凝土和特種施工混凝土的使用提供了可靠的保證；促進(jìn)了混凝土新技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)廢渣的有效利用。第2頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一22005年12月31日起,我國禁止在所有城區(qū)現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土；混凝土外加劑已逐漸成為混凝土中，不可缺少的第五組分?；炷良夹g(shù)的新進(jìn)展利益于外加劑的有效應(yīng)用，而不是水泥生產(chǎn)的進(jìn)步。第3頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一3“混凝土外加劑”(ISO定義):是指在混凝土、砂漿、凈漿拌和時(shí)，或在額外增加的拌和操作中摻加等于或少于水泥重量5%，使混凝土的正常性能得以按要求改性的一種產(chǎn)品。混凝土外加劑*（GB8075-87定義）:是指在拌制混凝土過程中摻入，用以改善混凝土性能的物質(zhì)，其摻量不大于水泥重量的5%(特殊情況除外）。第4頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一45.1.2混凝土外加劑分類1.研究和使用外加劑，一般需考慮的問題:（1）技術(shù)上符合實(shí)際需要（2）有良好的經(jīng)濟(jì)效益（3）在使用上是否方便可行2.分類A:根據(jù)外加劑的化學(xué)成分不同外加劑可分為無機(jī)物和有機(jī)物類以及無機(jī)和有機(jī)復(fù)合物類。第5頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一5B:混凝土外加劑按其功能主要分為五類*(1)改善新拌混凝土、砂漿和易性的外加劑；(2)調(diào)節(jié)混凝土、砂漿或凈漿凝結(jié)時(shí)間和硬化性能的外加劑。(3)調(diào)節(jié)混凝土、砂漿或凈漿空氣含量的外加劑。(4)改善混凝土耐久性的外加劑。(5)提高混凝土特殊性能的外加劑。第6頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一65.1.3混凝土材料的基本性質(zhì)混凝土*：是由膠結(jié)材料（無機(jī)的、有機(jī)的或無機(jī)有機(jī)復(fù)合的）、顆粒狀集料及必要時(shí)加入化學(xué)外加劑和礦物摻和料經(jīng)合理調(diào)配的混合料、加水拌合硬化后形成具有堆聚結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。組成*：膠結(jié)材料(水泥)、骨料(石、砂)、水、外加劑第7頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一71.混凝土材料的硬(水)化原理*(1)硅酸鹽水泥的組成硅酸鹽水泥主要由各種鈣的化合物所組成，主要成分如下：硅酸三鈣3Ca0·SiO2，簡(jiǎn)寫為C3S；硅酸二鈣2CaO·SiO2,簡(jiǎn)寫為C2S；鋁酸三鈣3CaO·Al2O3，簡(jiǎn)寫為C3A；鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3，簡(jiǎn)寫為C4AF。其每種礦物成分單獨(dú)與水作用時(shí)表現(xiàn)的特性不同。改變礦物組成的比例，可制得不同性能水泥?！八笔撬嘀懈鞯V物組分和水之間發(fā)生的化學(xué)過程。包括鈣礬石形成期、C3S水化期、結(jié)構(gòu)形成和發(fā)展期。反應(yīng)速度C3A＞C3S＞C4AF＞C2S第8頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一8第9頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一9（2）水泥的“凝結(jié)”：水泥漿逐漸變稠失去塑性但不具強(qiáng)度的過程；（3）“水泥的硬化”：水泥漿逐漸變?yōu)閳?jiān)硬水泥石；（4）硅酸鹽水泥的水化過程：第10頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一10(a)分散在水中未水化的水泥顆粒；(b)在水泥顆粒表面形成凝膠膜層；(c)膜層長(zhǎng)大并互相連接（凝結(jié)）；(d）凝膠體進(jìn)一步發(fā)展，填充毛細(xì)孔（硬化）1-水泥顆粒；2-水分;3-凝膠；4-晶體5-水泥顆粒的未水化內(nèi)核；6-毛細(xì)孔水泥的凝結(jié)硬化過程第11頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一112.集料（骨料）集料在混凝土中具有技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的意義。在技術(shù)上，集料存在使混凝土比單純的水泥漿具有更高的體積穩(wěn)定性和更好的耐久性；在經(jīng)濟(jì)上，它比水泥便宜得多，作為水泥漿廉價(jià)的填充材料，使混凝土材料成本低廉。3.混凝土拌合用水

混凝土拌合用水應(yīng)采用可飲用的自來水和清潔的天然水；不允許使用含有有機(jī)雜質(zhì)的沼澤水，含有酸、鹽的污水和工業(yè)廢水。否則將影響水泥正常凝結(jié)與硬化（水化）。第12頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一126.2減水劑6.2.1減水劑的定義和分類一、減水劑定義*：也稱塑化劑，是指在不影響混凝土工作性的條件下，能使單位用水量減少，或在不改變單位用水量的條件下，可改善混凝土的工作性或同時(shí)有以上兩種效果的外加劑。二、作用*：①在配合比不變的條件下，可提高混凝土的流動(dòng)性，且不降低混凝土的強(qiáng)度；②在保持混凝土流動(dòng)性及強(qiáng)度不變(即水灰比不變)的條件下，由于可減少用水量，故也相應(yīng)減少水泥用量；③在保持流動(dòng)性及水泥用量不變的條件下，由于用水量減少，水灰比降低，所以強(qiáng)度得到提高。第13頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一13三、減水劑分類：（1）普通減水劑：木質(zhì)素磺酸鹽系、糖蜜減水劑、腐植酸等。（30-60年代）減水率一般為6%-8%。（2）高效減水劑：萘磺酸甲醛縮合物(SNF)、三聚氰胺甲醛縮合物(SMF)（60-70年代）具有減水率高，一般可達(dá)12%一25%。（3）高性能減水劑：氨基磺酸系和聚羧酸系（90年代至今）減水率高達(dá)30%以上。摻量小、保坍性能好、不泌水、不緩凝，適宜配制高流動(dòng)性、自密實(shí)、高強(qiáng)高性能混凝土。（4）復(fù)配型多功能減水劑：趨勢(shì)第14頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一146.2.2減水劑作用原理及對(duì)混凝土性質(zhì)的影響1）減水劑作用原理*水泥在加水?dāng)嚢枧c凝結(jié)硬化過程中，引起絮凝狀結(jié)構(gòu)。？在這處絮凝結(jié)構(gòu)中，包裹著很多拌和水。從而降低了新拌混凝土的和易性。增加用水量，使水泥石結(jié)構(gòu)形成過多孔隙，影響混凝土一系列物理力學(xué)性能。絮凝狀結(jié)構(gòu)第15頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一15減水劑作用簡(jiǎn)圖①吸附分散作用②活性基團(tuán)形成鈣基絡(luò)合物③活性基團(tuán)與水形成水膜第16頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一16第17頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一172）減水劑對(duì)混凝土性質(zhì)的影響改變了漿體的流變性質(zhì),新拌混凝土的和易性得到不同程度的改善?；炷恋目箟簭?qiáng)度顯著提高。提高混凝土的抗?jié)B性。提高混凝土抗凍性能。提高水泥石的后期強(qiáng)度。第18頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一186.2.3木質(zhì)素系減水劑特點(diǎn)：來源穩(wěn)定,價(jià)格低廉，廢物利用環(huán)保性產(chǎn)品；緩凝和引氣作用過強(qiáng),氣泡太粗,致使混凝土強(qiáng)度不高、抗?jié)B性差。應(yīng)用：減水率一般為6%-8%，摻量一般為水泥用量的0.1%~0.2%，只能用于中低強(qiáng)度的混凝土，且應(yīng)避免用量錯(cuò)誤。（超量難凝）第19頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一19木素磺酸鹽，是木質(zhì)素系減水劑的主要成分。木質(zhì)素磺酸鹽基本結(jié)構(gòu)為使用較為廣泛的是木質(zhì)素磺酸鈣（木鈣）減水劑，簡(jiǎn)稱M劑。M劑中木鈣占60％，含糖量低于12％，硫酸鹽占2％左右。M劑的生產(chǎn)：木質(zhì)素經(jīng)磺化、縮合＋石灰乳→堿性木質(zhì)素磺酸鈣→過濾→噴霧干燥→木質(zhì)素磺酸鈣減水劑(pH11.5~11.7)第20頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一206.2.4萘磺酸鹽系減水劑*萘系減水劑包括以煤焦油、粗萘、精萘為原料經(jīng)磺化、水解、縮合、中和等工序制備而得的化合物。主要成分為萘或萘同系物的磺酸鹽與甲醛縮合物，屬陰離子型表面活性劑，是一種早強(qiáng)、非引氣型的高效減水劑。分子結(jié)構(gòu)式為：n=5~10，一般認(rèn)為n=10~13為最佳。第21頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一21萘系減水劑的生產(chǎn)工藝為：磺化→水解→縮合→中和生產(chǎn)原料為萘（工業(yè)萘或精萘）、甲基萘或萘殘油。生產(chǎn)實(shí)踐證明，以含萘量高的物料生產(chǎn)的產(chǎn)品引氣性較小，性能較好?；腔昧蛩幔河米骰腔瘎┑牧蛩岢Ｓ脻舛葹?8％的濃硫酸。？反應(yīng)溫度：影響反應(yīng)速率和產(chǎn)物。高效減水劑生產(chǎn)所需的是β-萘磺酸。該產(chǎn)物在160~165℃磺化時(shí)生成。水解：目的是為了水解α-萘磺酸。120℃第22頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一22縮合反應(yīng)①甲醛用量②縮合溫度：100-105℃在稍低溫度下，延長(zhǎng)恒溫時(shí)間，有可能得到分布均一的多核分子。溫度過高，反應(yīng)過快，可能暴聚。第23頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一23中和：目的？中和多余的硫酸，將生成的萘磺酸甲醛縮合物轉(zhuǎn)化為鈉鹽。60-70℃中和方法有兩種：一是氫氧化鈉中和法，在反應(yīng)物中加入氫氧化鈉，使硫酸和碳酸均轉(zhuǎn)化為鈉鹽。所得減水劑為“低濃減水劑”。二是石灰-碳酸鈉或氫氧化鈉中和法。在縮聚產(chǎn)物中先加入石灰，使硫酸轉(zhuǎn)化為硫酸鈣沉淀，濾除沉淀，碳酸存留于濾液中；再用碳酸鈉或氫氧化鈉中和。用這種方法生產(chǎn)的減水劑稱“高濃”減水劑?！案邼狻睖p水劑使用方便，但中和時(shí)產(chǎn)生的廢渣較難處理，而“低濃”減水劑不存在此類問題。但在冬季施工中，若使用“低濃”液狀產(chǎn)品時(shí)，往往會(huì)發(fā)生硫酸鈉晶體析出，給使用帶來麻煩。第24頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一246.2.5水溶性密胺樹脂類減水劑該類減水劑是一種水溶性的聚合物樹脂，全稱為磺化三聚氰胺甲醛樹脂（簡(jiǎn)稱密胺樹脂），屬陰離子系早強(qiáng)、非引氣型高效能減水劑。該類減水劑的合成可分為單體配制、單體磺化和單體縮聚三個(gè)步驟。（1）單體合成（2）單體的磺化-R-CH2OH+HSO3Na→-R-CH2SO3Na+H20第25頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一25（3）單體的縮合2(-NHCH20H)→-NHCH2O-CH2-NH-+H2O第26頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一266.2.6腐殖酸鹽減水劑腐殖酸俗稱胡敏酸，是草炭（泥炭）中溶于堿的那部分組分，是一種高分子羥基芳基羧酸鹽，屬陰離子型表面活性劑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，基本結(jié)構(gòu)單元可示意如下：第27頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一27腐殖酸減水劑的制取工藝過程

①堿化提?、谒峄峒儮巯礈斐恋恝芎娓伤岬?8頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一286.2.7糖蜜類減水劑糖蜜主要為低分子碳水化合物，稍加處理可直接作為混凝土減水劑使用。它的主要成分為蔗糖化鈣、葡萄糖化鈣等，是一種緩凝型減水劑。糖蜜緩凝減水劑的特點(diǎn)是：不同程度的延緩水泥礦物組分中C3A、C3S等的水化速度和結(jié)晶過程；能起顯著降低水泥水化熱的作用能提高混凝土的中后期強(qiáng)度干縮值減少第29頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一296.2.8氨基磺酸系高效減水劑

R為H或低級(jí)烷基，其分子結(jié)構(gòu)中含有大量的磺酸基、氨基、羥基，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分支多，疏水基分子段較短，極性強(qiáng)，具有極強(qiáng)的分散和緩凝作用。第30頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一30苯酚與甲醛的加成反應(yīng)對(duì)氨基苯磺酸與甲醛的加成反應(yīng)縮聚反應(yīng)第31頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一316.2.8聚梭酸系高性能減水劑

第32頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一326.3引氣劑引氣劑*：是在混凝土攪拌過程中引入大量均勻分布的微小氣泡，從而改善其和易性,提高提高混凝土抗凍性能與耐久性的外加劑。這些微小氣泡在混凝土硬化時(shí)仍能保留，它們對(duì)水轉(zhuǎn)化成冰時(shí)產(chǎn)生的體積膨脹起緩沖作用，因而可顯著提高混凝土的抗凍融性。延長(zhǎng)混凝土的使用壽命，增加混凝土的耐久性。引入的大量的微小氣泡對(duì)水泥顆粒及其骨料顆粒具有浮托、隔離及“滾珠”作用,因而引氣劑具有一定的減水作用。。第33頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一336.3.1松香皂和松香熱聚物類引氣劑松香的主要成分是松香酸，其結(jié)構(gòu)為松香與氫氧化鈉經(jīng)皂化反應(yīng)即生成松香皂。松香熱聚物是松香與苯酚在濃硫酸存在下發(fā)生縮合聚合作用生成的大分子量化合物，再經(jīng)氫氧化鈉處理得到的產(chǎn)物。松香熱聚物引氣劑比松香皂引氣劑有更好的性能。

第34頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一346.3.2合成洗滌劑類引氣劑用作引氣劑使用的合成洗滌劑主要是聚乙二醇型的非離子表面活性劑和烷基苯磺酸類陰離子表面活性劑。第35頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一356.3.3引氣劑的作用原理（１）氣泡的形成與穩(wěn)定性？泡沫的形成過程，實(shí)際上就是一種抵抗溶液表面張力和溶液粘滯力而使表面積增大的過程。起泡體系的表面張力低起泡的必要條件是使起泡體系具有表面彈性，膜彈性越大則越有利于泡沫的形成。表面活性劑溶液在CMC值左右可達(dá)到最大起泡能力這是因?yàn)楸砻婊钚詣舛群艿突蜻h(yuǎn)大于CMC時(shí)，溶液的表面張力變化不大，膜彈性較小，而在CMC附近，膜彈性達(dá)最大，起泡能力也就最大。膜排液（重力排液作用、毛細(xì)管排液作用）、表面膜彈性、表面粘度、膜表面電荷。第36頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一36（２）引氣劑作用機(jī)理*(1)引氣劑是表面活性劑,能夠顯著降低液-氣界面張力,有助于減小氣泡直徑,形成穩(wěn)定的微小氣泡。(2)使氣泡表層液膜之間的產(chǎn)生靜電斥力作用,有助于提高氣泡的穩(wěn)定性,減少小氣泡因靠近造成互相兼并成大氣泡的現(xiàn)象。(3)增大了水化膜厚度及機(jī)械強(qiáng)度作用，減少了氣泡的兼并增大,提高了氣泡表面粘度及液膜彈性。(4)引氣劑通過其極性基團(tuán)可能吸附大量的水泥顆?；蛘咚嗨w粒使之沉積于氣泡表面,使氣泡實(shí)際上成了氣固液三相氣泡。固體顆?！罢稚w”薄膜使氣泡表層膜厚度增大，機(jī)械強(qiáng)度和彈性提高。第37頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一37第38頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一38（３）分子結(jié)構(gòu)對(duì)引氣劑性能的影響引氣劑的極性基或非極性基的結(jié)構(gòu)直接影響引氣劑分子的溶解度、離解度、粘度、表面膜特性等性質(zhì)。引氣劑溶解度大小，對(duì)其氣泡的形成、泡沫穩(wěn)定性都有很大的影響（大好還是小好？）引氣劑的電離性質(zhì)對(duì)氣泡表面電荷有影響第39頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一396.3.4引氣劑對(duì)混凝土性質(zhì)的影響*

（1）對(duì)新拌混凝土的影響使混凝上的和易性大大改善；使混凝土拌合物的保水性改善，泌水率和離析率顯著下降；影響抹面性能：保證引氣混凝土表面的耐久性；（2）對(duì)硬化混凝土性能的影響減小了硬化混凝土的表觀密度；影響了混凝土的力學(xué)性能：使抗壓強(qiáng)度降低，改善混凝土抗彎拉強(qiáng)度；提高了混凝土的耐久性；改善了混凝土的抗凍性；④改善了混凝土的抗?jié)B性；提高了混凝土的抗碳化性及抗化學(xué)腐蝕。第40頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一406.4調(diào)凝劑調(diào)凝劑是調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間的外加劑。各種各樣的混凝土工程對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間有不同的要求。調(diào)凝劑的作用主要是針對(duì)無水組分的溶解，而不是水泥水化產(chǎn)物的結(jié)晶。不同地區(qū)、不向氣候?qū)炷恋哪Y(jié)時(shí)間也有不同的要求?；炷恋哪Y(jié)時(shí)間可由調(diào)凝劑來調(diào)節(jié)，根據(jù)對(duì)混凝土凝結(jié)速度影響不同，調(diào)凝劑可分為速凝劑、早強(qiáng)劑和緩凝劑幾大類。第41頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一41幾條影響水泥化合物溶解的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則(1)促凝劑必須能促使水泥溶出陽離子(鈣離子)和陰離子。因?yàn)楫?dāng)有多種離子要溶解時(shí)，促凝劑應(yīng)對(duì)水泥早期水化階段中溶解速率最慢的這種級(jí)分(即硅酸鹽離子)起加速溶解的作用。(2)緩凝劑必須能阻礙水泥陽離子(鈣離子)和陰離子的溶解，能夠阻礙早期水泥階段中溶解速率最快的陰離子的溶解(即鋁酸鹽離子)，則更為相宜。(3)當(dāng)溶液中有一種強(qiáng)的陽離子(如K＋，Na＋)存在時(shí)，會(huì)減小比它弱的陽離子(如Ｃａ２＋)的溶解度，但又趨于加速硅酸鹽離子和鋁酸鹽離子的溶解。在濃度低時(shí)，以前一種效應(yīng)為主，濃度較高時(shí)，則后一種作用占優(yōu)勢(shì)。(4)溶掖中有強(qiáng)的陰離子(如Ｃl－，NＯ３－或ＳＯ４２－)存在時(shí)，會(huì)減小比它弱的陰離子(為硅酸鹽和鋁酸鹽)的溶解度，但又趨向于加大Ｃａ２＋的溶解度.在濃度低時(shí)，前一種效應(yīng)為主，濃度較高時(shí)，則后一種作用占優(yōu)勢(shì)。第42頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一42由以上規(guī)則可以看出，當(dāng)某種調(diào)凝劑摻加入水泥漿體后，總的效果是取決于一系列相輔相成的作用，并隨調(diào)凝劑所供給的陽離子類型和濃度的不同而變化。用一種電解質(zhì)調(diào)凝劑就可能改變它對(duì)水泥漿體起的作用。第43頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一43陰離子對(duì)水泥凝聚和稀釋能力的順序?yàn)椋骸?4頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一44電解質(zhì)鹽類對(duì)水泥漿體和混凝土的凝結(jié)和硬化所起的作用與電解質(zhì)離子的遷移率和擴(kuò)散特征有關(guān)水泥混凝土膠體的凝聚速度取決于水泥膠粒的擴(kuò)散速率，加入電解質(zhì)鹽類則提供了反擴(kuò)散離子，無論是陽離子或陰離子，只要是能強(qiáng)烈加速水泥膠粒水化反應(yīng)的離子，都有利于壓縮雙電層和降低電動(dòng)電勢(shì)，由此就會(huì)促進(jìn)膠態(tài)的C—S—H形成，即產(chǎn)生凝聚。第45頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一456.4.1速凝劑定義：速凝劑是減少混凝土或砂漿凝結(jié)時(shí)間的外加劑，它可以大大縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間，甚至可使混凝土在幾分鐘之內(nèi)凝結(jié)。組成：速凝劑的主要化學(xué)成分是鋁氧熟料（主要是NaA102）、石灰、碳酸鋁、鋁釩土等。生產(chǎn)工藝：為將各種組分按照一定的比例混合研細(xì)即得產(chǎn)品。第46頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一46(1)速凝劑的作用機(jī)理作用原理至今并不十分清楚，目前主要有以下兩種觀點(diǎn)。生成高硫型水化硫鋁酸鈣(鈣礬石)而速凝生成水化鋁酸鈣而速凝第47頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一47紅星一型速凝劑：鋁氧孰料：碳酸鈉：生石灰=1：1：0.5速凝劑與水泥中的某些礦物組分，在水化初期就發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)生成過渡性的產(chǎn)物硫酸鈉，使水泥漿中可溶性石膏的濃度明顯降低，水泥中的礦物組分C3A就迅速進(jìn)入溶液，析出六角板狀的水化產(chǎn)物C3AH6（進(jìn)而生成C4AH14），原來石膏所起的緩凝作用喪失。從而導(dǎo)致水泥漿體的迅速凝結(jié)，水化熱大量釋放。第48頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一48782型速凝劑速凝劑摻入硅酸鹽水泥后，在水泥-速凝劑-水體系中Al2(SO4)3等電解質(zhì)的解離，以及水泥粉磨過程中所加石膏的溶解，使水化初期溶液中的硫酸根離子濃度驟增,并與溶液中的Al2O3、Ca(OH)2等組分急速反應(yīng)，迅速生成微細(xì)針柱狀的鈣礬石及中間產(chǎn)物次生石膏，這些新生晶體的增長(zhǎng)、發(fā)展，在水泥顆粒間交叉連成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)而呈現(xiàn)出速凝。第49頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一49Al2(SO4)2+3CaO+5H2O→3CaSO4·2H20+2A1(OH)32NaAlO2+3Ca0+7H20→3Ca0·Al2O3·6H2O+2NaOH3Ca0·Al2O3·6H2O+3CaSO4·2H2O+25H20→3Ca0·Al2O3·3CaS04·31H2O(鈣礬石）對(duì)水泥石的強(qiáng)度發(fā)展起主要作用的是C3S，其次是C2S和C3AF,C2S水化速度和水化程度對(duì)水泥石的強(qiáng)度發(fā)展產(chǎn)生決定性的影響。第50頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一50(2)速凝劑對(duì)混凝土性質(zhì)的影響水泥石后期強(qiáng)度偏低混凝土的一系列力學(xué)性能如彈性模量、泊松比、抗剪強(qiáng)度、粘結(jié)力等均有所降低速凝劑一般僅用于堵漏、修補(bǔ)等搶修工程，而不用于普通混凝土工程。第51頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一516.4.2早強(qiáng)劑定義*：早強(qiáng)劑是指摻入水泥砂漿或混凝土中能加速混凝土硬化，提高混凝土強(qiáng)度（尤其是早期強(qiáng)度）的外加劑。分類：按化學(xué)成分早強(qiáng)劑可分為無機(jī)物系、有機(jī)物系以及復(fù)合早強(qiáng)劑。作用：應(yīng)用早強(qiáng)劑可縮短混凝土的自然養(yǎng)護(hù)周期，加快施工速度，提高模板及場(chǎng)地周轉(zhuǎn)率，節(jié)省蒸養(yǎng)混凝土的能耗。第52頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一52品種

（1）氯鹽類：氯化鈉、氯化鈣

（2）硫酸鹽類：硫酸鈉、硫代硫酸鈉等（3）有機(jī)胺類：三乙醇胺、三異丙醇胺（4）復(fù)合早強(qiáng)劑類第53頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一53作用機(jī)理A．外加劑同水泥中鋁相或鐵相形成了能促凝的復(fù)雜化合物。這些絡(luò)合物能為硅酸鹽相的水化、結(jié)晶提供晶核。B．外加劑同水化產(chǎn)物Ｃa(OH)２形成絡(luò)合物，它能顯著地加速反應(yīng)。C.外加劑加速了Ｃ3A的水化及水化物與石膏反應(yīng)生成鈣礬石的過程。D．在C３S水化物表面上吸附形成的絡(luò)合物促進(jìn)了水化反應(yīng)。Ｅ.外加劑起催化作用。F．生成了C４AH１３水化物，取代了C２AH６水化物，提高了強(qiáng)度。G.外加劑改變了液相的PH值，促進(jìn)硅酸鹽相的水化。H.外加劑的存在，加速了水泥組分的溶解，使反應(yīng)加速。第54頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一54早強(qiáng)劑對(duì)混凝土質(zhì)量的影響合理的摻量范圍內(nèi)早強(qiáng)劑對(duì)混凝土質(zhì)量沒有什么不利的影響氯化鈉類早強(qiáng)劑中含有大量氯離子，氯離子的存在對(duì)混凝土中的鋼筋的銹蝕有促進(jìn)作用。在埋有鋼筋的混凝土中不使用氯化鈉類早強(qiáng)劑。氯化鈣等早強(qiáng)劑的用量比較大時(shí)，會(huì)降低混凝土的抗化學(xué)侵蝕性及耐磨性，并會(huì)降低28天的混凝土抗折強(qiáng)度。硫酸鹽類早強(qiáng)劑對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響因條件變化會(huì)產(chǎn)生不同的效果。當(dāng)使用硫酸鈉，硫酸鉀作為早強(qiáng)劑時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意它可能會(huì)與混凝土骨料中的活性二氧化硅作用，發(fā)生堿一骨料反應(yīng)，引起混凝土因堿性膨脹而破裂的問題。三乙醇胺類早強(qiáng)制可提高混凝土的早期強(qiáng)度。有時(shí)可達(dá)增強(qiáng)50％或更多些。同時(shí)，它們也能略略增加混凝土拌和物的流動(dòng)性。此外，還能對(duì)混凝土拌合物的粘聚性有所改善。第55頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一556.4.3緩凝劑定義*：緩凝劑是用來延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間，使新拌混凝土能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持其塑性,以利于澆灌成型提高施工質(zhì)量,或降低水化熱。作用：它在夏季大體積混凝土施工中對(duì)延緩混凝土的凝結(jié)，延長(zhǎng)可搗實(shí)混凝土的時(shí)間，推遲水泥水化放熱過程，減少溫度應(yīng)力引起的裂縫等方面起著重要的作用。在流態(tài)混凝土中，緩凝劑和奇效減水劑復(fù)合使用可以減少坍落度損失?；炷林袚郊泳從齽?，同時(shí)也能達(dá)到節(jié)省水泥用量的目的。第56頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一56分類：緩凝劑可分為無機(jī)物類和有機(jī)物類(1)有機(jī)類緩凝劑大多是一些表面活性劑，對(duì)水泥顆粒表面具有較強(qiáng)的活性作用，能改變水泥顆粒的表面性質(zhì)。水泥顆粒表面的吸附作用，提高水泥懸浮體的穩(wěn)定程度，并抑制水泥顆粒凝聚，因而延緩了水泥的水化和結(jié)構(gòu)形成過程。吸附在新相的晶體表面上，將阻止結(jié)構(gòu)的形成過程和降低早期強(qiáng)度?；炷林袚饺刖從齽?，對(duì)其后期強(qiáng)度的發(fā)展沒有不良影響，若選用合理摻量一般均可增加其后期強(qiáng)度。第57頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一57(2)無機(jī)類緩凝劑無機(jī)類緩凝劑如硼砂、氧化鋅、偏磷酸鹽等，由于其緩凝作用不穩(wěn)定，因此不常使用。而它們的作用機(jī)理是在水泥顆粒表面形成一層難溶性的薄膜，抑制水泥的水化作用。第58頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一586.5混凝土其他外加劑為滿足混凝土工程的各種特殊要求，有時(shí)還需加入某些具有各種特殊性能的外加劑，如膨脹劑、防水劑、防銹劑、脫模劑、防凍劑、著色劑等。6.5.1膨脹劑在混凝土或砂漿中因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生膨脹的外加劑稱為膨脹劑。膨脹劑的主要用途是：配制補(bǔ)償收縮混凝土砂漿，填充用膨脹混凝土砂漿和自應(yīng)力混凝土砂漿?；炷劣不^程中會(huì)產(chǎn)生一定的收縮。引起混凝土開裂、滲漏、鋼筋銹蝕、預(yù)應(yīng)力損失等不良后果。第59頁，共66頁，2023年，2月20日，星期一59補(bǔ)償收縮混凝土是指在限制條件下，由于膨脹劑或膨脹水泥的作用產(chǎn)生0.2~0.7MPa自應(yīng)力的混凝土。填充用膨脹混凝土是指由于膨脹劑或膨脹水泥的作用，使豎向變形始終保持一定正值的混凝土。自應(yīng)力混凝土指在