混凝土外加剂复配及应用培训讲义.ppt

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1、混凝土外加剂复配技术培训讲义,混凝土外加剂基础术语,混凝土是水泥等胶凝材料和石子、沙子、水按一定比例混合在一起的，可塑性硬化人工建材。 配合比指混凝土制作时胶凝材料，（水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰等）和石子、沙子、水、外加剂的比例。 水灰比是指水和水泥的比例，水水泥水灰比。（W/C）,混凝土外加剂基础术语,水胶比是指水泥 胶凝材料之和与水的比例，一般指混凝土用水量如：水160公斤，水泥320公斤，粉煤灰80公斤，即水胶比为：160（32080）0.4即W/C0.4。 胶凝材料与水拌合后在一定时间内和常温下可产生一定强度的材料，如：水泥、矿粉、粉煤灰、硅粉（灰）等。 骨 料大骨料：指石子、小骨料、沙

2、子。,强 度抗压强度，混凝土单位体积（如100100100mm、150150150mm）在压加力下被破坏前承受的最大压力（每平方厘米/兆帕。（mpa） 胶凝材料越多，（砼成本增大）水灰比越小，用水量越少，强度越高。反之，胶凝材料越少，水灰比越大，强度越低，抗压用C5、C15、C25、C30等表示。 抗折强度，是指一定体积在折断时所用的力，抗折强度和抗压强度成正比关系。和骨料直径成反比关系。,混 凝 土 、外 加 剂 基 础 术 语,混 凝 土 、外 加 剂 基 础 术 语,抗 渗混凝土，抗水渗透的承压指标。 砼容重1立方米砼的重量一般C30C60混凝土，为2350kg2450 kg之间。,混

3、凝 土 性 能 术 语,塌落度把砼和外加剂拌合好后装入锥形混凝土塌落度试验测试筒，然后提起后，量取混凝土最高点与筒上而的距离。即塌落度,用mm表示。 塌落试验值大表示混凝土流动性好，反之差。,混 凝 土 性 能 术 语,初拌塌落度和工作塌落度砼在初拌时塌落度称为初拌塌落度，1小时后再次测试的值为工作塌落度。,混 凝 土 性 能 术 语,泌 水砼在静置状态下，表面泌出的水称做泌水现象。 泌水率不加外加剂，与加外剂砼的泌水量之比（相同塌落度状态下）。,混 凝 土 性 能 术 语,抓底（扒底）砼在静置后重新铲起时比较困难，费力称做抓底。 离 析水泥和沙浆与石子在静置时分离并渗出（析出）水的现象。 合

4、易性砼在拌合后，浆体、沙、石子能够均匀混合，用工具翻搅时轻松，省力合易性好，反之称为差。,混 凝 土 性 能 术 语,凝结时间砼硬化开始称为初凝，硬化达到一定的强度值(一般用手指按压时无手指印)时为终凝。,外 加 剂 术 语,功能性外加剂防冻、抗腐蚀、抗折等。 减水剂（高效）木质素系、萘系、氨基磺酸盐系、三聚氰胺系减水剂、脂肪族减水剂、聚羧酸系减水剂。 减水率在保持砼相同流动性（塌落度、扩展度）时，加入外加剂后减少的用水量和不加外加剂时用水量的比、称为减水率。 高效减水剂一般最大减水率在2528%，聚羧酸系在30%以上，但成本高应用较少。,外 加 剂 术 语,泵送剂一般减水率在15%以上，1小

5、时后砼塌落度在180160mm以上的外加剂称为泵送剂。 泵送剂是用减水剂（缓凝剂、引气剂等材料配制的产品，可满足砼泵送的技术要求）。 早强剂能使砼在早期(1天，3天，7天)产生较高强度的外加剂。,外 加 剂 术 语,掺 量外加剂加入量与胶凝材料总量的比为掺量，如：C1.2%,C2%等。 泵送剂(也有人称为外加剂)比重液体的比重一般用比重计（密度计）测，常值在1.1-1.2之间。 固含量（含固量）液体泵送剂中固体材料的百分含量如 35%，30%等,外 加 剂 术 语,单价（成本价）每吨外加剂（泵送剂）成本。一般泵送剂成本在1200元2200元/T 之间 性价比使用相同成本的外加剂（单价乘掺量）时

6、各种外加剂的性能之比。 如掺量1%单价为4000元/T，砼试验为塌落度（工作塌落度）180mm，那么每吨成本（或售价）为2000元/T时，掺量应该为2%，即总价相同：1（掺量）4000元（单价）2（掺量）2000元（单价）此前提下在比较塌落度（工作）强度、性能为性价比。,外 加 剂 术 语,外加剂合成技术各种化工材料通过一定的温度、时间、投料比等因素，化学合成的外加剂技术，该类技术投资大，时间长约几个月可生产出产品。 外加剂复配技术把单一的功能性材料如各类减水剂，缓凝材料等等用水作为载体（固体时选粉煤灰）混合在一起的技术 复配技术有配料量、配料顺序，掺量设计，适应性调整长期存放质量观察，检验，

7、调整，性价比分析，原材料对比试验等项技术环节。,外加剂净浆流动度测试,一、检 测 称水泥300g，水87g，（用量筒取水时应先标定）外加剂按使用掺量或厂家推荐掺量称好后，把水和外加剂充分搅拌均匀。 用标准湿度毛巾（棉质毛巾充分湿透后用中等力拧干，不滴水滴为准），擦试净浆搅拌机拌叉和水泥钵（手工搅拌时擦用具）。,外加剂净浆流动度测试,净浆流动度是测试外加剂的基本方法之一。它可检验外加剂对水泥的适应性和相对应的减水率。 净浆流动度常用方法有二个水灰比，即W/C=0.29，W/C=0.35，也就是水泥300g用水87g或水泥300g用水105g。,外加剂净浆流动度测试,放入水泥，开启搅拌机，空转15

8、秒，开始加水和外加剂混合液，用大于20秒小于30秒时长加完。 在搅拌机停机前10秒，用标准湿度毛巾擦试模（上径35mm，下直径60 mm，高60mm）玻璃板（400 mm400 mm）净浆搅拌机在中间停止时把粘附在水泥钵壁上的水泥刮入浆体中。,当搅拌机停止时，迅速拿下并向模内倒入水泥浆，并刮平，用时不能超过20秒，并自然提起试模，在浆体不流动或30秒内量取纵横二个直径，取平均数。为净浆流动度第一值数据。 当用W/C=0.29时一般不作净浆损失，需要测时可用W/C=0.35测定。,外加剂净浆流动度测试,外加剂净浆流动度测试,二、易出现误差的因素 1、外加剂与水混合不均匀，加入。 2、加入速度过快

9、或用水和外加剂混合溶液浸泡水泥后再搅拌。加入速度过慢（大于30秒）。 3、毛巾湿度、玻璃板湿度模具湿度不标准，过早或过迟擦玻璃板等。 4、提模速度过慢或二次起模，（提模中间有停顿），提模速度过快。量取净浆时间过早或延迟。,外加剂净浆流动度测试,二、易出现误差的因素 5、水泥、外加剂、水、搅拌时间计量不准确。 6、同种水泥、同外加剂、同搅合水、同地点、同用具、同时间、同一人员测试值相差5mm为合格。 7、水泥的出厂时间、湿度对净浆流动度影响很大。检测时可和已确认的产品做对比试验。,外加剂净浆流动度测试,二、易出现误差的因素 8、测试外加剂性能时净浆流动度应控制在220mm240mm之间。当达不到

10、要求时可增加外加剂掺量或用水量。 当净浆流动度过大时可减少外加剂用量或用水量。外加剂性能是一个相对指标，所以测试前要求标准样本或多种外加剂以便进行比较,外加剂、减水率、保塑凝结时间简易测试方法（沙浆法）,使用收货方（业务单位）的配合比（C30）原材料包括水进行试验，外加剂按规定掺量加入。 如果没有业务单位的配合比，用配合比检测。,外加剂、减水率、保塑凝结时间简易测试方法（沙浆法）,常用配合比： S（砂子） G（石子） C（水泥） F（粉煤灰） W（水） Y（外加剂） 800g 1100g 320g 80g 180g 8g(C2%),外加剂、减水率、保塑凝结时间简易测试方法（沙浆法）,方 法：

11、称取 S 800g C 320g F 80g W 180g Y 8g(如业务单位有规定，以上配合比各项按业务单位配合比进行)，放入直径150mm200mm不锈钢盆中，水和外加剂放在一起搅拌均匀备用，砂、水泥、粉煤灰放在一起搅拌均匀备用。 备好料后把水和外加剂的混合液倒入盆中，浸泡15秒后开始搅拌。,外加剂、减水率、保塑凝结时间简易测试方法（沙浆法）,方 法： 从倒入水时开始计时，搅拌4分钟后，倒入水泥凝结时间测试钢模（注意：不是水泥净浆试模），刮平，提起钢模。提模时不要过快，也不要过慢。一般速度即可。 （钢模放在玻璃板上，其它事项同水泥净浆流动度检试方法），量取扩展度，看泌水情况，可作30分钟

12、，45分钟，1小时保留值试验。 方法：达到时间要求时间后搅均，入模，测量即可。,外加剂、减水率、保塑凝结时间简易测试方法（沙浆法）,使用此方法，因各地情况不同，应根据具体情况进行适量调整。 这一方法必须和业务单位对比样做对比试验。进行各项指标的对比，做为配制外加剂的参考依据。,外 加 剂 混 凝 土 试 验,混凝土外加剂的减水率、塌落度损失，适应性、合易性，凝结时间，强度等技术指标都依据混凝土试来检测。 所以混凝土试验非常重要，同时也易出现操作误差。,外 加 剂 混 凝 土 试 验,一、取 料 外加剂的检测一般选用C30配合比进行试验。取样前先对使用工具进行湿润。 一般泵送剂，缓凝减水剂混凝土

13、试验取料顺序为：大石子、小石子、粗沙、中沙、细沙、矿粉、煤灰、硅灰、水泥。即：石沙掺合料水泥。普通混凝土小方量试验（小于15升）用人工拌合。,外 加 剂 混 凝 土 试 验,二、试 验 在取料同时把水和外加剂搅拌均匀并准备好，当把集料搅拌均匀后，开始加入外加剂和水的溶液。第一次加总量的二分之一。 搅拌均匀后第二次再加入剩余量的二分之一。 搅拌均匀后再加入剩余的全部溶液，并搅拌均匀。用时4分。从加水时计时起5分钟后测塌落度。分二次或三次入模。 插实后，用不少4秒，不大于6秒的时长提起塌落度筒。当混凝土流动静止时测试塌落度和扩展度。,外 加 剂 混 凝 土 试 验,三、影响测试的因素 1、不按顺序

14、放料，特别是先放水泥。对于新鲜，温度较高的水泥以及对外加剂适应性差的水泥，会造成较高的减水效果和保塑性，这是因为水泥先与湿润的用具接触，造成了部分受潮、水化。降低了活性所至。 这种情况也可能会与湿沙接触时发生。 在混凝土试验中称为预先受潮现象。,三、影响测试的因素,2、湿润工具水份过大，有积水或过干。造成水灰比变化。 3、干沙试验：干沙在试验中，会吸收外加剂和水的溶液，而含水在3%以上的沙拌合时的试验和实际搅拌塔中的情况基本一致。 使用干沙时先用部分水湿润一下，再进行试验（含水率控制在3%6%之间）,4、搅拌机搅拌，当小于15升试量时使用搅拌机很易造成合易性差的现象。 5、测塌落度时，插捣过于

15、用力，特别是配合比中大石子多，沙率偏低时易出现塌落度低的现象。,三、影响测试的因素,6、加水、外加剂时，用浸泡的方法，会使混凝土性能出现误差。因为在这种方法中，局部外加剂和水泥过量接触，造成分散性和固液相中正负电位不平衡的衰减。 应采用边加边搅拌的方法，这种小方量的试验方法和搅拌塔生产的混凝土性能接近。,三、影响测试的因素,7、使用搅拌机搅拌时，加入水和外加剂溶液速度过快（少于15秒）会造成试验误差。 同搅拌时间短（小于4分）进行塌落度测试会造成假性塌落度值。,三、影响测试的因素,8、外加剂的塌落度保留值与拌合量现场温度、物料温度、水泥新鲜度，混凝土保留样放置情况有关。 一般测外加剂时选择三种

16、同时进行试验，以免造成认为误差。,外 加 剂 混 凝 土 试 验,减 水 剂,普 通 减 水 剂,高 效 减 水 剂,木质素类减水剂,其它减水剂,木 钠,木 镁,木 钙,碱木素,引气,减水,缓凝,木浆,竹浆,苇浆,草浆,单 糖,低聚糖,多 糖,纤维及其衍生物,常见品种,萘系减水剂,脂肪族减水剂,氨基磺酸盐减水剂,三聚氰胺减水剂,蒽系减水剂,聚羧酸水剂,糖密减水剂,糖钙减水剂,糖钠减水剂,各类 减水 剂几 种分 子形 式,直线型,齿型,链状,脂 肪 族 减 水 剂,脂肪族减水剂是脂肪族羟基磺酸盐缩合物 一、工艺; 以羟基化合物为主要原料，通过碳负离子的产生,而缩合得到的一种脂肪族高分子聚合物.在

17、该体系中通过亚硫酸盐对羟基加成而引入了亲水磺酸基团，形成一端亲水，一憎水的有表面活性基分子特经的高分子减水剂。,二、脂肪族减水剂合成投资（同氨基磺减水剂合成投资） 三、产品性能 由于脂肪族减水剂近年来发展较快， 产品性能差异较大，总之其性价比与荼糸相近，但产品对混凝土着色，碱合量较高是一个缺点。,四、科研新工艺,根据几年来北京、上海、四川、山东等地脂肪族的发展，推出了一系列脂肪族合成工艺。各地可根据水泥及掺合料情况选择，单价在15001850元.吨之间。含固量35%左右。,聚 羧 酸 减 水 剂,羧酸盐接共聚减水剂是一种全新的高性能减水，减水率（最大）30%以上，是高强首选品种。,一、聚羧酸工

18、艺,聚羧酸分二步合成和一步合成法。 使用大单体可一步合成，制作大单体工艺复杂，投资也较大。 在反映中加入单体，羧酸反应进行共聚，在印发剂的作用下进行一次共聚，得到大分子聚合物。,二、工业化生产设备,使用市场现有材料，聚合聚羧酸碱剂，主要设备为：反映釜、加热、冷却系统，计量、储存系统等。,三、产品性能,1、减水率高，大于30%，固含量35%-40%。 2、坍落度损失很小。 3、后期强度高。,缓 凝 剂,糖类及碳水化合物,多元醇及其衍生物,羟基羧酸盐类,无机盐类,葡 萄 糖,糖 密,蔗 糖,乙糖酸钙,多 元 醇,胺类衍生物,纤维素类,葡萄糖酸钠,洒 石 酸,柠 檬 酸,水 杨 酸,乳 酸,磷 酸

19、盐,亚硫酸盐,硼 酸 盐,硫酸亚铁,锌 盐,其它硫酸盐,引 气 剂,阴离子型,自然物,非离子型,松香热聚物及松香皂,烷基苯磺酸钠,脂肪醇硫酸钠,三帖皂苷,烷基酸聚氧乙烯醚,引气品种对降强影响,脂肪醇酸钠,OP-8 OP-9 OP-10,烷基苯酚聚氧二烯醚,烷基苯黄酸钠松香皂,烷基磺酸钠,松香热聚物,小于,小于,小于,缓 凝 剂 缓凝剂是一种能延长混凝土凝结时间的外加剂。缓凝减水剂则是兼有缓凝和减水功能的外加剂。目的是用来调节新拌混凝土的凝结时间。缓凝剂可以根据要求使混凝土在较长时间内保持塑性，以便于浇筑成型或是延缓水化放热速率，减少因集中放热产生的温度应力造成混凝土的结构裂缝。 在流化混凝土中

20、，缓凝剂可用来克服高效减水剂的坍落度损失，保证商品混凝土的施工质量。随着混凝土质量的提高以及高性能混凝土的问世，商品混凝土使用范围的不断扩大，缓凝减水剂及缓凝高效减水剂得到了日益广泛的应用。,（一）缓凝剂品种与性能 缓凝剂主要用于延缓水泥的水化硬化速度，以使新拌混凝土在较长时间内保持塑性。目前在混凝土中使用的缓凝剂品种也较多。不同的缓凝剂其使用效果及作用机理也是不尽相同的。 按其生产来源分，可以分为工业副产品类及纯化学品类。 按其化学成分来分又可分为：无机盐类、羟基羧酸盐类、多羟基碳水化合物类、木质素磺酸盐类等。,按其化学成分分类如下： 1、无机盐类缓凝剂最常用的无机盐类缓凝剂有磷酸盐、硼砂、

21、硫酸锌、氟硅酸钠等。 磷酸盐是近年来研究较多的无机缓凝剂。磷酸（H3PO4）并无明显的缓凝作用，某些磷酸盐则有较强的缓凝作用。如焦磷酸钠、二聚磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠等。 掺入磷酸盐会使水泥水化的诱导期延长，并且使硫酸钙的水化速度大大减缓。缓凝的机理主要是：磷酸盐与氢氧化钙反应在已生成的熟料相表面形成了“不溶性”的磷酸钙，从而阻碍了正常水化的进行。 出于性价比的综合考虑，在混凝土中使用较多的为三聚磷酸钠，其掺量在0。1%左右，根据工程要求及施工温度来确定适合掺量。,硼砂又名四硼酸钠，它的缓凝机理，主要是硼酸盐的分子与溶液中的钙离子形成络合物，从而抑制了氢氧化钙结晶的析出。络合

22、物以在水泥颗粒表面形成一层无定形的阻隔层，从而延缓了水泥的水化与结晶析出。硼砂的掺量为水泥质量的12%。 其他的无机缓凝剂还有氟硅酸钠，主要用于耐酸混凝土。 硫酸锌具有一定的缓凝作用。但因无机盐类缓凝剂缓凝作用不稳定因此不常使用。,2、有机物类缓凝剂 有机物类缓凝剂是较为广泛使用的一大类缓凝剂，其中又可按其分子结构分成羟基羧酸盐类、糖类及其化合物、多元醇及其衍生物。 A、羟基羧酸盐类 这是一类纯化工产品。由于其分子结构上含有一定数量的羟基（OH）和羧基（COOH）而得名。 其缓凝作用的机理：这些化合物的分子具有（OH）、（COOH），它们具有很强的极性，由于吸附作用，被吸附在水化物的晶核（晶胚

23、）上，阻碍了结晶继续生长，主要是对硫酸钙水化物结晶转化过程延缓和推迟。缓凝剂的掺量在0。050。2%范围，根据在不同使用温度下对缓凝时间的要求来定。,B、糖类（多羟基碳水化合物类）葡萄糖、蔗糖、糖蜜等。糖类化合物掺量在0。1%-0。3%“范围。掺量过大如蔗糖掺量达到4%反而会起促凝作用。糖类化合物因其属天然化合物，价廉、丰富而得到了广泛的采用。 C、多元醇及其衍生物类如丙三醇（甘油）、聚乙烯醇、山梨醇、甘露等，其中丙三醇可以缓凝到全部停止水化。此类缓凝剂缓凝作用较为稳定，特别在使用温度变化时有较好稳定性。它的缓凝作用同样是因为极性基团的吸附作用导致水化受阻。多元醇类缓凝剂掺量在0。05-0。2

24、%范围。 D、纤维素类如甲基纤维素、羧甲基纤维素，均有一定缓凝作用。但它们主要用于增稠、保水，同时具有缓凝作用。掺量一般较低，在0。1%以下。,缓凝型减水剂 缓凝减水剂是指同时具有缓凝与减水作用的外加剂。缓凝减水剂主要品种有糖钙、木钙、木钠。,糖钙减水剂同时具有减水作用，减水率在57%左右，属非引气型，掺量范围在0。00。3%。可以与减水剂、引气剂等复合使用。除了延长混凝土的凝结时间外，还能抑制坍落度损失。糖钙减水剂掺量较小，价格便宜，在改进生产工艺后水溶性提高，沉淀减少。 糖钙减水剂和木钙减水剂一样，在使用硬石膏及氟石膏为调凝剂时会发生假凝现象，以及程度不同的坍落度损失。这主要是因为糖钙降低

25、了石膏的溶解度，促使了铝酸三钙的急速水化而假凝，即使达不到假凝程度也会大大降低浆体的流动性，造成坍落度损失。,缓凝剂的作用机理 目前，对缓凝剂作用机理的认识主要存在四种理论： 一、 吸附理论 二、络合物生成理论 三、沉淀理论 四、氢氧化钙结晶成核抑制理论。,1、吸附理论 由于大多数有机缓凝剂具有表面活性，能在水泥颗粒的固液界面吸附，改变了水泥颗粒表面的亲水性，形成一层可抑制水泥水化的缓凝剂膜层，从而导致混凝土凝结时间的延长。 2、络合物生成理论 缓凝剂分子可与水泥水化生成的钙离子形成络盐，在水泥水化初期控制了液相中的钙离子浓度，阻止水泥水化相的形成，产生缓凝作用。 3、沉淀理论 有机或无机缓凝

26、剂通过在水泥颗粒表面形成一层不溶性的薄层，阻止了水泥颗粒与水的接触，因而延缓了水泥的水化，起到缓凝作用。 4、氢氧化钙结晶成核抑制理论 缓凝剂是通过吸附在氢氧化钙晶核上，抑制氢氧化钙晶体继续生长而产生缓凝作用的。,不同类型和种类缓凝剂的作用并不能用同一理论进行解释，通常，多数有机类缓凝剂（含有羟基、羧酸基）的缓凝作用归结为吸附理论，也有的观点认为，羟基羧酸及其盐类是典型的络合物生成剂，采用络合物生成理论解释更为合理；多数无机类缓凝剂的作用则主要归结为水泥颗粒表面不溶物的生成，宜用沉淀理论解释，如磷酸盐类缓凝剂作用机理在于磷酸盐与氢氧化钙反应在水泥颗粒表面形成不溶性的磷酸钙，但硼砂的缓凝作用在于

27、硼酸盐与溶液中的钙离子形成络合物，包裹在水泥颗粒表面阻止了水泥的水化。 此外，缓凝剂的作用程度还与水泥熟料矿物组成有关。 水泥矿物组成对凝结和水化放热的影响次序为铝酸三钙铁铝酸四钙硅酸三钙硅酸二钙。因此，同等掺量下，缓凝剂对铝酸三钙含量高的水泥缓凝效果较差。,泵 送 剂 混凝土的泵送技术目前使用已十分普遍，尤其是商品泵送混凝土。因为商品混凝土的质量控制比施工现场搅拌混凝土的质量控制要好得多。目前国内的泵送水平也较高，垂直泵送已可达到一泵高度130m（上海东方明珠电视塔）。 泵送混凝土与普通混凝土是不一样的，它属于流态化混凝土。流态化混凝土首先是德国提出来的，是为了改善混凝土的施工性能而提出的。

28、1974年原联邦德国制定了流态化混凝土施工指南，接着美国、英国、日本等均提出有关的报告书，有的称为超塑性混凝土。,流态混凝土特点为： 对坍落度较小的基准混凝土（3.59厘米坍落度），在浇筑以前加入流化剂（高效减水剂的复合剂），拌制成坍落度达到20cm以上流动度的混凝土。即在不改变原配合比和用水量的情况下，用加外加剂的办法来调整混凝土的工作度，使其流动性更好。这种混凝土粘性好、容易流动、不离析、不泌水。 泵送混凝土是流态化混凝土的一种，由于它有泵送的要求，它所掺的外加剂还必须满足泵送的特殊要求。泵送混凝土占流态混凝土和商品混凝土中很大的一部分，泵送剂也就成为了外加剂中重要的品种之一。,泵送剂的组

29、成及机理 泵送剂常常不是一种外加剂就能满足性能要求，而是根据泵送剂的特点由不同作用的外加剂复合而成。 具体的复配比例应根据不同的使用目的、不同的使用温度、不同的混凝土标号、不同的泵送工艺来确定。 主要由以下几种组分组合而成: 1、减水组分 2、缓凝组分 3、引气组分 4、保水组分 5、矿物超细掺合料 6、膨胀组分,减水组分,1）普通减水剂 有减水作用，可在保持泵送混凝土所需要的流动度条件下，降低水灰比，以提高后期强度。 木质磺酸钙与木质磺酸钠是最常用的减水剂。除了减水作用外，还有些缓凝和引气性。有些标号较低，坍落度要求又不太高的泵送混凝土甚至只加木质磺酸盐类减水剂就能满足要求。 普通减水剂中的

30、糖钙类减水剂，则常常作为缓凝组分引入泵送剂中,减水组分,（2）高效减水剂 在混凝土设计强度高、坍落度值要求高的泵送混凝土中，如高性能混凝土用的泵送剂中必须使用高效减水剂，如萘系减水剂、三聚氰胺减水剂、脂肪酸系减水剂。 这些减水剂减水率高，适于配制高标号、大坍落度、自流平泵送混凝土。这些减水剂坍落度损失较大，需要复合缓凝剂。氨基磺酸盐减水剂、聚羧酸盐减水剂属低坍落度损失减水剂，而且更适用于配制低水灰比的高性能混凝土。在水灰比0。3时，氨基磺酸盐的减水率可高达30%，而在水灰比较大时使用，它们就很容易产生泌水。,在泵送剂中往往使用两种以上的减水剂来复合，常见的复合方式有： 减水+保坍； 减水+木质

31、素磺酸盐系； 脂肪族+氨基磺酸盐系等。 复合使用往往比单独使用掺量低、效果好。,2、缓凝组分 泵送混凝土多采用商品混凝土。要求坍落度损失小。尤其是对大体积混凝土或夏季高温施工混凝土，必须添加缓凝组分。 在普通减水剂不能满足缓凝要求时，要选择加入化学缓凝剂，如羟基羧酸盐、糖类、多元醇等。使坍落度损失减小，也可以控制混凝土的水化放热，避免温度裂缝。,3、引气组分 适当的混凝土含气量可以减少泵送阻力，防止混凝土泌水、离析，又可以提高抗渗、抗冻融性能。 国外混凝土中几乎都保持一定的含气量。 选用气泡性能好的引气剂是不会影响混凝土的强度的。如日本混凝土中几乎都掺有引气剂。 引气组分可选用引气剂及引气减水

32、剂 。,4、保水组分 保水剂亦称增稠剂。其作用是增加混凝土拌合物的粘度，使混凝土在大水灰比、大坍落度情况下不泌水、离析。 有些保水剂还兼有减水、保持坍落度等性能。 这些材料包括如下几种： （1）聚乙烯醇掺量在0。3%以下，具有缓凝和增稠作用。常用的聚乙烯醇有1799、0588等。 （2）甲基纤维素、羧甲基纤维素掺量很小，只占水泥用量的0。0。10。05%。 （3）羟丙基纤维减小坍落度损失，增加稠度，掺量为0。01%。 其他还有糊精、木糖醇母液、动物胶等。,5、矿物超细掺合料 这些材料均具有一定的火山灰活性，或在碱性激发条件下具有水化活性。如硅粉、粉煤灰、矿渣粉、沸石粉、页岩粉、膨润土、石粉、硅

33、藻土等，它们掺入后可改善级配，防止泌水离析，增加体积稳定性，增加混凝土耐久性，防止碱,骨料反应。 这些材料比表面均大于水泥，掺量较大，一般采用内掺法，可取代等量水泥做胶结材用。其中以粉煤灰、矿渣粉、硅粉、沸石粉使用最普遍。硅粉掺量在5-10%，其他几种掺量在15-30%不等。,6、膨胀组分 在大型基础及大体积混凝土中，为补偿混凝土收缩常常要加入膨胀剂。 泵送剂水灰比较大，坍落度也大，为保持体积稳定性，特别是大体积混凝土的伸缩缝，后浇带中都要使用膨胀剂。 选用的膨胀剂中最好不要复合其他外加剂，而与泵送剂、掺合料共同使用。 泵送剂一般在外加剂工厂已复配成产品，但其中不包括掺合料与膨胀剂。,早 强

34、剂 分为无机盐类早强剂、有机盐类早强剂、复合早强剂等。 一、无机盐类早强剂 ： 、氯化钙氯化钙具有明显的早强作用，特别是低温早强和降低冰点作用。在混凝土中掺氯化钙后能加快水泥的早期水化，最初几个小时的水化热有显著提高，这主要是由于氯化钙能与水泥中的铝酸三钙反应，在水泥微粒表面上生成水化氯铝酸钙。具有促进硅酸三钙、硅酸二钙的水化反应而提高早期强度。当掺以下时对水泥的凝结时间无明显影响，掺时凝结时间约提前小时左右，掺以上就会使水泥速凝。,无机盐类早强剂,氯化钙使混凝土收缩值明显增大，掺。时收缩约增加，掺。.时达到，掺时增加至。同时由于引入氯离子，对钢筋锈蚀有促进作用，因此最好与阻锈剂（如硝酸钠）同

35、时使用。基于氯化钙对钢筋混凝土的不良影响，在使用氯化钙早强剂时应当按照有关的施工验收规范的规定使用。,1、硫酸盐 是使用最广泛的早强剂，其中尤以硫酸钠、硫酸钙用量大。 硫酸钠又名元明粉、无水芒硝，其天然矿物称为芒硝，白色晶体，很容易风化失水变成白色粉末，即元明粉。硫酸钠资源丰富，价格亦较低廉。硫酸钠很容易溶解于水，在水泥硬化时，与水泥水化时产生的$氢氧化钙发生下列反应：Na2SO4+Ca(OH)2+2H2OCa2SO4.2H2O+2NaOH 所生成的二水石膏颗粒细小，它比水泥熟料中原有的二水石膏更快地参加水化反应：Ca2SO4.2H2O+C3A+12H2O3Ca.Al2O3.CaSO4.12H

36、2O 使水化产物硫铝酸钙更快地生成，从而加快了水泥的水化硬化速度。它的1天强度提高尤其明显。由于早期水化物结构形成较快，结构致密程度较差一些，因而后期天强度会略有降低，早期强度愈是增加得快后期强度就愈容易受影响，因而硫酸钠掺量应有一个最佳控制量，一般在，掺量低于早强作用不明显，掺量太大后期强度损失也大，一般在。为宜。,硫酸钠早强剂在水化反应中，由于生成了氢氧化钠，而使碱度有所提高，这对掺有火山灰和矿渣的水泥，及掺有活性超细掺合料的混凝土早强作用更为明显。但同时对于活性骨料来说也容易导致碱骨料反应。 在蒸养混凝土中使用硫酸钠早强剂更应注意掺量，当掺量过多时由于大量、快速生成高硫型水化硫铝酸钙（钙

37、矾石）而使混凝土膨胀造成裂缝破坏。 硫酸钠在混凝土中使用，当掺量过大或养护条件不好时，容易在混凝土表面产生“返碱”现象，即在混凝土表面析出一层毛茸状的氢氧化钙细小晶体，而影响混凝土表面的光洁程度，也不利于表面的进一步装饰处理。冬季施工或干燥天气尤其容易发生。,2、硫酸钙 硫酸钙又称石膏，在水泥生产中已作为调凝剂使用，一般掺量在左右，做为调节凝结时间而混磨于水泥中。当混凝土中再掺入硫酸钙时则有明显的早强作用。由于硫酸钙与水泥中的铝酸三钙反应，迅速形成大量的硫铝酸钙，很快结晶并形成晶核，促进了水泥其他成分的结晶、生长，因而使混凝土的早期强度提高。 硫酸钙在混凝土中的最佳掺量，随水泥中含量铝酸三钙与

38、铁铝酸四钙而变化，掺量不可过大，否则会降低后期强度，甚至发生膨胀裂缝。其他硫酸盐如硫酸铝钾（明矾石）、硫酸钾、硫代硫酸钠、硫酸铝、硫酸铁、硫酸锌等均有早强作用，但使用量不多。,3、硝酸盐类早强剂 硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸钙、亚硝酸钙都具有早强作用，尤其是在低温、负温时作为早强、防冻剂。 亚硝酸钠和硝酸钠对水泥的水化有促进作用，而且可以改善混凝土的孔结构，使混凝土的结构趋于密实。亚硝酸钠又是很好的阻锈剂，尤其适合用于钢筋混凝土中。 亚硝酸钙和硝酸钙往往组合使用，前苏联即有此产品，它们能促进低温、负温下的水泥水化反应。对加速混凝土硬化，提高混凝土的密实性和抗渗性都有好的影响。在水泥石微观结构中起到强

39、化水泥矿物的水化过程、增加胶凝态物质的体积、使气孔和毛细孔得以封闭，对混凝土耐久性提高起了良好的作用。 硝酸铁亦可以用于早强剂，它与熟料成分经水解和水化生成的氢氧化钙反应生成氢氧化铁和硝酸钙，既有早强作用，又利用氢氧化铁胶体来封闭毛细孔达到防渗的效果。,4、碳酸盐类早强剂 碳酸钠、碳酸钾均可作为混凝土的早强剂及促凝剂。 在冬季施工中使用具有明显加快混凝土凝结时间及提高混凝土负温强度增长率。并且碳酸盐由于能改变混凝土内部孔结构的分布、减小混凝土总孔隙率，而使混凝土在掺入碳酸盐后抗渗性能有所提高。碳酸盐亦属于原料来源广且价格较低的原料。,有机盐类早强剂,三乙醇胺分子中因有氮原子（N），它有一对未共

40、用电子，很容易与金属离子形成共价键，发生络合，与金属离子形成较为稳定的络合物。 这些络合物在溶液中形成了许多的可溶区，从而提高了水化产物的扩散速率。可以缩短水泥水化过程中的潜伏期；提高早期强度。 当三乙醇胺掺量过大时，水泥矿物中C3A与石膏在它的催化下迅速生成钙矾石而加快了凝结时间。三乙醇胺对C3S、C2S水化过程则有一定的抑制作用，这又使得后期的水化产物得以充分地生长、致密，保证了混凝土后期强度的提高。,有机盐类早强剂,其他如二乙醇胺、三异丙醇胺亦有类似的作用。所以在使用中，往往选择价格较便宜的三乙醇胺残渣，它实际上是三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇胶等的混合物，由于超叠效应，其效果有时优于纯三

41、乙醇胺。 三乙醇胺作为早强剂时，掺量为0.020.05%，掺量0.1%则有促凝作用。,三、复合早强剂 复合早强剂可以是无机材料与无机材料的复合，也可以是有机材料与无机材料的复合或有机材料与有机材料的复合。 复合早强剂往往比单组分早强剂具有更优良的早强效果。掺量也可以比单组分早强剂有所降低。 众多复合型早强剂中以三乙醇胺与无机盐型复合早强剂效果较好，应用面最广。 该类早强剂主要有：三乙醇胺复合早强剂、无机盐类早强剂等。,1、三乙醇胺复合早强剂 A、三乙醇胺-硫酸钠复合早强剂 是最常用的复合早强剂。复合早强剂在低温下效果更加明显，在低于20使用时随着养护温度的降低，复合早强剂的早期和后期强度都有显

42、著的增加。 三乙醇胺-硫酸钠复合早强剂的早强效果往往大于单独使用三乙醇胺和硫酸钠增强效果的算术叠加。而且复合早强剂28天强度比不掺的有明显提高，与单掺硫酸钠早强剂28天强度有所降低情况完全不一样，其强度增长情况可见下表。,三乙醇胺与硫酸钠复合时，三乙醇胺掺量为0。020。05%,硫酸钠为1-3%，主要根据使用温度、水泥品种不同来确定。 也可以用三异丙醇胺、二乙醇胺等代替三乙醇胺来复合，或者用几种混合物三乙醇胺残渣来代替。,2、无机盐类复合早强剂 硫酸盐复合早强剂主要有硫酸钠-氯化钠早强剂、硫酸钠与硫酸钙或同时再复合三乙醇胺等。 无机盐类早强剂通常在低温下使用效果最好，而随着温度的升高其早强作用

43、就不明显了，因此在20以上温度（常温）早强作用较低温差得多，这主要是因为水泥的水化硬化速度受温度影响较大，常温下的水化硬化速度比低温时快得多。,早强剂主要是提高水泥早期（17天）的水化反应速度，常温下水泥水化速度已足够快了，早强剂的促进作用也就不明显了。而在低温时早强剂的促进作用就能比较明显地影响水化速度，使早期强度提高达到或超过常温下的水平。,无机盐类复合早强剂也存在一些不足之处： 一般来讲，早期强度，特别是1天、3天强度增加较快时，由于水泥石内部结构很快搭接生长产生强度，这种快速生长的结构往往较为疏松，不够密实，这就给后期强度带来一些损失。,此外硫酸钠早强剂因其掺量相对大些（13%），会引

44、入大量的Na+离子，增加了混凝土含碱量，如遇活性骨料则容易产生碱-骨料反应。 。,各类减水剂 适应性,性价比,配技术,分子形式,水泥成份,粉 煤 灰,硅 灰,矿 粉,沙 子,石 子,检测方法,配合比设计,施工要求,泵送剂应用中的实际问题,P.O 普通硅酸盐水泥定义为凡由硅酸盐水泥熟料、6%15混合材料、适量石膏磨细而成的水硬性胶凝材料，简称普通水泥。,P.S 矿渣硅酸盐水泥定义为凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细而成的水硬性胶凝材料，简称矿渣水泥。,P.P 火山灰质硅酸盐水泥定义为凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细而成的水硬性胶凝材料，简称火山灰水泥。,P.F 粉煤

45、灰硅酸盐水泥定义为凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细而成的水硬性胶凝材料，简称粉煤灰水泥。,P.C 复合硅酸盐水泥定义为凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细而成的水硬性胶凝材料，简称复合水泥。,粉煤灰,胶 凝 材 料,水 泥,掺 合 料,硅 灰,其 它,掺活性混使材料时，最大掺量不得超过15%，其中允许 用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质量10%的非活 性混合材料来代替。 掺非活性混合材料时，最大掺量不得超过10%。,水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量分数计为20%70%。 允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的 一种材料代替矿渣，代替数量不得超过水

46、泥质量的8%， 替代后水泥中粒化高炉渣不得少于20%。,水泥中火山灰质混合材料掺量分数计为2050。,水泥中粉煤灰掺量按质量分数计为20%40%。,水泥中混合材料总掺加量按质量分数计应大于15%， 但不超过50%。,硅酸三钙 C3S （3CaOSiO2）,硅酸二钙 C2S （2CaOSiO2）,铝酸三钙 C3A （3CaOAl2O3）,铁铝酸四钙 CAF (4CaO Al2O3 .Fe2O3）,C-S-H凝胶 60%-70%,钙矾石 20%-25%,氢氧化钙 20%-25%,其 它 类,水灰比 0.35-0.4,掺 合 料,砂 粒 径 在 5mm 以 下,吸水、湿胀（干缩）：含水5%8%湿胀最

47、大（20%3%体积）,沙率：骨料总生量中细骨料的所占比率,含泥量：砂中的含泥量规定：C30级混凝土或有抗冻、抗渗或其他特殊要求的 混凝土用砂，其含泥量均不得大于3%；30级混凝土，砂含泥量不得大于5%,有害物质：砂中含有害物，如云母不得大于2%；轻物质如煤、贝壳等不大于1% 硫化物及硫酸盐按SO3重量计不大于1%。 使用海砂时，钢筋混凝土位于水位变动区、潮湿或露天条件下则氯离子含量 不得大于0.1%，位于水下或干燥环境则不限制。,粘聚性 保水性 减水率 干 缩 强 度 塌落度 外 观,外加剂适应性,风化沙,质 轻,可 泵 性,表面密度低,多微裂孔,强度低,泌水,塌损大,降强,石：由天然岩石经破

48、碎筛选粒径大于5mm的岩石颗粒或卵石、碎卵石,硬 度,表面密度,形 态,比重,含泥量,粒 径,杂质有害物,火成岩,沉积岩,变质岩,花 岗 岩、长 岩 致 密 长 石 玄 武 岩、辉 绿 岩、辉 长 岩 橄 榄 岩,石 灰 岩、白 云 石 砂 岩 燧 石 砾 岩、 角 砾 石 页 岩,片 岩、 片 麻 岩 石 英 岩 大 理 石 蛇 级 岩 闪 岩 板 岩,吸水性,方园状,针棒状,石粉含量,强 度,碱 水 率,可泵性,塌落度,混凝土强度,石子强度,自流平性能,高密度钢筋通透性,扩展度,流动性,实用配方介绍,日照鲁碧搅拌站 减水180 kg、保坍40 kg、葡钠10 kg、水770 kg，掺量2-

49、2.5%。,外加剂与水泥适应性,助磨剂,水,砂,水 泥,塌落度控制,早强无机盐,三乙醇胺,缓凝增强类,PH值,可溶性酸性物,可溶性碱性物,水处理剂,强酸类,羧酸类,湿 膨 胀,吸 水 性,云母及杂质含量,强电位杂质,温 度,存放时间,氧化钙及其它含量,外加剂,其 它,减水组份选型及配伍,缓 凝 组 份,总减水率,调 节 剂,沙率 沙温 料温,气 温,检 测 方 法,掺 量,组份量,沙 吸 水 膨 胀,漂白粉,外 加 剂 检 测,浆体性能,混凝土性能,水泥净浆,初拌合易性,沙浆扩展度流动度,水泥品种,毛 巾,检测方法,操作手法,标准湿度,玻璃板,模 具,温度,外加剂加入方法,同 掺 法,同掺先加

50、法,同掺慢加法,半先掺法,半同掺法,擦板模时间差,入模速度,提模速度,合易性,减水率,塌落度,10分合易性,20分合易性,泵前合易性,浇注合易性,湿润过程,电位衰减,包裹离散,初拌塌落度,10分塌落度,20分塌落度,1 h塌落度,泵前塌落度,混合浆,外加剂水,水外加剂,GB标准检测,现场集料检测,检 测 观 察,随时间变化,搅拌力(手工),2分钟停止状况,粒 结 性,混合状态,流动变化,稠度表现,泌 水,起 泡,数 量,速 度,外加剂性能评价,同类产品性价比,净浆相同,强度相同,塌落度相同,掺量,不对 同照 产方 品法,甲产品单价掺量乙产品掺量乙产品单价,甲产品单价掺量乙产品单价乙产品掺量,减