文档介绍：建筑材料 第七章混凝土 CONCRETE
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第三节      混凝土外加剂 混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的,用以改善混凝土性能的物质。一般情况掺量不超过水泥质量的5%。 混凝土中掺入外加剂,是行之有效的改善混凝土性能的措施。随着科学技术的不断进步,外加剂已越来越多地得到发展和使用。因此,外加剂已成为混凝土中除由四种基本材料以外的第五种组分。
按化学成分可分成三类: (1)无机化合物,多为电解质盐类。 (2)有机化合物,多为表面活性剂。 (3)有机无机复合物。 按功能分为四类: (l)改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。如各种减水剂、泵送剂、保水剂等。 (2)调节混凝土凝结时间,硬化性能的外加剂。如缓凝剂、早强剂、速凝剂等。 (3)改善混凝土耐久性能的外加剂。如引气剂、防水剂和阻锈剂等。 (4)改善混凝土其他性能的外加剂。如引气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂、碱骨料反应抑制剂、隔离剂、养护剂等。
2 .常用混凝土外加剂 减水剂是指在混凝土坍落度基本相同的条件下,能减少拌合用水量的外加剂。 (1)减水剂的作用机理 减水剂多属于表面活性剂,它的分子结构是由亲水基团和憎水基团组成,当两种物质接触时(如水-水泥,水一油,水一气),表面活性剂的亲水基团指向水,憎水基团朝向水泥颗粒(油或气)。减水剂能提高混凝土拌合物和易性及混凝土强度的原因,是由于其表面活性物质间的吸附一分散作用,及其润滑、湿润作用所致。
水泥加水拌和后,由于水泥颗粒间分子引力的作用,产生许多絮状物而形成絮凝结构,使
10%~ 30%的拌合水(游离水)被包裹在其中,从而降低了混凝土拌合物的流动性。 当加入适量减水剂后,减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面,亲水基端指向水溶液。由于亲水基团的电离作用,使水泥颗粒表面带上电性相同的电荷,产生静电斥力(图4—7a。),致使水泥颗粒相互分散,导致絮凝结构解体,释放出游离水,从而有效地增大了混凝土拌合物的流动性(图4—7b)。
阴离子表面活性剂类减水剂,其亲水基团极性很强,易与水分子以氢键形式结合,在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜(图4—7),这层水是很好的润滑剂,有利于水泥颗粒的滑动,从而使混凝土流动性进一步提高。减水剂还能使水泥更好地被水湿润,也有利于和易性的改善。
图4—7 减水剂的作用示意图
(2)减水剂的经济技术效果 掺减水剂的混凝土与未掺减水剂基准混凝土相比,具有如下效果: ①在保证混凝土混合物和易性和水泥用量不变的条件下,可减少用水量,降低水灰比,从而提高混凝土的强度和耐久性。 ②在保持混凝土强度(水灰比不变)和坍落度不变的条件下,可节约水泥用量。 ③在保持水灰比与水泥用量不变的条件下,可大大提高混凝土混合物的流动性,从而方便施工。
(3)减水剂的常用品种 ①     木质素系减水剂 木质素系减水剂主要有木质素磺酸钙(木钙)、木质素磺酸钠(木钠)和木质素磺酸镁(木镁)之分,其中以木钙使用最多,并简称M剂,它属于阴离子表面活性剂。 M剂是以生产纸浆或纤维浆的亚硫酸木浆废液为原料,采用石灰乳中和,经生物发酵除糖、蒸发浓缩、喷雾干燥而制成,为棕黄色粉状物。M剂因原料丰富,价格低廉,并具有较好的塑化效果,故目前应用十分普遍。 M剂为普通减水剂,~%,减水率10%左右。 M剂对混凝土有缓凝作用,一般缓凝1~3h。
②萘系减水剂. 萘系减水剂为高效减水剂,它是以工业萘或由煤焦油中分熘出的含萘及萘的同系物熘分为原料,经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成,为棕色粉末,其主要成分为β一萘磺酸盐甲醛缩合物,属阴离子表面活性剂。这类减水剂品种很多,目前我国生产的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建I型、SN—2、AF等。%~%,其减水率较大,为 10%~25%增强效果显著,缓凝性很小,大多为非引气型。适用于日最低气温0℃以上的所有混凝土工程,尤其适用于配制高强、早强、流态等混凝土。
③树脂类减水剂 此类减水剂为水溶性树脂,主要为磺化三聚******甲醛树脂减水剂,简称密***树脂减水剂。它是由三聚******、甲醛、亚硫酸钠按适当比例、在一定条件下经磺化、缩聚而成,为阴离子表面活性剂。我国产品有SM树脂减水剂,为非引气型早强高效减水剂,其各项功能与效果均比萘系减水剂还好。%~%,减水率达20%~27%。对混凝土早强与增强效果显著,能使混凝土1d 强度提高一倍以上,7d强度即可达空白混凝土28d的强度,长期强度亦明显提高,并可提高混凝土的抗渗、抗冻性能及弹性模量。