文档介绍：基本概念
外加剂——在混凝土中加入除四种主要组分以外的其它外加材料。
种类——化学外加剂和矿物外加剂:
矿物外加剂:掺加量在水泥质量5%以上的称为掺和料;
化学外加剂:掺加量在水泥质量5%以下的称为外加剂。
学****要求
掌握外加剂的重要种类
物理化学特征
作用机理
应用及其负作用
为什么要使用外加剂?
单纯依靠调节水、水泥和骨料用量,难以解决下列技术问题
用水量与良好和易性间的矛盾;
施工操作对凝结时间、放热速度、强度增长的要求;
耐久性对低连通孔隙率的要求。
外加剂是解决上述问题,改善混凝土性能,以满足工程特殊要求的重要技术途径;
现在有70%~80%以上的混凝土使用了外加剂;
为什么要使用外加剂?
外加剂的作用
改善混凝土拌合物的和易性;
加快或延缓凝结时间;
控制强度增长;
提高抗冻融、热开裂、碱-骨料膨胀、硫酸盐侵蚀和钢筋锈蚀等作用下的耐久性;
节约水泥用量,降低成本;
减少放热速度,控制温升。
(一) 化学外加剂
种类:
按照组成有:有机质和无机质外加剂
有机质——表面活性物质
无机质——电解质盐类化合物
按照功能有:
改善和易性:减水剂、泵送剂、引气剂等;
调节凝结时间:速凝剂、缓凝剂、早强剂等;
减少塑性收缩:减缩剂、膨胀剂等;
提高耐久性:引气剂、阻锈剂、防水剂等;
其它:防冻剂、泡沫剂、消泡剂等。
混凝土外加剂的发展
1885 ***化钙(促凝剂)的专利
1925 水密性外加剂
1930 铝粉(发泡剂)
1932 萘磺酸甲醛缩合物(减水剂)
1938 引气剂
1938 早强剂与缓凝剂
1939 木质磺酸盐(减水剂)
1950 消泡剂
1955 冰点降低剂
1960 密***树脂(减水剂)
1993 聚丙烯酸(减水剂)
1997 聚羧酸脂(减水剂)
1、减水剂 Water Reducers
减水剂——功能上能在和易性不变时,减少单位用水量;或在单位用水量不变时,能改善和易性;或二者都具备又不改变含气量的外加剂。
组成特点:碳氢分子链上带有亲水性离子基团的表面活性物质。
种类:
减水效果
普通减水剂(也称塑化剂,Plasticiser)
高效减水剂(也称超塑化剂,Superplasticiser)
复合功能
早强减水剂
缓凝减水剂
引气减水剂
1) 减水剂的组成与分子结构特点
减水剂都是表面活性剂,分子结构中含有亲水的离子基团和碳氢分子链,其中:
离子基团是酸根离子或氨基,如:-SO3-、-COO-、-NH 3 +等;
碳氢分子链,带有羟基,如:烷烃基、芳香烃基等。
其结构如下图所示:
阴离子基团
碳氢链
木质素磺酸盐的重复结构单元
2) 减水剂的物理化学特征
可溶于水,能显著降低水的表面张力;
能吸附在固体表面,并在固体表面定向排列,形成表面吸附分子层,降低水-固界面张力。
3) 减水剂的作用效果
通过湿润、润滑、分散、塑化等作用,能使水泥浆变稀、混凝土拌和流动性增大,从而,取得下列效果:
在保持用水量不变的条件下,增大坍落度,改善和易性,使混凝土易于浇注、成型密实;
在保持坍落度不变的条件下,减少用水量,降低水灰比(水胶比) ,提高混凝土强度和抗渗性;
在保持混凝土强度和和易性,在减少用水量的同时减少水泥用量。
坍落度(inch)
减水剂掺量(水泥质量的%)
减水剂对混凝土拌合物坍落度的影响
当水灰比一定时,混凝土拌合物的坍落度随着减水剂掺量的增加而增大
水灰比
减水剂掺量(水泥质量的%)
减水剂掺量对水灰比的影响
当坍落度恒定时,新拌混凝土的水灰比随着减水剂掺量的增加而减小
4) 减水剂的作用机理
当没有减水剂时,水泥加水后,不能获得均匀分散体系,由于下列原因而产生絮凝结构,使得部分拌合水包含其中,不能贡献给水泥浆的流动性:
水具有高表面张力(氢键分子结构)
水泥颗粒边、角和表面正负电荷间的相互吸力
当减水剂加入到水泥浆中,吸附在水泥颗粒表面,离子基团朝向水,使水泥颗粒表面带有几毫伏的负电荷,引起水泥颗粒相互排斥,打破了絮凝结构,释放其包含的水,改善分散性——静电排斥作用;
由于减水剂碳氢分子链上的极性基吸附水,形成吸附层包裹在水泥颗粒表面,产生空间位阻效应,阻碍水泥颗粒的紧密接触,阻止絮凝结构的形成。