混凝土外加剂

2.1外加剂的分类

对外加剂可按其功能和化学成分分类。

按功能分类,有改善混凝土拌和物流变性能的,有调节混凝土凝结时间和硬化性能的,有改善混凝土耐久性能的;按化学成分分类,有无机类、有机类、有机无机复合类共三类。

2.1.1混凝土减水剂

减水剂能在不影响和易性的条件下使给定混凝土的拌和用水量减少,在不影响用水量的条件下使混凝土拌和物的和易性增加。此类减水剂可分为普通减水剂和高效减水剂。

①普通减水剂:要求减水率5%,龄期为3-7天的混凝土抗压强度提高10%,龄期为28天的混凝土抗压强度提高5%以上。常用的普通减水剂有木质素磺酸钙减水剂。

②高效减水剂:能大幅度地减少拌和用水量或者显著提高混凝土的流动度。要求减水率10%

,龄期为3天的混凝土抗压强度提高25%以上,龄期为28天的混凝土抗压强度提高巧%以上。目前常用的有聚烷基芳基磺酸盐类和密胺类减水剂。

减水剂对新拌棍凝土性能的影响主要有和易性的改善,拌和用水量的减水以及含气量有所增加,凝结时间有所延伸和洋灰水化放热速度减缓。

减水剂对硬化混凝土性能的影响主要有强度的提高,变形能力的增强,抗渗能力的提高和耐冻融性能的提高,且对钢筋无风险,有减缓混凝土中钢筋锈蚀的作用。

2.1.2缓凝剂

缓凝剂的种类:

①普通缓凝剂:能延伸混凝土凝结时间的外加剂。

②缓凝减水剂:兼有缓凝和减水功能的外加剂。

③缓凝高效减水剂:兼有缓凝和显著减水功能的外加剂。

④缓凝引气减水剂:兼有缓凝、引气和减水功能的外加剂。

⑤缓凝引气高效减水剂:兼有缓凝、引气和显著减水功能的外加剂。

缓凝外加剂能延伸混凝土的凝结时间,使新拌混凝土在较长时间内保持塑性,有利于浇筑成型和提高动工质量及降低洋灰初期的水化热。

缓凝外加剂主要用于很热天气下动工的混凝土、大体积混凝土及需长时间停放或者长距离运输的混凝土。缓凝剂及缓凝减水剂不宜用于日最低气温5℃以下动工的混凝土,也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土;缓凝高效减水剂不宜用于日最低气温为0℃以下动工的混凝土。缓凝剂及缓凝减水剂的品种及其掺量,应根据混凝土的凝结时间、运输距离、停放时间、强度等要求来确定,严禁过量掺人。过量掺人将导致棍凝土凝结时间显著推迟,早期强度降低,甚至不凝、假凝。缓凝剂和缓凝减水剂一般先配成适当浓度的溶液,加放拌和在水中使用。配制的溶液应定期检查,防止浓度不均而造成质量事故。缓凝剂及缓凝减水剂可与其它外加剂复合使用。配制溶液时应注意其共溶性,确定混合后不发生絮凝、沉淀等不良现象时方可先混合,否则应分别配制成溶液并分别加放在拌和机内。掺缓凝剂的混凝土在终凝后才气浇水养护。

2.1.3早强剂

早强外加剂分类:

①普通早强剂:加速混凝土早期强度发展的外加剂。一般不具备或者具备较小的减水功能,对混凝土后期强度影响不大。

②早强减水剂:兼有早强和减水功能的外加剂。能提高混凝土的早期强度,具备一定的减水功能,且能使混凝土后期强度和耐久性能有所提高。

③早强高效减水剂:兼有早强和显著减水功能的外加剂。能显著提高混凝土的早期强度、和易性、后期强度及耐久性。

早强外加剂适用于日最低气温不低于一5℃情况下的混凝土动工。大多数产物为复合载体故必须以干粉掺人使用,并适当延伸拌和时间。掺加时应加在洋灰里,不得加在潮湿的砂石上,以免造成硫酸钠与集料表面的水接触后结块,拌和时不易分散,使混凝土干裂。当粉剂中有结块和粗粒时,必须破坏,通过30目筛筛后方可使用。宜以体积法计量,这可避免产物受潮造成掺量不准。早强加外剂不得用于含有活性骨料的混凝土结构。

2.1.4混凝土防冻剂

是能使混凝土在负温下硬化,并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。

防冻剂分类:(按掺量能塑化效果分类)

①高效防冻剂:系减水剂12%(通常是20%),掺量小于或者等于洋灰质量的5%,适用于日最低气温为-15℃-20℃的防冻剂。

②普通防冻剂:系减水率较小及掺量较大的防冻剂。

防冻剂的适用范围:目前国内防冻剂产物适用的气温范围为-20℃-O℃,在更低的气温下动工时可采用其它冬季动工措施,如暖棚法、综合蓄热法等。掺防冻剂混凝土采用一层份子化合物塑料薄膜、两层草袋或者其它用品覆盖养护时,在日气温-5℃一+5℃正负温交替条件下,可使用早强剂或者早强减水剂;日最低气温为-15℃、-20℃时可分别采用规定温度为-10℃或者-15℃的防冻剂;氯盐类防冻剂适用于无筋混凝土工程;氯盐钢筋类防冻剂适用于允许掺用氯盐的钢筋混凝土工程;无氯盐类防冻剂可用于钢筋混凝土和预应力混凝土。但硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐类外加剂不得用于预应力混凝土及镀锌钢材或者与铁相接触部位的钢筋混凝土结构。含有六价铬盐、亚硝酸盐等有毒防冻剂,禁止用于饮水工程及与食品相接触的工程。

2.1.5混凝土膨胀剂

能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。

膨胀剂的种类:

①硫铝酸、钙类膨胀剂,其掺量通常是洋灰质量的8%一15%;

②氧化钙类,这类膨胀剂的掺量为洋灰质量的3%-5%;

③复合膨胀剂;

④金属类膨胀剂,铝粉膨胀剂一般掺量为洋灰质量的1/100000。

一般用在标号为32.5MPa及以上的硅酸盐洋灰和普通硅酸盐洋灰中。采用其它洋灰时须经过试验。膨胀混凝土(砂浆)的配合比设计与普通混凝土(砂浆)相同。每1m3所用膨胀剂的质量与1m3实际洋灰质量之和,作为每1m3混凝土(砂浆)洋灰的质量。铁屑膨胀剂的质量不计算在洋灰用量内。膨胀剂的实际掺量须通过试验确定。膨胀混凝土(砂浆)宜采用机械拌和,必须拌和均匀,一般比普通混凝土(砂浆)的拌和时间需延伸30s以上。膨胀混凝土(砂浆)必须在潮湿状态下养护14天以上,或者用喷涂养护剂养护;在日最低气温低于+5℃时,可采用40℃热水拌和并采用保温措施;膨胀混凝土(砂浆)可采用蒸气养护。

2.1混凝土减水剂

减水剂是混凝土外加剂中应用最广泛、效果最显著的一种掺拌材料,它的主要作用是改善混凝土拌和物的流变性能。在混凝土中新增减水剂,可以或者许减少用水量,提高混凝土强度,增大混凝土的流变性,同时还能节约洋灰用量。

2.2.1减水剂的发展历史

近代混凝土减水剂的发展已有60多年的历史。20百年30年月初,美国、英国、日本等已经在公路、隧道、地下工程中使用木质素磺酸盐类减水剂。到60年月,混凝土减水剂得到了较快发展。1962年,日本的服部健一等将萘磺酸甲醛高缩合物用作减水剂。几乎在同时,前德意志联邦民主国研制乐成了三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物减水剂。另外,同时出现的还有多环芳烃磺酸盐甲醛

缩合物减水剂。

目前国外对萘系、三聚氰胺系等高效减水剂的研究和应用已日趋完善,不少科研机构已开始转向对聚梭酸盐系高性能减水剂的开发与研究。90年月,日本在该领域投人了大量的人的劳力与资源,并获得了乐成,开发出了一系列性能较为优异的聚羧酸盐系减水剂。1995年以后,聚羧酸盐系减水剂在日本的使用量超过了萘系减水剂。

聚羧酸盐系高效减水剂是直接用有机化工原料通过接酯共聚反应合成的高份子表面活性剂,它不仅能吸附在洋灰颗粒表面上,使洋灰颗粒表面带电而互相排斥,并且还因具备支链的位阻作用,从而对洋灰分散的作用更强、更持久.因此,聚羧酸盐系减水剂被认为是目前最高效的新一代减水剂。

2.2.2混凝土减水剂的分类

按功能分类

⑴按塑化效果分类:分为普通减水剂(减水率在5%以上)和高效减水剂(减水率在12%以上)。

⑵按引气量分类:分为引气减水剂(含气量3.5-5.5%)和非引气减水剂(含气量