1、5/16/20221混凝土化学外加剂混凝土化学外加剂 5/16/20222高性能减水剂 高性能减水剂是指近年来开发并投入使用的高性能减水剂是指近年来开发并投入使用的聚羧酸系减水剂，聚羧酸系高性能减水剂是由聚羧酸系减水剂，聚羧酸系高性能减水剂是由含有羧基的不饱和单体和其他单体共聚而成，含有羧基的不饱和单体和其他单体共聚而成，使混凝土在减水、保坍、增强、收缩及环保方使混凝土在减水、保坍、增强、收缩及环保方面具有优良性能的减水剂。面具有优良性能的减水剂。5/16/20223聚羧酸系高性能减水剂性能特点主要为：聚羧酸系高性能减水剂性能特点主要为： （1 1）掺量低、减水率高。一般掺量为胶凝材料的）掺量
2、低、减水率高。一般掺量为胶凝材料的0.15-0.25%0.15-0.25%，减水率一般在，减水率一般在25-30%25-30%，在接近极，在接近极限掺量限掺量0.25%0.25%时，减水率一般可以达到时，减水率一般可以达到40%40%以上。以上。（2 2）混凝土拌和物的流动性好，坍落度损失低，）混凝土拌和物的流动性好，坍落度损失低，2 2小时坍落度基本不损失，其高工作性可保持小时坍落度基本不损失，其高工作性可保持6-6-8 8小时。小时。5/16/20224（3 3）对混凝土增强效果潜力大。早期抗压强度比）对混凝土增强效果潜力大。早期抗压强度比提高更为显著。以提高更为显著。以3 3天、天、7
3、7天抗压强度为例，奈天抗压强度为例，奈系高效减水剂的系高效减水剂的3 3天、天、7 7天抗压强度比一般在天抗压强度比一般在130%130%左右，而聚羧酸系高性能减水剂的同龄期左右，而聚羧酸系高性能减水剂的同龄期抗压强度比一般在抗压强度比一般在180%180%以上。以上。 5/16/20225（4 4）混凝土收缩低。基本克服了第二代减水剂增）混凝土收缩低。基本克服了第二代减水剂增大混凝土收缩的缺点。大混凝土收缩的缺点。（5 5）总碱含量极低，其带入混凝土中的总的碱含）总碱含量极低，其带入混凝土中的总的碱含量仅为数十克，降低了发生碱骨料反应的可能量仅为数十克，降低了发生碱骨料反应的可能性，提高混凝
4、土的耐久性。性，提高混凝土的耐久性。（6 6）环境友好，聚羧酸系高性能减水剂合成生产）环境友好，聚羧酸系高性能减水剂合成生产过程中不使用甲醛和其他任何有害的原材料，过程中不使用甲醛和其他任何有害的原材料，在生产和使用过程中对人体健康无危害。在生产和使用过程中对人体健康无危害。5/16/20226（7 7）一定的引气量，与第二代（高效）减水剂相）一定的引气量，与第二代（高效）减水剂相比，其引气量有较大提高，平均在比，其引气量有较大提高，平均在3-4%3-4%。 该类产品目前没有发现明显的缺陷和不足。该类产品目前没有发现明显的缺陷和不足。尤其是其低坍落度损失和混凝土收缩小的优点尤其是其低坍落度损失
5、和混凝土收缩小的优点为高性能混凝土的开发和推广提供了新的有力为高性能混凝土的开发和推广提供了新的有力武器武器。5/16/20227化学外加剂的复配化学外加剂的复配l混凝土中使用单一品种外加剂的情况已很少见。逐渐向混凝土中使用单一品种外加剂的情况已很少见。逐渐向着高效能、多功能的方向发展。着高效能、多功能的方向发展。l 化学外加剂复配的目的是为了同时满足混凝土对各种性化学外加剂复配的目的是为了同时满足混凝土对各种性能的需要，以及各复配成分之间的共同作用而产生能的需要，以及各复配成分之间的共同作用而产生“叠加叠加效应效应”。l复合外加剂通常是由多种表面活性剂或与无机电解质等复合外加剂通常是由多种表
6、面活性剂或与无机电解质等组成。如复合早强剂、复合防冻剂、泵送剂、复合缓凝引组成。如复合早强剂、复合防冻剂、泵送剂、复合缓凝引气减水剂等。气减水剂等。5/16/20228化学外加剂的复配化学外加剂的复配l一般复配外加剂由至少两种组分配制，形成二元或多元复合。l复合外加剂中每一种外加剂在水泥水化的不同阶段起作用，或在同一时间内共同发挥作用。5/16/20229混凝土泵送剂混凝土泵送剂l定义： 能改善混凝土泵送性能的外加剂。所谓泵送性，就是混凝土拌和物具有顺利通过输送管道、不堵塞、不离析、粘聚性良好的性能。5/16/202210混凝土泵送剂混凝土泵送剂l泵送剂的主要组分高效减水剂：固体的掺量一般为水
7、泥掺量的0.。缓凝成分：调节凝结时间，减少坍落度损失。常用三聚磷酸钠和葡萄糖酸钠，根据气温和水泥成分的变化来调节。引气剂：少量优质的引气剂能在混凝土中形成小的圆形封闭气孔，提高流动性，减少离析和泌水，改善耐久性。5/16/202211混凝土泵送剂混凝土泵送剂-配制原则配制原则l配制外加剂时，要充分考虑其与各种原材料之配制外加剂时，要充分考虑其与各种原材料之间的间的适应性适应性，同时注意不同成分之间的，同时注意不同成分之间的交互作交互作用用。l减水组分减水组分：不同的水泥和掺和料、外加剂中其：不同的水泥和掺和料、外加剂中其它成分对减水剂的性能影响还是很大的，如萘它成分对减水剂的性能影响还是很大的
8、，如萘系减水剂和葡萄糖酸钠共同使用时，减水率提系减水剂和葡萄糖酸钠共同使用时，减水率提高比较显著。高比较显著。l缓凝组分缓凝组分：不同的水泥和掺和料以及不同的配：不同的水泥和掺和料以及不同的配合比，都会使缓凝效果产生变化。合比，都会使缓凝效果产生变化。5/16/202212混凝土泵送剂混凝土泵送剂-配制原则配制原则l引气组分：引气组分：引气剂的引气效果受很多因素影响，引气剂的引气效果受很多因素影响，如水泥细度、石子粒径、砂含泥量、温度、配如水泥细度、石子粒径、砂含泥量、温度、配合比等。掺加粉煤灰时、细料多、石子粒径小、合比等。掺加粉煤灰时、细料多、石子粒径小、坍落度大、温度低等，混凝土含气量会
9、高。坍落度大、温度低等，混凝土含气量会高。l总之，外加剂的调整应根据实际情况进行，以总之，外加剂的调整应根据实际情况进行，以试验结果为依据，不能想当然。试验结果为依据，不能想当然。5/16/202213混凝土泵送剂混凝土泵送剂-配制注意的问题配制注意的问题l选购合适的高效减水剂母体；选购合适的高效减水剂母体；l根据使用要求和所有原材料进行复配和试验；根据使用要求和所有原材料进行复配和试验；5/16/202214外加剂的复配外加剂的复配泵送剂泵送剂l几个泵送剂的配方：(kg/t)l配方：常用。l配方：水泥中缺硫时，效果较好。l配方：成本较低，但适应性可能会出现问题。l配方：水泥适应性不好时，可以
10、考虑使用。减水缓凝引气其它水萘系：300三聚：1025葡钠：102013/余量同上葡钠：102013硫酸钠：20余量木钙：50100、萘系：200/余量萘系：220、氨基：6010013/余量5/16/202215外加剂使用中常见的问题外加剂使用中常见的问题5/16/202216减水剂（泵送剂）过量减水剂（泵送剂）过量混凝土离析、分层缓凝时间过长形成蜂窝麻面、粘模浆体沉降，石子外露抓底、板结5/16/202217减水剂（泵送剂）过量减水剂（泵送剂）过量5/16/202218减水剂（泵送剂）过少减水剂（泵送剂）过少l为保证坍落度，增大用水量，造成砼粘聚性太低。l泵送施工时容易堵泵。l砼表面露砂。
11、l砼密实度低，耐久性差。l容易造成砼强度不能满足设计要求。5/16/202219用水量过多用水量过多5/16/202220坍落度损失快坍落度损失快l不能保证正常的施工操作。l在现场加外加剂，一方面增加成本，更重要的是不能保证砼的匀质性。l不能避免现场加水现象，造成混凝土的劣化。某工程因混凝土停留时间长，坍落度损失大，加水后将混凝土浇筑到部位，造成混凝土强度只有设计强度的5070%。5/16/202221引气剂问题引气剂问题l引气过量，造成混凝土强度下降过多。l引气不足，造成砼耐久性指标达不到要求。l引气剂质量差，引入的气泡过大，分布不均匀，不但起不到应有作用，反而使砼性能受到影响。l引气剂受水
12、泥细度、含碱量、掺和料品种、集料粒径、含泥量、砂率、搅拌方式、温度等诸多因素影响，使用过程不按照条件变化进行调整。在日本，几乎所有的砼都掺加一定的引气剂，不掺引气剂的砼被称为特种砼。在日本，几乎所有的砼都掺加一定的引气剂，不掺引气剂的砼被称为特种砼。5/16/2022225/16/202223水泥适应性水泥适应性l水泥中石膏的影响铝酸盐和水直接反应会产生闪凝。水泥中掺加二水石膏调节水泥的凝结时间。水泥浆溶液中的硫酸钙必须充分溶解并有足够硫酸盐离子和钙离子供给生成硫铝酸钙。1.熟料太热时与石膏共同磨细会使石膏脱水产生半水石膏和无水石膏，半水和无水石膏水化会使水泥产生假凝。假凝可以通过进一步拌和，
13、破坏生成物结构而恢复流动性。闪凝则不同，如果不加水，它不可能通过进一步拌和消除它的刚构。5/16/202224水泥适应性水泥适应性3. 部分水泥厂采用硬石膏作调凝剂，这种水泥会产生与外加剂不适应的问题。木钙对某些用硬石膏的水泥有速凝作用。不掺时，用石膏和用硬石膏的水泥的初、终凝时间相同，掺加0.2%的木钙后，用石膏的水泥的初凝时间延长4h左右，用硬石膏的水泥则快速凝结。水泥中石膏与硬石膏的比例小于2时，掺加外加剂将产生速凝，硬石膏溶解速度比石膏小，当掺加木钙后，硬石膏在饱和石灰溶液中的溶解性进一步减小。5/16/202225水泥适应性水泥适应性 外加剂对使用不同石膏的水泥的凝结时间的影响外加剂
14、种类二水石膏硬石膏初凝终凝初凝终凝木质素类4：117：55速硬6：05糖蜜类5：2510：02速硬1：19萘磺酸盐类2：475：253：425：205/16/202226水泥适应性水泥适应性l水泥碱含量的影响l水泥中碱含量高，减水剂的作用降低。l水泥中碱含量高，凝结时间缩短早期强度提高。水 泥Na2O+0.658k2O（%）减水剂品种及掺量（%）流动度（mm）萘系减水剂木 钙42.5普通水泥0.520.50 2851.302602.001050.52 0.252051.301902.001155/16/202227水泥适应性水泥适应性水泥可溶碱（事实上，可溶SO42-来自碱）、细度、C3A含量
15、和石膏类型、掺和料种类，是控制掺萘系减水剂水泥浆与混凝土流变性的关键因素。最佳可溶碱含量在0.40.6%当量Na2O。萘系减水剂在水泥颗粒上的吸附率和水泥水化速率受这些参数影响，它们控制混凝土流动度损失率。使用可溶碱含量低的水泥时，不仅当减水剂掺量不足时会较快损失坍落度，而当剂量稍高于饱和点时，又会出现严重的离析与泌水。使用含木质素类外加剂，为保险起见，使用任何外加剂前，都应该进行试验，验证外加剂的性能是否满足要求，是否与水泥等原材料之间存在适应性问题。并通过试验确定合适的外加剂品种以及相应的掺量。5/16/202228坍落度损失的机理水泥中所含石膏的溶解度取决其存在形态、水灰比、温度等因素。
16、水泥含碱量过高或过低，对高效减水剂水泥相容性都带来不利影响。这可能是因为它改变石膏的溶解度，从而影响C3A的水化所造成。含磺酸基团高效减水剂可以迅速和水泥中C3A反应，因此被消耗，使液相里游离的减水剂浓度降低，混凝土由于减水剂存在使坍落度增大的效果减小，甚至消失，因此表现为坍落度损失。5/16/202229 坍落度损失坍落度损失l使用Na2SO4控制坍损的原理：l石膏含量充足时，能不断提供硫酸根离子，液相中钙离子浓度保持较高。此时，通过调整缓凝成分及含量就能控制坍损。l当石膏加量不足时，C3A和石膏反应生成的钙矾石较少，不能有效控制C3A的水化，使凝结加快，流动性很快损失。此时，仅用缓凝组分很
17、难控制坍损。必须另外掺加一部分能提供硫酸根离子的外加剂成分。5/16/202230坍落度损失坍落度损失l造成“欠硫化”现象的原因:石膏加量不足，或熟料粉磨过程中温度变化改变了石膏的形态，二水石膏部分改变成半水石膏、无水石膏，比例发生了较大改变。混凝土配合比变化，如水灰比（水胶比）、用水量变小，使可溶性SO3总量减少。掺加外加剂后，使碱含量提高，因此石膏溶解度减小。环境温度变化，影响石膏的溶解度。1.以上因素的综合作用。5/16/202231坍落度损失坍落度损失适当调整配合比，保持坍落度l有时在配合比与外加剂匹配方面存在问题，因为外加剂不仅受配合比中各种原材料的影响还受材料用量的影响。l用水量的
18、影响最大，在保证混凝土性能的前提下，适当提高用水量可保证坍落度损失较小。l细砂同样会增大坍落度损失，尤其是砂子吸水率高时更为明显。适当降低砂率，有助于解决坍落度问题。5/16/202232坍落度损失坍落度损失l外加剂掺量过小，坍落度损失快。使用外加剂时，有一个合适的掺量，如低于某一掺量，外加剂的作用不能持续发挥，必然导致坍落度损失过快。l掺和料用量调整。在强度等有保证的前提下，适当增加掺和料比例，不但可降低混凝土成本，对混凝土的工作性也有很大好处。5/16/202233坍落度静态和动态损失坍落度静态和动态损失l在静态和动态的情况下，坍落度的损失是不一样的。l正常情况下，静态损失比动态损失要大1
19、0-20mm。因初始坍落度不同，其差别也不同。l有时，在试验室进行坍落度损失试验，发现坍落度损失很快，而工程应用中损失很小，这种现象不是经常发生。5/16/202234坍落度静态和动态损失坍落度静态和动态损失l发生这种现象的原因很可能与水泥有关。水泥中石膏的形态在磨细过程中发生了轻度改变，部分石膏由二水状态变为半水或无水状态。与水接触后半水或无水石膏又转变为二水石膏，即发生轻度假凝，在静态时，坍落度表现为损失快，而在动态时，石膏无法形成固态结构，因此混凝土的坍落度和流动性并无太大变化。5/16/202235混凝土的离析和泌水混凝土的离析和泌水l配制流态混凝土时，流动性和粘聚性失去平衡，当粘聚性
20、低时混凝土在自身重力或其它外力作用下产生相分离，破坏了材料组成的均匀性和稳定性，导致分离。l通常，泌水是离析的前奏，离析必然导致分层，增加堵泵的可能。l少量泌水在工程中是允许的，而且对防止产生混凝土表面裂缝有利。5/16/202236混凝土的离析和泌水混凝土的离析和泌水l产生混凝土离析和泌水的主要原因：砂率偏低或砂子中细颗粒含量少使混凝土保水性低，砂子含泥量大易产生浆体沉降，即“抓底”；胶凝材料总量少，浆体体积小于300L /m3；石子级配差，或单一粒径的石子；1.用水量大，使混凝土拌合物粘性低；5/16/202237混凝土的离析和泌水混凝土的离析和泌水l产生混凝土离析和泌水的主要原因： 外加
21、剂掺量过大，且外加剂中含有易泌水的成分； 水泥中熟料部分已水化，使得水泥保水变差； 使用矿渣或矿渣水泥，本身保水性不好，易泌水、离析；5/16/202238混凝土的离析和泌水混凝土的离析和泌水l浆体体积(Ve)、砂浆体积(Ves)和抗离析性的关系：Ve330L, Ves430L时，混凝土具有良好的工作性；Ve430L时，混凝土泌水的可能性不大，但混凝土粘聚性、和易性差；Ve330L, Ves430L时，混凝土保水性差，易泌水、离析、分层等。1.除了原材料的因素，在做混凝土配合比设计时，应重点考虑石子体积、浆体体积的比例。用正确的思路指导混凝土配合比的设计是最重要的。5/16/202239混凝土
22、的离析和泌水混凝土的离析和泌水l泌水、离析的解决办法：离析、泌水提高砂率Ve330LVes430L减少外加剂减少用水量增加水泥用量增加粉煤灰量增加含气量增加砂浆含量。提高保水性提高粘聚性增加水泥浆体含量，改善和易性5/16/202240混凝土的离析和泌水混凝土的离析和泌水l防止离析、泌水的具体措施：石子级配合理，单一粒径的石子应提高砂率；石子级配合理，单一粒径的石子应提高砂率；引气可减小泌水，特别是用卵石配制低强度等级引气可减小泌水，特别是用卵石配制低强度等级的大流动性混凝土时；的大流动性混凝土时；1.1.产生泌水的主要原因是砂率偏低，合理的砂率能产生泌水的主要原因是砂率偏低，合理的砂率能保证
23、混凝土的工作性和强度；保证混凝土的工作性和强度；5/16/202241混凝土的离析和泌水混凝土的离析和泌水4 掺加粉煤灰，特别是配制低强度等级的大流动性混凝 土，粉煤灰掺量应适当提高，从而提高其保水性；5 掺加增稠剂提高混凝土的粘聚性和保水性，防止泌水和离析；6 减少用水量或外加剂的掺量，使得游离水的比例减少，提高混凝土的粘聚性等。 以上措施应有针对性的应用，采取一种或综合方法。5/16/202242混凝土的滞后泌水混凝土的滞后泌水l滞后泌水：是指混凝土初始时工作性符合要求，滞后泌水：是指混凝土初始时工作性符合要求，但经过一段时间后（比如但经过一段时间后（比如1h1h）才产生大量泌水的）才产生
24、大量泌水的现象。现象。l可能的原因为：砂率偏低、掺和料等的吸水和放可能的原因为：砂率偏低、掺和料等的吸水和放水平衡、外加剂缓凝组分较多有关。水平衡、外加剂缓凝组分较多有关。5/16/202243混凝土的滞后泌水混凝土的滞后泌水l产生滞后泌水的原因及对策：原因对策真实砂率低、砂含石过高提高砂率砂子中细颗粒含量少提高掺和料用量，做必要补充石子级配不合理、单一粒径提高砂率25%水泥、掺和料泌水率大更换水泥、掺和料；增加增稠组分低强度等级或贫混凝土采用引气剂或提高胶凝材用量不明原因改变外加剂配方或以上综合措施5/16/202244混凝土的异常凝结混凝土的异常凝结l急凝：混凝土搅拌后迅速凝结。日常工作中
25、很少遇到。其原因不外乎：水泥过热、水泥中石膏严重不足、外加剂与水泥严重不适应，冬季时使用热水温度过高同时投料顺序不正确，热水与水泥直接接触等。l凝结时间过长：经常遇到。分为两种情况，一、整体混凝土严重缓凝；二、混凝土局部严重缓凝。5/16/202245混凝土的异常凝结混凝土的异常凝结l第一种情况，多半是由外加剂造成，由于掺加了不合适的缓凝组分，或外加剂掺量超出了正常掺量，造成混凝土的过度缓凝。前面已经提到有很多缓凝组分受温度等影响，缓凝效果有很大差异。另外还有一种情况，在使用某种掺和料时，不加外加剂，混凝土的凝结时间正常，只要掺加外加剂，混凝土的凝结时间就变的异常。l第二种情况：局部不凝也时有
26、发生。如楼板或墙体混凝土的绝大部分凝结正常，在局部面积不大的区域，混凝土不凝。5/16/202246混凝土的异常凝结混凝土的异常凝结造成局部不凝的原因确实不好解释，但其原因不外乎以下几点：后加外加剂，搅拌不均匀，造成外加剂局部富集；现场加水，混凝土粘聚性降低，混凝土离析，浇筑时振捣使局部浆体集中，水灰比变大且外加剂相对过量；使用粉状外加剂时有结块，混凝土浇筑后外加剂逐渐溶解，使得混凝土局部外加剂严重过量；使用液体外加剂时，长时间不清理沉淀物，此沉淀物粘稠不易搅碎，其成分基本为不易溶解的缓凝组分，从而造成混凝土的局部过度缓凝。5/16/202247混凝土混凝土“硬壳硬壳”现象现象l浇筑混凝土后，
27、混凝土表面已经“硬化”，但内部仍然是未凝结状态，形成“糖芯”，姑且称之为“硬壳”现象。l这一现象经常出现在天气炎热，气候干燥的季节。其实表面并非真正硬化，很大程度上是由于水分蒸发使得混凝土失水干燥造成。表层混凝土的强度将降低30%左右。而且再浇水养护也无济于事。l除了气候因素，外加剂的配料也有一定关系。同时，混凝土掺和料的种类也有影响。l外加剂中含有糖类及其类似缓凝组分时容易形成硬壳。使用矿粉时比使用粉煤灰更为明显。5/16/202248混凝土混凝土“硬壳硬壳”现象现象l解决硬壳现象的办法：外加剂配方进行适当调整，缓凝组分使用磷酸盐等，避外加剂配方进行适当调整，缓凝组分使用磷酸盐等，避免使用糖
28、、木钙、葡萄糖、葡萄糖酸钠等；免使用糖、木钙、葡萄糖、葡萄糖酸钠等；使用粉煤灰做掺和料，其保水性能比矿粉优异；使用粉煤灰做掺和料，其保水性能比矿粉优异；最有效的办法应该是施工措施，即避免混凝土受太阳直最有效的办法应该是施工措施，即避免混凝土受太阳直晒，或采取覆盖等保湿措施。晒，或采取覆盖等保湿措施。 5/16/202249泵送剂泵送剂l泵送剂由减水剂、缓凝剂、引气剂等组成。用于各种结构砼的泵送施工，特别是大体积砼、高层建筑；滑模施工和水下灌注桩等。l掺加泵送剂的砼应粘聚性好、和易性、可泵性好，不离析、泌水。l减水剂的作用为增大砼坍落度，缓凝剂作用为保持砼坍落度和流动性，引气剂作用为增加砼的柔软性、和易性，减少泌水，改善可泵性。配制强度较高的混凝土时宜选用粗砂p 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly, And You Will Know Everything. The More You Know, The More Powerful You Will Be写在最后感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings结束语讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
