混凝土外加剂百科
一、混凝土外加剂发展历史
1、20世纪90年代初美国首选提出高性能混凝土(HPC)概念,是新型超塑化剂与混凝土材料科学相结合的成功范例。
2、1824年英I.Aspdin获得波特兰水泥专利,水泥混凝土得到了广泛的应用。
3、1962年日本服部健一首先将萘磺酸甲醛缩合物(n≈10)用于混凝土分散剂,1964年日本花王石碱公司作为产品销售。
4、1963年联邦德国研制面功三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物,同时出现了多环芳烃磺酸盐甲醛缩合的。
5、1966年日本首先应用高强混凝土,开始生产预应力混凝土桩柱。
6、1971~1973年,德国首选将超塑化剂研制成功流态混凝土,混凝土垂直泵送高度达到310m。
7、目前的发展方向是HPC及使用复合超塑化剂(CSP)的研究,实现HPC配合比全计算法设计和CSP配方设计。
二、混凝土外加剂发展方向
1、高效减水剂:萘系及三聚氰胺系高效减水剂的改性、聚丙烯酸盐超塑化剂、聚丙烯酸接支共聚物超塑化剂、氨基磺酸盐超塑化剂、磺化酮醛缩聚物、木质素磺酸盐高效化、工业废料生产超塑化剂。
2、复合外加剂:低碱低掺量液体复合外加剂、复合超塑化剂及其配方设计、低碱低掺量液体复合防冻剂、微膨胀多功能防水剂、液体膨胀剂、液体速凝剂、超缓凝剂
3、其它外加剂:减缩剂、碱骨料反应抑止剂、表面硬化剂、高效脱模剂
三、混凝土外加剂的功能分类
1、定义:《混凝土外加剂分类、命名与定义》GB8075-87,是在拌制混凝土过程中加入,用以改善混凝土性能的物质,掺量不大于水泥质量的5%(特殊情况除外)。
2、混凝土外加剂按主要功能分为四类:
A、改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括减水剂、引气剂和泵送剂。
B、调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂。
C、改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。
D、改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂。
四、外加剂按品种分类
1、早强剂:
A、可溶性无机盐:氯化物、碳酸盐、硝酸盐、硫代硫酸盐、硅酸盐、铝酸盐、碱性氢氧化物等
B、可溶性有机物:三乙醇胺、甲酸钙、乙酸钙、丙酸钙和丁酸钙、尿素、草酸、胺与甲醛缩合物。
2、速凝剂:铁盐、氟化物、氯化铝、铝酸钠、碳酸钾。
3、引气剂:木材树脂盐、合成洗涤剂、木质素磺酸盐、蛋白质的盐、脂肪酸和树脂酸及其盐。
4、减水剂和调凝剂:木质素磺酸盐及其改性或衍生物、羟基羧酸及其盐或其改性和衍生物、无机盐(锌盐、硼酸盐、磷酸盐、氯化物)、铵盐及其衍生物、碳水化合物及多聚糖酸或糖酸、水溶性聚合物(纤维素醚、密胺衍生物、萘衍生物、聚硅氧烷和磺化碳氢化合物
5、高效减水剂:萘磺酸盐甲醛缩合物、多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物、对胺基苯磺酸甲醛缩聚物、磺化酮醛缩聚物、聚丙烯酸盐及其接枝共聚物等。
6、加气剂:过氧化氢、金属铝粉、吸附空气的某些活性碳。
7、灌浆外加剂:缓凝剂、凝胶、凝胶淀粉和甲基纤维素、膨润土、增稠剂、早强剂、加气剂。
8、膨胀剂:细铁粉或粒状铁粉与氧化促进剂、石灰系、硫铝酸盐系。
9、粘结剂:合成乳胶、天然橡胶乳胶。
10、泵送剂:合成或天然水溶性聚合物增加剂的粘度、有机絮凝剂、高比表面无机材料(膨润土、二氧化硅、石棉粉、石棉短纤维等)、水泥外掺料(粉煤灰、水硬石灰、石粉等)。
11、絮凝剂:聚合物电解质。
12、着色剂:灰到黑(氧化铁黑、矿物黑、碳黑、群青、酞青蓝)、浅红到深红(氧化铁红)、棕(氧化铁棕、富锰棕土、烧褐土)、绿(氧化铬绿、酞商姆)、白(二氧化钛),等
13、灭菌剂和杀虫剂:多卤化物、狄氏剂乳液及铜化物。
14、防潮剂:皂类、丁基硬脂酸、某些石油产品
15、防渗剂:减水剂、氯化钙
16、碱集料反应抑止剂:锂盐、钡盐、某些引气剂、减水剂、缓凝剂、火山灰。
17、阻锈剂:亚硝酸钠、苯甲酸钠、木质素磺酸钙、磷酸盐、氟硅酸钠、氟铝酸钠。
五、混凝土高效减水剂的作用
1、在不改变各种原材料配比的情况下,添加混凝土高效减水剂,不会改变混凝土强度,同时可以大幅度提高混凝土的流变性及可塑性,使得混凝土施工可以采用自流、泵送、无需振动等方式进行施工,提高施工速度、降低施工能耗。
2、在不改变各种原材料配比(除水)及混凝土的坍落度的情况下,减少水的用量,可以大大提高混凝土的强度,早强和后期强度分别比不加减水剂的混凝土提高60%及20%以上,通过减水,可以实现浇筑C100标号的高强混凝土。
3、在不改变各种原材料配比(除水泥)及混凝土强度的情况下,可以减少水泥的用量,掺加水泥质量0.2%~0.5%的混凝土减水剂,可以节省水泥量的15~30%以上。
4、掺加混凝土高效减水剂,可以提高混凝土的寿命一倍以上,即使建筑物的正常使用寿命延长一倍以上。
外加剂的使用
混凝土外加剂常用的主要是萘系高效减水剂和脂肪族高效减水剂。现详细介绍如下,希望能对你有所帮助。
萘系高效减水剂:萘系高效减水剂是经化工合成的非引气型高效减水剂。化学名称萘磺酸盐甲醛缩合物,它对于水泥粒子有很强的分散作用。对配制大流态砼,有早强、高强要求的现浇砼和予制构件,有很好的使用效果,可全面提高和改善砼的各种性能,广泛用于公路、桥梁、大坝、港口码头、隧道、电力、水利及工民建工程、蒸养及自然养护予制构件
一、主要技术指标
1、外观:粉剂棕黄色粉末,液体棕褐色粘稠液。
2、固体含量:粉剂≥94%,液体≥40%
3、净浆流动度≥230mm。
4、硫酸钠含量≤10。5、氯离子含量≤0.5%。
二、性能特点
1、在砼强度和坍落度基本相同时,可减少水泥用量10-25%。
2、在水灰比不变时,使混凝土初始坍落度提高250px以上,减水率可达15-25%。
3、对砼有显著的早强、增强效果,其强度提高幅度为20-60%。
4、改善混凝土的和易性,全面提高砼的物理力学性能。
5、对各种水泥适应性好,与其它各类型的混凝土外加剂配伍良好。
6、特别适用于在以下混凝土工程中使用:流态混凝土、塑化混凝土、蒸养混凝土、抗渗混凝土、防水混凝土、自然养护预制构件混凝土、钢筋及预应力钢筋混凝土、高强度超高强度混凝土。
三、掺量范围
粉剂:0.75-1.5%; 液体:1.5-2.5% 。
四、注意事项
1、采用多孔骨料时宜先加水搅拌,再加减水剂。
2、当坍落度较大时,应注意振捣时间不易过长,以防止泌水和分层。
萘系高效减水剂根据其产品中Na2SO4含量的高低,可分为高浓型产品(Na2SO4含量<3%)、中浓型产品(Na2SO4含量3%~10%)和低浓型产品(Na2SO4含量>10%)。目前大多数萘系高效减水剂合成厂都具备将Na2SO4含量控制在3%以下的能力,有些先进企业甚至可将其控制在0.4%以下。 萘系减水剂是我国目前生产量最大,使用最广的高效减水剂(占减水剂用量的70%以上),其特点是减水率较高(15%~25%),不引气,对凝结时间影响小,与水泥适应性相对较好,能与其他各种外加剂复合使用,价格也相对便宜。萘系减水剂常被用于配制大流动性、高强、高性能混凝土。单纯掺加萘系减水剂的混凝土坍落度损失较快。另外,萘系减水剂与某些水泥适应性还需改善。脂肪族高效减水剂是丙酮磺化合成的羰基焦醛。憎水基主链为脂肪族烃类,是一种绿色高效减水剂。不污染环境,不损害人体健康。对水泥适用性广,对混凝土增强效果明显,坍落度损失小,低温无硫酸钠结晶现象,广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等各类个性化减水剂,也可以与萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂复合使用。
脂肪族高效减水剂:
主要技术指标:
1、外观棕红色的液体;
2、固体含量>35%;
3、比重1.15-1.2
性能特点:
1、减水率高。掺量1-2%,减水率可达15-25%。在同等强度坍落度条件下,掺脂肪族高效减水剂可节约25-30%的水泥用量;
2、早强、增强效果明显。砼掺入脂肪族高效减水剂,三天可达到设计强度的60-70%,七天可达到100%,28天比空白混凝土强度提高30-40%;
3、高保塑。混凝土坍落度经时损失小,60 min基本不损失,90 min损失10-20%;
4、对水泥适用性广泛,和易性、粘聚性好。与其他各类外加剂配伍良好;
5、能显著提高砼的抗冻融,抗渗,抗硫酸盐侵蚀,并全面提高砼的其他物理性能;
6、特别适用以下砼:流态塑化砼,自然养护、蒸养砼,抗渗防水砼,耐久性抗冻融砼,抗硫酸盐侵蚀海工砼,以及钢筋、预应力砼;
7、脂肪族高效减水剂无毒,不燃,不腐蚀钢筋,冬季无硫酸钠结晶。
使用方法:
1、通过实验找出最佳掺量,推荐掺量为1.5-2%;
2、脂肪族高效减水剂与拌和水一并加入砼中,也可以采取后加法,加入脂肪族高效减水剂砼要延长搅拌30s;
3、由于脂肪族高效减水剂的减水率较大,砼初凝以前,表面会泌出一层黄浆,属正常现象。打完砼收浆抹光,颜色则会消除,或在砼上强度以后,颜色会自然消除,浇水养护颜色会消除的快一些,不影响砼的内在和表面性能。
聚羧酸系高性能减水剂
一:主要技术指标:
1,外观透明的液体;
2, 固体含;液体40%-70%;粉剂≥95%
3,碱含量≤0.2%;
4,绿色环保;(不含甲醛)
二:性能特点
1、掺量低、减水率高,减水率可高达45%;
2、坍落度轻时损失小,预拌混凝土坍落度损失率1h小于5%,2h小于10%;
3、增强效果显著,砼3d抗压强度提高50~110%,28d 抗压强度提高40~80%,90d抗压强度提高30~60%;
4、混凝土和易性优良,无离析、泌水现象,混凝土外观 颜色均一。用于配制高标号混凝土时,混凝土粘聚性好 且易于搅拌;
5、含气量适中,对混凝土弹性模量无不利影响,抗冻耐久性好;
6、能降低水泥早期水化热,有利于大体积混凝 土和夏季好施工;
7、适应性优良,水泥、掺合料相容性好 ,温度适应性好,与不同品种水泥和掺合料具有很好的 相容性,解决了采用其它类减水剂与胶凝材料相容性差 的问题;
8、低收缩,可明显降低混凝土收缩,抗冻融能力和抗碳化能力明显优于普通混凝土;显著提高混凝土体积稳定性和长期耐久性;9、碱含量极低,碱含量≤0.2%,可有效防止碱骨料反应的发生10、产品稳定性好,长期 储存无分层、沉淀现象发生,低温时无结晶析出;
11、产品绿色环保,不含甲醛,为环境友好型产品;12、经济效益好,工程综合造价低于使用其它类型产品,同强度条件下可节省水泥15-25%。
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