外加剂课件
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混凝土外加剂基础知识课件
外加剂定义
定义： 一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、 用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的 材料（一般掺量不大于胶凝材料的5％，特殊情况 除外）。
混凝土外加剂已成为混凝土不可缺少的第五组分。
混凝土外加剂的分类
分类（按主要功能划分）
• 改善流变性能: 减水剂、泵送剂，增稠剂 • 调节凝结时间、硬化性能: 速凝剂、缓凝剂、
小结
普通减水剂由于其减水率较低，一般用于配置低强度 等级的混凝土，由于其本身的缺陷（引气、缓凝等）， 限制了其在混凝土中的掺量。 由于静电排斥和溶剂化作用减水机理，在水泥水化过 程中，水泥颗粒静电排斥力降低、溶剂化膜消失，注定 了混凝土流动性随时间延长而降低，最终表现混凝土坍 落度损失较大。 普通减水剂一般都是与其他外加剂复合使用。
高效减水剂
主要品种
1. 萘系高效减水剂（使用量最广，减水率较高）
2.蒽系高效减水剂（用量少，价格便宜） 3.古马隆系高效减水剂（焦化厂副产品制，减水率一般）
4.三聚氰胺系高效减水剂（减水增强效果好，价格较高）
5.氨基磺酸盐系高效减水剂（减水率高，保坍较好） 6.脂肪族高效减水剂（减水率较高，保坍一般）
应用范围：
广泛应用于具有抗冻要求的混凝土和高性能混凝土中。
引气剂
含气量对新拌性能的影响
能够提高流动性 降低混凝土泌水，避免离析
含气量对硬化性能的影响
优质引气剂可以提高混凝土抗渗性能 在一定的含气量范围，混凝土强度有一定的降低 大幅度提高混凝土的抗冻融性能 提高混凝土抗碳化能力 降低混凝土的弹性模量 干缩稍有增加
小结
无机盐早强剂降低混凝土新拌性能 一般没有引气作用，降低混凝土泌水 三乙醇胺对凝结时间影响不明确，无机盐类较高掺量促凝
定义： 一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、 用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的 材料（一般掺量不大于胶凝材料的5％，特殊情况 除外）。
混凝土外加剂已成为混凝土不可缺少的第五组分。
混凝土外加剂的分类
分类（按主要功能划分）
• 改善流变性能: 减水剂、泵送剂，增稠剂 • 调节凝结时间、硬化性能: 速凝剂、缓凝剂、
小结
普通减水剂由于其减水率较低，一般用于配置低强度 等级的混凝土，由于其本身的缺陷（引气、缓凝等）， 限制了其在混凝土中的掺量。 由于静电排斥和溶剂化作用减水机理，在水泥水化过 程中，水泥颗粒静电排斥力降低、溶剂化膜消失，注定 了混凝土流动性随时间延长而降低，最终表现混凝土坍 落度损失较大。 普通减水剂一般都是与其他外加剂复合使用。
高效减水剂
主要品种
1. 萘系高效减水剂（使用量最广，减水率较高）
2.蒽系高效减水剂（用量少，价格便宜） 3.古马隆系高效减水剂（焦化厂副产品制，减水率一般）
4.三聚氰胺系高效减水剂（减水增强效果好，价格较高）
5.氨基磺酸盐系高效减水剂（减水率高，保坍较好） 6.脂肪族高效减水剂（减水率较高，保坍一般）
应用范围：
广泛应用于具有抗冻要求的混凝土和高性能混凝土中。
引气剂
含气量对新拌性能的影响
能够提高流动性 降低混凝土泌水，避免离析
含气量对硬化性能的影响
优质引气剂可以提高混凝土抗渗性能 在一定的含气量范围，混凝土强度有一定的降低 大幅度提高混凝土的抗冻融性能 提高混凝土抗碳化能力 降低混凝土的弹性模量 干缩稍有增加
小结
无机盐早强剂降低混凝土新拌性能 一般没有引气作用，降低混凝土泌水 三乙醇胺对凝结时间影响不明确，无机盐类较高掺量促凝
外加剂培训课件
聚羧酸减水剂培训一、培训主要内容1、外加剂基础常识与定义2、试件制备：原材料要求、配合比设计及实验环境要求3、对拌合物各项性能的检验和硬化混凝土强度检验二、要达到的目的1、了解减水剂的有关分类与术语2、初步掌握减水剂作用3、熟练掌握聚羧酸减水剂的常规性能检验与实验操作方法，并能处理实验结果第一部外加剂基础常识混凝土外加剂（Concrete admixtures ）是一种除水泥、砂、石和水之外在混凝土拌制之前或拌制过程中以控制量加入的、用于使混凝土性能产生显著变化的物质，被人们称为混凝土的第五组分。
1、有关术语⑴高性能减水剂：比高效减水剂具有更高减水率、更好坍落度保持性能、较小干燥收缩，且具有一定引气性能的减水剂。
⑵基准水泥：符合本标准附录Ａ要求的、专门用于检验混凝土外加剂性能的水泥。
⑶基准混凝土：按照本标准规定的试验条件配制的不掺外加剂的混凝土。
⑷受检混凝土：按照本标准规定的试验条件配制的掺外加剂的混凝土2、混凝土外加剂的种类外加剂包括高性能减水剂（早强型、标准型、缓凝型）、高效减水剂（标准型、缓凝型）、普通减水剂（早强型、标准型、缓凝型）、引气减水剂、泵送剂、早强剂、缓凝剂、引气剂共８类外加剂。
本次主要学习的是实验室所用的聚羧酸减水剂，它属于高性能减水剂，主要有以下特点：ａ）掺量低（按照固体含量计算，一般为胶凝材料质量的0.15％～0.25％），减水率高；ｂ）混凝土拌合物工作性及工作性保持性较好；ｃ）外加剂中氯离子和碱含量较低；ｄ）用其配制的混凝土收缩率较小，可改善混凝土的体积稳定性和耐久性；ｅ）对水泥的适应性较好；ｆ）生产和使用过程中不污染环境，是环保型的外加剂。
3、减水剂的作用⑴在不改变砼组分，特别是不减少单位用水量的条件下，改变砼施工的工作性能，提高流动性。
⑵保持一定工作性的情况下：减少拌合水用量和水灰比，提高砼强度，改善耐久性⑶在给定工作性和强度的情况下：减少水和水泥用量，节约水泥⑷改善砼的可泵性以及混凝土的其它物理力学性能。
外加剂PPT课件
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，以及各复配成分之的共同作用而产生“叠加 效应”。
复合外加剂通常是由多种表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、复合缓凝引气
减水剂等。
7
04.12.2020
化学外加剂的复配
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。
减水组分：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，如萘系减 水剂和葡萄糖酸钠共同使用时，减水率提高比较 显著。
缓凝组分：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。
11
04.12.2020
混凝土泵送剂------配制原则
引气组分：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，混凝土含气量会高。
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。
12
04.12.2020
混凝土泵送剂------配制注意的问题
选购合适的高效减水剂母体； 根据使用要求和所有原材料进行复配和试验；
13
04.12.2020
外加剂的复配－泵送剂
几个泵送剂的配方：(kg/t)
减水
缓凝
引气
其它
（1）掺量低、减水率高。一般掺量为胶凝材料的 0.15-0.25%，减水率一般在25-30%，在接近 极限掺量0.25%时，减水率一般可以达到40% 以上。
（2）混凝土拌和物的流动性好，坍落度损失低，
2小时坍落度基本不损失，其高工作性可保持6-
8小时。
3
04.12.2020
《混凝土外加剂选》PPT课件
➢ 一般含有杂质； ➢ 减水率较小，约10%； ➢ 有一些副作用；
❖ 主要品种
➢ 木质素磺酸盐(木钙， ) 副作用：引进气泡多而大
➢ 羟基羧酸及其盐(如柠檬酸、葡萄糖酸钠等) 副作用：缓凝作用明显，有引气剂时会增大拌合物含气量
➢ 多元醇(如糖钙等) ； 副作用：缓凝但不影响含气量
高效减水剂 High-range Waterreducer
❖ 种➢物类理—化—学特化征学外加剂和矿物外加剂： ❖ 矿➢作物用外机加理剂：掺加量在水泥质量5%以上的
称➢应为用掺及和其负料作；用
❖ 化学外加剂：掺加量在水泥质量5%以下的 称为外加剂。
为什么要使用外加剂？
❖ 单纯依靠调节水、水泥和骨料用量，难以解决以下 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，降低本钱； 减少放热速度，控制温升。
4) 减水剂的作用机理
减水剂分子在水泥颗粒表面的吸附
加减水剂前的 絮凝结构
加入减水剂后，絮凝 结构被打破
问题：试从水泥浆的组成与分散体构造， 分析减水剂的作用机理？
解答：
1) 由于水泥颗粒之间和水泥颗粒与水之间的的 相互吸力，导致水泥颗粒在水中分散困难， 水泥颗粒容易相互粘聚形成絮凝构造，有
2〕1当0减~水3剂0%参加的水拌泥和浆中水，被减包水剂含分在子其吸附中在，水从泥颗而粒降外低表， 作了定水向泥排列浆，的组流成了动单性分。子或多分子吸附层，使水泥浆构造
❖ 主要品种
➢ 木质素磺酸盐(木钙， ) 副作用：引进气泡多而大
➢ 羟基羧酸及其盐(如柠檬酸、葡萄糖酸钠等) 副作用：缓凝作用明显，有引气剂时会增大拌合物含气量
➢ 多元醇(如糖钙等) ； 副作用：缓凝但不影响含气量
高效减水剂 High-range Waterreducer
❖ 种➢物类理—化—学特化征学外加剂和矿物外加剂： ❖ 矿➢作物用外机加理剂：掺加量在水泥质量5%以上的
称➢应为用掺及和其负料作；用
❖ 化学外加剂：掺加量在水泥质量5%以下的 称为外加剂。
为什么要使用外加剂？
❖ 单纯依靠调节水、水泥和骨料用量，难以解决以下 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，降低本钱； 减少放热速度，控制温升。
4) 减水剂的作用机理
减水剂分子在水泥颗粒表面的吸附
加减水剂前的 絮凝结构
加入减水剂后，絮凝 结构被打破
问题：试从水泥浆的组成与分散体构造， 分析减水剂的作用机理？
解答：
1) 由于水泥颗粒之间和水泥颗粒与水之间的的 相互吸力，导致水泥颗粒在水中分散困难， 水泥颗粒容易相互粘聚形成絮凝构造，有
2〕1当0减~水3剂0%参加的水拌泥和浆中水，被减包水剂含分在子其吸附中在，水从泥颗而粒降外低表， 作了定水向泥排列浆，的组流成了动单性分。子或多分子吸附层，使水泥浆构造
混凝土外加剂基础知识课件
02
它们可以单独使用或与其他外加 剂组合使用，以实现不同的功能 和效果。
混凝土外加剂的作用
01
02
03
04
改善混凝土的流动性、坍落度 和稳定性，提高施工效率。
增强混凝土的抗渗性、抗冻性 和耐久性，提高混凝土的耐久
性和使用寿命。
降低混凝土的水化热，减少温 度裂缝，提高混凝土的抗裂性
。
增加混凝土的抗压强度、抗拉 强度和耐磨性等力学性能。
混凝土外加剂的分类
01
02
03
根据功能分类
如减水剂、缓凝剂、引气 剂、防水剂、防冻剂等。
根据化学成分分类
如木质素磺酸盐类、萘系 高效减水剂、密胺系高效 减水剂、其他有机高效减 水剂等。
根据应用领域分类
如建筑工程用外加剂、道 路工程用外加剂、桥梁工 程用外加剂等。
02
CATALOGUE
混凝土外加剂的主要品种
早强剂的主要品种包括氯化钙 、氯化钠、硫酸钠等。
早强剂的使用量应根据具体的 施工环境和设计要求来确定， 一般掺量为水泥重量的 1%~2%。
缓凝剂
缓凝剂是一种能够延长混凝土凝 结时间的外加剂，主要作用是改 善混凝土的和易性和操作性能。
缓凝剂的主要品种包括糖类、木 质素类、醇类等。
缓凝剂的使用量应根据具体的施 工环境和设计要求来确定，一般 掺量为水泥重量的0.01%~0.1%
混凝土外加剂基 础知识课件
contents
目录
• 引言 • 混凝土外加剂的主要品种 • 混凝土外加剂的应用 • 混凝土外加剂的选用原则 • 混凝土外加剂的发展趋势和挑战 • 结语
01
CATБайду номын сангаасLOGUE
引言
混凝土外加剂的定义
它们可以单独使用或与其他外加 剂组合使用，以实现不同的功能 和效果。
混凝土外加剂的作用
01
02
03
04
改善混凝土的流动性、坍落度 和稳定性，提高施工效率。
增强混凝土的抗渗性、抗冻性 和耐久性，提高混凝土的耐久
性和使用寿命。
降低混凝土的水化热，减少温 度裂缝，提高混凝土的抗裂性
。
增加混凝土的抗压强度、抗拉 强度和耐磨性等力学性能。
混凝土外加剂的分类
01
02
03
根据功能分类
如减水剂、缓凝剂、引气 剂、防水剂、防冻剂等。
根据化学成分分类
如木质素磺酸盐类、萘系 高效减水剂、密胺系高效 减水剂、其他有机高效减 水剂等。
根据应用领域分类
如建筑工程用外加剂、道 路工程用外加剂、桥梁工 程用外加剂等。
02
CATALOGUE
混凝土外加剂的主要品种
早强剂的主要品种包括氯化钙 、氯化钠、硫酸钠等。
早强剂的使用量应根据具体的 施工环境和设计要求来确定， 一般掺量为水泥重量的 1%~2%。
缓凝剂
缓凝剂是一种能够延长混凝土凝 结时间的外加剂，主要作用是改 善混凝土的和易性和操作性能。
缓凝剂的主要品种包括糖类、木 质素类、醇类等。
缓凝剂的使用量应根据具体的施 工环境和设计要求来确定，一般 掺量为水泥重量的0.01%~0.1%
混凝土外加剂基 础知识课件
contents
目录
• 引言 • 混凝土外加剂的主要品种 • 混凝土外加剂的应用 • 混凝土外加剂的选用原则 • 混凝土外加剂的发展趋势和挑战 • 结语
01
CATБайду номын сангаасLOGUE
引言
混凝土外加剂的定义
混凝土外加剂简PPT课件
与掺量有关; 对硬化混凝土来说，中等水泥用量的强度一般稍有降低，在增加
用水量的情况下，收缩也会增大，所以要注意选择水泥品种和控 制水用量。
28
5.防冻剂
混凝土中掺入防冻剂的目的，是使其在负温下保持足够的 液相，以利于水泥水化反应的继续进行，待转入正温后， 混凝土强度能得到进一步增长。大部分防冻剂都是采用复 合型的，单一组分的防冻剂极少。
1、防冻剂的分类： A、 按其主要组分可分为氯盐类，非氯盐类和复合类;
B、 按负温养护温度分为- 5 ℃、- 10 ℃、- 15 ℃三类
C、 按掺量及塑化效果分为高效防冻剂，其掺量小于5 %(以无载体计算) ，适于- 15 ℃～ - 20 ℃;普通防冻剂， 掺量高于5 %。
29
防冻剂的性能及应用
卢沟桥畔300万t钢渣堆场
12
木质素磺酸盐减水剂环保作用
每生产1吨木质素磺酸盐减水 剂可以消纳2.5吨造纸废液 （浓度40%）
避免了废液直接排入江河中 造成环境污染
在取得良好经济效益的同时， 为保护环境做出了突出的贡 献。
13
外加剂在商品混凝土中使用
在改善和提高混凝土各种物 理性能，延长建筑工程的使 用寿命的同时，减少了混凝 土现场搅拌时产生的粉尘污 染和施工噪音，改善了现场 施工环境。
5
2.外加剂的种类及功能
（1）改善流变性能： （减水剂、引气剂、泵送剂、保水剂、 灌浆剂等） （2）调节凝结时间 硬化性能：
（缓凝剂、早强剂、速凝剂等）
（3）改善耐久性：
（引气剂、阻锈剂、防水剂等）
（4）改善其他性能：
（加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、 碱-集料反应抑 制剂等）
3
用水量的情况下，收缩也会增大，所以要注意选择水泥品种和控 制水用量。
28
5.防冻剂
混凝土中掺入防冻剂的目的，是使其在负温下保持足够的 液相，以利于水泥水化反应的继续进行，待转入正温后， 混凝土强度能得到进一步增长。大部分防冻剂都是采用复 合型的，单一组分的防冻剂极少。
1、防冻剂的分类： A、 按其主要组分可分为氯盐类，非氯盐类和复合类;
B、 按负温养护温度分为- 5 ℃、- 10 ℃、- 15 ℃三类
C、 按掺量及塑化效果分为高效防冻剂，其掺量小于5 %(以无载体计算) ，适于- 15 ℃～ - 20 ℃;普通防冻剂， 掺量高于5 %。
29
防冻剂的性能及应用
卢沟桥畔300万t钢渣堆场
12
木质素磺酸盐减水剂环保作用
每生产1吨木质素磺酸盐减水 剂可以消纳2.5吨造纸废液 （浓度40%）
避免了废液直接排入江河中 造成环境污染
在取得良好经济效益的同时， 为保护环境做出了突出的贡 献。
13
外加剂在商品混凝土中使用
在改善和提高混凝土各种物 理性能，延长建筑工程的使 用寿命的同时，减少了混凝 土现场搅拌时产生的粉尘污 染和施工噪音，改善了现场 施工环境。
5
2.外加剂的种类及功能
（1）改善流变性能： （减水剂、引气剂、泵送剂、保水剂、 灌浆剂等） （2）调节凝结时间 硬化性能：
（缓凝剂、早强剂、速凝剂等）
（3）改善耐久性：
（引气剂、阻锈剂、防水剂等）
（4）改善其他性能：
（加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、 碱-集料反应抑 制剂等）
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混凝土外加剂课件
四 生产工艺简介
目前混凝土中使用的外加剂，主要是以高效减水剂为主体（母体） 与其它功能的外加剂或材料配制的复合型外加剂，单一性能的外加剂 很少在混凝土中直接使用，通过复配的多功能外加剂是市场的主体。 外加剂的生产有化工合成和物理复配两种工艺。 （一）合成工艺 高效减水剂主要通过化工生产线合成制成，合成工艺有：磺化反应、 缩合反应、共聚反应、中和反应等。 （二）复配工艺 各种外加剂或其它材料通过试验确定配方，在混合设备中混合均匀制 成需要性能的外加剂，混合过程中不发生化学反应，属物理复配。 （三）生产技术特点 1、对混凝土使用水泥的针对性（适应性） 2、不同组分的相容性 3、不同组分的叠加效应 4、定向配制的不通用性
4、引气剂作用机理
是在混凝土搅拌过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭 的微小气泡的外加剂。 （1）界面活化作用 引气剂的界面活化作用，即引气剂在水中被界面吸附，形 成憎水化吸附层，降低界面 能，使混凝土拌合过程中引入的气泡能够稳定存在。 （2）气泡作用 引气剂在混凝土中形成的气泡，属于溶胶性气泡，彼此 独立存在，其周围被水泥浆体、骨料等包裹而不易消失。
三 外加剂的作用机理简介
不同种类的外加剂在混凝土中有不同作用机理，主要对水泥水化产生不同作用。 以混凝土主要使用的减水剂类外加剂为主体的多数混凝土外加剂属于表面活性剂， 表面活性剂的基本作用机理是降低分散体系中两相间的界面自由能，提高分散体 系的稳定性。作为混凝土外加剂的表面活性剂，在混凝土拌合物中起到改变表面 张力、湿润渗透、分散、乳化、增容、起泡等基本作用。几类典型外加剂的作用 机理如下。 1、减水剂的作用机理 是保持混凝土坍落度基本不变，能减少拌合用水量的外加剂。 减水剂多为表面活性剂，其对水泥的作用主要是表面活性，本身不与水泥发生化 学反应。在混凝土中对水泥颗粒起到吸附分散、湿润、润滑作用，使新拌混凝土 减少用水量，从而改善混凝土中孔结构，大孔减少，小孔增多，平均孔径减少， 总孔隙率下降，有利于混凝土强度的提高并直接影响着混凝土的耐久性和抗化学 腐蚀能力。 2、缓凝剂的作用机理 是能延长混凝土凝结时间的外加剂。 关于缓凝剂的作用机理目前尚无定论。可能的情况是: 糖类缓凝剂：是C3S水化的强延缓剂，能抑制C-S-H凝胶及CH晶核的形成，使水化 延迟甚至完全停止。不过糖是一种不稳定的缓凝剂，对有的水泥是优良的缓凝剂， 对另一部分水泥则可能是促凝。 羟基羧酸类：与C3S等溶出的钙离子结合，生成螯合环，吸附于C3S钙离子表面， 控制C3S钙离子的溶出，减缓水化反应，使之缓凝。 磷酸盐类：可溶性磷酸盐与水泥粒子表面溶出的钙离子结合生成不溶于水的钙盐 覆盖于水泥粒子表面，生成不透水层，从而延缓了水泥的水化过程。
外加剂应用PPT课件
• 是最常用的外加剂之一，分为普通减水剂 和高效减水剂
• 减水剂的作用
– 在不减少单位用水量的情况下，改善新拌混凝 土的工作度，提高流动性；
– 在保持新拌混凝土和易性相同的情况下，减少 用水量，提高混凝土的强度，改善耐久性；
– 在给定工作性和强度条件下，减少单位水泥用 量，节约水泥，减少干缩、徐变和水泥水化引 起的热应力；木钠引气 Nhomakorabea木浆
普
木质素类减水剂
通
减
水
剂
木镁 木钙 碱木素
单糖
减水 缓凝
竹浆 苇浆 草浆 糖密减水剂
减
其它减水剂
低聚糖
常见品种
糖钙减水剂
水
多糖
萘系减水剂
剂
纤维及其衍生物
糖钠减水剂
脂肪族减水剂
高
效
氨基磺酸盐减水剂
各类
减
减水
水
三聚氰胺减水剂
剂几
剂
种分
直线型
蒽系减水剂
子形
齿型
式
聚羧酸水剂
链状
特性
• 普通减水剂（木质素磺酸盐）特性：
• 选用的外加剂应有供货单位提供的下列技 术文件：
– 产品说明书，并应标明产品主要成份 – 出厂检验报告及合格证； – 掺外加剂混凝土性能检验报告。
外加剂质量控制
• 选用的外加剂应有供货单位提供的下列技术文件：
– 产品说明书，并应标明产品主要成份 – 出厂检验报告及合格证； – 掺外加剂混凝土性能检验报告。
常用外加剂定义
引气剂:在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、 稳定而封闭的微小气泡且能保留在硬化混凝土中的 外加剂. 防水剂:能提高水泥砂浆、混凝土抗渗性能的外加 剂，能降低混凝土在静水压力下的透水性. 阻锈剂:能抑制或减轻混凝土中钢筋或其他预埋金 属锈蚀的外加剂. 膨胀剂:在混凝土硬化过程中因化学作用能使混凝 土产生一定体积膨胀的外加剂，与水泥、水拌和后 经水化反应生成钙矾石、氢氧化钙或钙矾石和氢氧 化钙 防冻剂:能使混凝土在负温下硬化,并在规定时间内 达到预期性能的外加剂. 泵送剂:能改善混凝土拌合物的泵送性能的外加剂. 速凝剂：能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂
• 减水剂的作用
– 在不减少单位用水量的情况下，改善新拌混凝 土的工作度，提高流动性；
– 在保持新拌混凝土和易性相同的情况下，减少 用水量，提高混凝土的强度，改善耐久性；
– 在给定工作性和强度条件下，减少单位水泥用 量，节约水泥，减少干缩、徐变和水泥水化引 起的热应力；木钠引气 Nhomakorabea木浆
普
木质素类减水剂
通
减
水
剂
木镁 木钙 碱木素
单糖
减水 缓凝
竹浆 苇浆 草浆 糖密减水剂
减
其它减水剂
低聚糖
常见品种
糖钙减水剂
水
多糖
萘系减水剂
剂
纤维及其衍生物
糖钠减水剂
脂肪族减水剂
高
效
氨基磺酸盐减水剂
各类
减
减水
水
三聚氰胺减水剂
剂几
剂
种分
直线型
蒽系减水剂
子形
齿型
式
聚羧酸水剂
链状
特性
• 普通减水剂（木质素磺酸盐）特性：
• 选用的外加剂应有供货单位提供的下列技 术文件：
– 产品说明书，并应标明产品主要成份 – 出厂检验报告及合格证； – 掺外加剂混凝土性能检验报告。
外加剂质量控制
• 选用的外加剂应有供货单位提供的下列技术文件：
– 产品说明书，并应标明产品主要成份 – 出厂检验报告及合格证； – 掺外加剂混凝土性能检验报告。
常用外加剂定义
引气剂:在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、 稳定而封闭的微小气泡且能保留在硬化混凝土中的 外加剂. 防水剂:能提高水泥砂浆、混凝土抗渗性能的外加 剂，能降低混凝土在静水压力下的透水性. 阻锈剂:能抑制或减轻混凝土中钢筋或其他预埋金 属锈蚀的外加剂. 膨胀剂:在混凝土硬化过程中因化学作用能使混凝 土产生一定体积膨胀的外加剂，与水泥、水拌和后 经水化反应生成钙矾石、氢氧化钙或钙矾石和氢氧 化钙 防冻剂:能使混凝土在负温下硬化,并在规定时间内 达到预期性能的外加剂. 泵送剂:能改善混凝土拌合物的泵送性能的外加剂. 速凝剂：能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂
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• More cracks
– Silica fume, slag, fine powder
• Low early-age strength
– Fly ash
• More autogeneous shrinkage
– Low w/cm ratio (<0.4)
• Low alkalinity
– Less cement
Why cellulose ether (CE)?
• Non-ionic: Viscosity remains stable in high pH & calcium ions rich solution • Surface tension is low • Film formation is possible • Dosage is relatively low (0.05-0.5%) • Known to construction industry
吸附行为的调控，优化界面行为（分散、孔溶液）
化学减缩抑制技术
对早期收缩的影响（与减缩剂的对比）
Settlement shrinkage (×10 )
1200 1000 800 600 400 200 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Self-desiccation shrinkage (×10 )
化学减缩抑制技术
分子构筑
_ _ _ _ _
Side chain
Long side chain
较低的掺量，实现分散、减缩功能的统一
化学减缩抑制技术
关键技术
引入长聚醚侧链（提供空间位阻、优化孔结构和水化行为）
引入短侧链－减缩型基团（减缩、分散）
CH3
R4 O CH2 CH2 O C CH2 O H m n H
– Already used in underwater concrete – Used in the dry mortar industries for past few decades
– (hydroxy propyl methyl cellulose, HPMC)
• Average Crack Width (ACW) • Crack Width Reduction Ratio (CWRR) • Total Crack Area (TCA) • Crack Area Reduction Ratio (CARR)
减蒸剂在混凝土工程应用研究
• 减蒸剂
稀释，破乳 迁移 水 单分子膜
在混凝土表面经过稀释、破乳、自发迁移和自组装形成了致密的单分子 膜，抑制了混凝土表面的水分蒸发。
实验结果
• 外观
自然养护
减蒸剂养护
薄膜覆盖
实验结果
• 水分散失
减蒸剂对塑性混凝土水分散失的影响
实验结果
• 孔结构
微分孔径分布
累积孔径分布
(b) 1d以前的自收缩 比萘系降低了53％
化学减缩抑制技术
对中后期收缩的影响
500
Autogenous shrinkage/(×10 )
-6
Drying shrinkage/(×10 )
400 300 200
-6
FDN SRPCA
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
• Faster corrosion
Early-age shrinkage
Types of early-age shrinkage
• • • • • Chemical shrinkage (hydration) Autogenous shrinkage (w/cm<0.4) Subsidence (water flows up) Water loss due to evaporation Water loss due to substrate absorption
水分蒸发抑制技术
应用
喷洒减蒸剂
NER
收光
拉毛
ER
在喷洒减蒸剂的情况下，即使 水灰比为0.38，道面混凝土在 施工过程中也没有出现假凝起 壳现象 混凝土在早期也未产生塑性开 裂，使用效果良好
使用效果
减蒸剂能够有效的抑制塑性阶段混凝土水 分散失，降低混凝土塑性开裂风险，保证 混凝土外观质量，同时对于混凝土强度发 展无负面影响； 减蒸剂通过在塑性阶段混凝土表面形成两 亲性单分子膜，阻断水分与空气通路，消 除或延缓毛细孔内负压的出现，较之薄膜 覆盖等方法，省时省力，且不会对混凝土 外观造成不良影响； 减蒸剂的使用有效的促进了水泥的水化， 保证毛细孔结构发展，降低平均孔径，优 化了孔结构，对于混凝土各项性能发展具 有重要作用。
Age of first racking Tc/d
Crack width Wd
0d 1d 3d 28 7 d 14 d d 1.1 34 2.0 33 1.1 55
0.39 0.53 0.74 0.93 1.09 SRPCA 6.5 7 5 4 6 3 0.98 1.26 1.82 2.02 FDN 4.5 1.75 9 1 4 2 裂缝宽度比萘系降低了45%以上 FDN+2% 0.69 0.76 0.84 0.93 1.10 7.0 论文:减缩抗裂型混凝土超塑化剂的性能及其作用机理, 硅酸盐学报，2006 SRA 3 7 6 3 6
化学减缩抑制技术
70 SRPCA SRA FDN
Water
P 2 r
Surface tension/mN.m
-1
60
50
40 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Admixture mass fraction in water/%
Water
外加剂在水中的表面张力
毛细管水分蒸发示意图
• WSP can prolong cracking age. • The age at cracking seems not to associate with the molecular weights of WSP.
纤维素纤维对掺大量矿物掺合料 自密实混凝土性能的影响
• 纤维素纤维是一种从植物中提取的天然纤维，以独特工 艺制成的高强高弹模单丝短纤维； • 纤维素纤维一般用于降低塑性收缩和开裂，提高混凝土 韧性，且能改善混凝土的工作性和界面区性能。 • 然而，纤维素纤维对自密实混凝土方面的研究还缺乏系 统研究。
常见助磨剂配方
⑨马来酸配衍生物和甲氧基聚乙烯基乙二醇、苯乙烯 类的共聚体。⑩蜜胺甲醛一亚硫酸钠共聚物与蔡磺酸 钠复配构成。⑾萘磺酸甲醛缩合物与乙二醇齐聚物、 烷醇胺、芳香族乙酸酯。⑿聚甘油、低脂肪酸、和木 质素磺酸。⒀不饱和脂肪酸和胺。⒁脂肪酸三钙盐和 胺。⒂醇和酞胺。⒃至少含一个乙烯基醚乙二醇和颗 粒碳。⒄马来胺甲醛水溶液缩合物。⒅滑石粉、粉煤 灰。⒆纸浆、废渣、三乙醇胺、一乙醇胺、乙二醇、 多缩乙二醇。⒇蜜胺甲醛一亚硫酸钠(a)和萘磺酸钠 (b)构成。
-6
300 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25
-6
FDN FDN＋2％SRA SRPCA
FDN FDN＋SRA SRPCA
Time, t/h (30min after mixing)
Time, t/h (from initial setting)
(a) 凝缩 比萘系降低了43％
助磨剂的基本理论
1、助磨剂定义
•
《GB/T 667-2004水泥助磨剂》标准中，其定义明
确为：在水泥粉磨过程时加入的起助磨作用而不损 害水泥性能的外加剂，其加入量不超过水泥质量的 1.0%。
二 水泥助磨剂简介
助磨剂的组成
常被用作水泥助磨剂的表面活性剂主要有以下种类 ：
①醇类小极性分子，如乙二醇、丙二醇等； ②胺类小极性分子，如三乙醇胺、酞胺等； ③不饱和脂肪酸类:如硬脂酸、油酸等； ④盐类，如六偏磷酸钠、硬脂酸钠等； ⑤矿物类，如滑石粉、粉煤灰、焦炭、煤等； ⑥其他，如苯乙烯类的共聚体、蜜胺甲醛、马来酸 酐衍生物等。
破碎陶粒预饱和减缩剂应用技术
混凝土减缩剂是能显著减小混凝土硬化过程中产生的干燥收缩和自收缩，
cap
2 cos r
内养护可以有效控制混凝土的自收缩。
4
相比水饱和轻骨料，减缩剂饱和轻骨料周围水泥 石>30nm以上毛细孔数量较少，界面过渡区微裂 缝等缺陷较少，水泥石结构致密。
New problems of HPC
Conclusions
• WSP at specific dosage (0.3% and 0.5%) reduced total crack area, average crack width and extended age at cracking. • WSP at 0.8% and 1.0% showed no significant reduction on TCA and ACW. • WSP can reduce surface tension but at a limit range. • Adding 0.3% and 0.5% of WSP, the effect on reducing TCA and ACW may resulted from the polymer film formation and reduced surface tension.
Hypothesis
• If a chemical product has ternary functions--
–increases μo –reduces surface tension γ –forms film
• Can this product reduce early-age shrinkage cracking? • If it works, then which factor dominate early-age shrinkage cracking?
– Silica fume, slag, fine powder
• Low early-age strength
– Fly ash
• More autogeneous shrinkage
– Low w/cm ratio (<0.4)
• Low alkalinity
– Less cement
Why cellulose ether (CE)?
• Non-ionic: Viscosity remains stable in high pH & calcium ions rich solution • Surface tension is low • Film formation is possible • Dosage is relatively low (0.05-0.5%) • Known to construction industry
吸附行为的调控，优化界面行为（分散、孔溶液）
化学减缩抑制技术
对早期收缩的影响（与减缩剂的对比）
Settlement shrinkage (×10 )
1200 1000 800 600 400 200 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Self-desiccation shrinkage (×10 )
化学减缩抑制技术
分子构筑
_ _ _ _ _
Side chain
Long side chain
较低的掺量，实现分散、减缩功能的统一
化学减缩抑制技术
关键技术
引入长聚醚侧链（提供空间位阻、优化孔结构和水化行为）
引入短侧链－减缩型基团（减缩、分散）
CH3
R4 O CH2 CH2 O C CH2 O H m n H
– Already used in underwater concrete – Used in the dry mortar industries for past few decades
– (hydroxy propyl methyl cellulose, HPMC)
• Average Crack Width (ACW) • Crack Width Reduction Ratio (CWRR) • Total Crack Area (TCA) • Crack Area Reduction Ratio (CARR)
减蒸剂在混凝土工程应用研究
• 减蒸剂
稀释，破乳 迁移 水 单分子膜
在混凝土表面经过稀释、破乳、自发迁移和自组装形成了致密的单分子 膜，抑制了混凝土表面的水分蒸发。
实验结果
• 外观
自然养护
减蒸剂养护
薄膜覆盖
实验结果
• 水分散失
减蒸剂对塑性混凝土水分散失的影响
实验结果
• 孔结构
微分孔径分布
累积孔径分布
(b) 1d以前的自收缩 比萘系降低了53％
化学减缩抑制技术
对中后期收缩的影响
500
Autogenous shrinkage/(×10 )
-6
Drying shrinkage/(×10 )
400 300 200
-6
FDN SRPCA
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
• Faster corrosion
Early-age shrinkage
Types of early-age shrinkage
• • • • • Chemical shrinkage (hydration) Autogenous shrinkage (w/cm<0.4) Subsidence (water flows up) Water loss due to evaporation Water loss due to substrate absorption
水分蒸发抑制技术
应用
喷洒减蒸剂
NER
收光
拉毛
ER
在喷洒减蒸剂的情况下，即使 水灰比为0.38，道面混凝土在 施工过程中也没有出现假凝起 壳现象 混凝土在早期也未产生塑性开 裂，使用效果良好
使用效果
减蒸剂能够有效的抑制塑性阶段混凝土水 分散失，降低混凝土塑性开裂风险，保证 混凝土外观质量，同时对于混凝土强度发 展无负面影响； 减蒸剂通过在塑性阶段混凝土表面形成两 亲性单分子膜，阻断水分与空气通路，消 除或延缓毛细孔内负压的出现，较之薄膜 覆盖等方法，省时省力，且不会对混凝土 外观造成不良影响； 减蒸剂的使用有效的促进了水泥的水化， 保证毛细孔结构发展，降低平均孔径，优 化了孔结构，对于混凝土各项性能发展具 有重要作用。
Age of first racking Tc/d
Crack width Wd
0d 1d 3d 28 7 d 14 d d 1.1 34 2.0 33 1.1 55
0.39 0.53 0.74 0.93 1.09 SRPCA 6.5 7 5 4 6 3 0.98 1.26 1.82 2.02 FDN 4.5 1.75 9 1 4 2 裂缝宽度比萘系降低了45%以上 FDN+2% 0.69 0.76 0.84 0.93 1.10 7.0 论文:减缩抗裂型混凝土超塑化剂的性能及其作用机理, 硅酸盐学报，2006 SRA 3 7 6 3 6
化学减缩抑制技术
70 SRPCA SRA FDN
Water
P 2 r
Surface tension/mN.m
-1
60
50
40 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Admixture mass fraction in water/%
Water
外加剂在水中的表面张力
毛细管水分蒸发示意图
• WSP can prolong cracking age. • The age at cracking seems not to associate with the molecular weights of WSP.
纤维素纤维对掺大量矿物掺合料 自密实混凝土性能的影响
• 纤维素纤维是一种从植物中提取的天然纤维，以独特工 艺制成的高强高弹模单丝短纤维； • 纤维素纤维一般用于降低塑性收缩和开裂，提高混凝土 韧性，且能改善混凝土的工作性和界面区性能。 • 然而，纤维素纤维对自密实混凝土方面的研究还缺乏系 统研究。
常见助磨剂配方
⑨马来酸配衍生物和甲氧基聚乙烯基乙二醇、苯乙烯 类的共聚体。⑩蜜胺甲醛一亚硫酸钠共聚物与蔡磺酸 钠复配构成。⑾萘磺酸甲醛缩合物与乙二醇齐聚物、 烷醇胺、芳香族乙酸酯。⑿聚甘油、低脂肪酸、和木 质素磺酸。⒀不饱和脂肪酸和胺。⒁脂肪酸三钙盐和 胺。⒂醇和酞胺。⒃至少含一个乙烯基醚乙二醇和颗 粒碳。⒄马来胺甲醛水溶液缩合物。⒅滑石粉、粉煤 灰。⒆纸浆、废渣、三乙醇胺、一乙醇胺、乙二醇、 多缩乙二醇。⒇蜜胺甲醛一亚硫酸钠(a)和萘磺酸钠 (b)构成。
-6
300 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25
-6
FDN FDN＋2％SRA SRPCA
FDN FDN＋SRA SRPCA
Time, t/h (30min after mixing)
Time, t/h (from initial setting)
(a) 凝缩 比萘系降低了43％
助磨剂的基本理论
1、助磨剂定义
•
《GB/T 667-2004水泥助磨剂》标准中，其定义明
确为：在水泥粉磨过程时加入的起助磨作用而不损 害水泥性能的外加剂，其加入量不超过水泥质量的 1.0%。
二 水泥助磨剂简介
助磨剂的组成
常被用作水泥助磨剂的表面活性剂主要有以下种类 ：
①醇类小极性分子，如乙二醇、丙二醇等； ②胺类小极性分子，如三乙醇胺、酞胺等； ③不饱和脂肪酸类:如硬脂酸、油酸等； ④盐类，如六偏磷酸钠、硬脂酸钠等； ⑤矿物类，如滑石粉、粉煤灰、焦炭、煤等； ⑥其他，如苯乙烯类的共聚体、蜜胺甲醛、马来酸 酐衍生物等。
破碎陶粒预饱和减缩剂应用技术
混凝土减缩剂是能显著减小混凝土硬化过程中产生的干燥收缩和自收缩，
cap
2 cos r
内养护可以有效控制混凝土的自收缩。
4
相比水饱和轻骨料，减缩剂饱和轻骨料周围水泥 石>30nm以上毛细孔数量较少，界面过渡区微裂 缝等缺陷较少，水泥石结构致密。
New problems of HPC
Conclusions
• WSP at specific dosage (0.3% and 0.5%) reduced total crack area, average crack width and extended age at cracking. • WSP at 0.8% and 1.0% showed no significant reduction on TCA and ACW. • WSP can reduce surface tension but at a limit range. • Adding 0.3% and 0.5% of WSP, the effect on reducing TCA and ACW may resulted from the polymer film formation and reduced surface tension.
Hypothesis
• If a chemical product has ternary functions--
–increases μo –reduces surface tension γ –forms film
• Can this product reduce early-age shrinkage cracking? • If it works, then which factor dominate early-age shrinkage cracking?