缓凝剂
缓凝剂原理
缓凝剂原理缓凝剂是一种化学物质，可以延缓水泥浆或混凝土中水分子的凝聚速度，从而使其具有更好的可流动性和可泵性。
缓凝剂在建筑工程中广泛应用，主要用于控制混凝土的凝聚速度，防止混凝土在运输、浇筑和振捣过程中出现过早凝固的现象。
一、缓凝剂的分类缓凝剂根据其化学成分和作用方式可以分为有机缓凝剂、无机缓凝剂和复合缓凝剂。
有机缓凝剂主要是指聚羧酸盐类缓凝剂，其作用机理是通过在水泥颗粒表面形成一层负电荷，从而防止水泥颗粒之间的相互作用，使混凝土具有更好的可流动性。
无机缓凝剂主要是指磷酸盐和硫酸盐缓凝剂，其作用机理是通过与水泥中的钙离子发生化学反应，形成难溶的沉淀物，从而减缓水泥的凝聚速度。
复合缓凝剂则是以上两种缓凝剂的混合物，其作用机理是综合了两种缓凝剂的优点，具有更好的缓凝效果。
二、缓凝剂的作用原理缓凝剂的作用原理主要是通过改变水泥浆或混凝土中的化学反应速率，从而延缓其凝聚速度。
水泥浆或混凝土中的凝聚速度是由水泥颗粒之间的相互作用力和水分子的含量决定的。
当水泥颗粒之间的相互作用力增强时，水泥浆或混凝土的凝聚速度也会增加，反之亦然。
而水分子的含量则是影响水泥浆或混凝土凝聚速度的另一个重要因素。
当水分子的含量较高时，水泥浆或混凝土的凝聚速度会减缓，反之亦然。
缓凝剂的作用机理可以分为以下几种：1.阻断水泥颗粒之间的相互作用力缓凝剂可以在水泥颗粒表面形成一层负电荷，从而防止水泥颗粒之间的相互作用，使混凝土具有更好的可流动性和可泵性。
2.吸附水分子缓凝剂可以吸附水分子，从而降低水泥浆或混凝土中的水分子含量，减缓其凝聚速度。
3.与水泥中的钙离子发生化学反应无机缓凝剂可以与水泥中的钙离子发生化学反应，形成难溶的沉淀物，从而减缓水泥的凝聚速度。
三、缓凝剂的应用范围缓凝剂在建筑工程中广泛应用，主要用于以下几个方面：1.混凝土的运输和浇筑在混凝土运输和浇筑过程中，由于时间和距离的限制，混凝土容易出现过早凝固的现象。
此时可以添加适量的缓凝剂，延缓混凝土的凝聚速度，使其具有更好的可泵性和可流动性。
混凝土中添加缓凝剂的方法
混凝土中添加缓凝剂的方法一、背景介绍混凝土是一种广泛应用的建筑材料，其主要成分为水泥、砂、石头等。
在混凝土的制作过程中，常常会出现凝固时间过短的问题，导致混凝土无法充分凝固。
为了解决这一问题，可以添加缓凝剂来延长混凝土的凝固时间，保证混凝土的质量。
二、缓凝剂的种类1.硫酸盐类缓凝剂：如硫酸铝、硫酸钾等，具有延缓水泥水化反应的作用。
2.有机酸类缓凝剂：如柠檬酸、葡萄酸等，可以与水泥中的游离钙离子发生化学反应，使其难以与硅酸盐反应，从而延缓水泥水化反应。
3.醇类缓凝剂：如甘油、葡萄糖等，可以降低水泥的浓度，延缓水泥水化反应。
三、缓凝剂的添加方法1.直接添加法：将缓凝剂直接添加到混凝土的原材料中进行混合。
该方法操作简单，但需要控制好缓凝剂的用量，否则会影响混凝土的强度和耐久性。
2.分层加料法：将缓凝剂与水分离，先将水和水泥混合，然后再将缓凝剂加入混合物中。
该方法可以减少缓凝剂的用量，但需要控制好加入缓凝剂的时间和顺序。
3.浸泡法：将缓凝剂浸泡在混凝土中的骨料或石粉中，使缓凝剂能够与水泥发生化学反应。
该方法需要较长的时间才能达到理想的效果，但可以减少缓凝剂的用量。
四、缓凝剂的用量缓凝剂的用量应根据混凝土的性质和要求来确定。
一般来说，硫酸盐类缓凝剂的用量为水泥重量的1%-3%，有机酸类缓凝剂的用量为水泥重量的0.1%-0.5%，醇类缓凝剂的用量为水泥重量的0.1%-0.3%。
五、缓凝剂的注意事项1.缓凝剂的用量应根据混凝土的性质和要求来确定，不宜过多或过少。
2.添加缓凝剂时要控制好添加的时间和顺序，以免影响混凝土的强度和耐久性。
3.不同种类的缓凝剂不应混合使用。
4.缓凝剂应在混凝土的制作过程中加入，不可事后添加。
5.缓凝剂应存放在阴凉干燥的地方，避免受潮和日晒。
六、实际应用案例某建筑工地需要制作大量混凝土，但由于施工现场温度较高，混凝土的凝固时间较短，容易出现开裂等问题。
为了解决这一问题，工程师决定添加硫酸钙缓凝剂来延长混凝土的凝固时间。
缓凝剂名词解释
缓凝剂名词解释
缓凝剂：
缓凝剂是一种有效的减少水泥凝结时间的材料，它可以增加胶凝物料的延续粘性，减少水泥浆的凝结时间，减少水泥室建筑过程中的时间损失。
缓凝剂可以是任何类型的，包括有机缓凝剂和无机缓凝剂。
有机缓凝剂将增加延长粘度，延迟水泥凝结时间，以及改善水泥的加工应用性能，如抗拉强度和抗压强度。
无机缓凝剂主要用于延迟水泥凝结时间，提升地基的抗拉强度和抗压强度，还能够改善水泥的灌浆性能和抗渗性能。
缓凝剂的使用可以缩短水泥的整体施工周期，使工程进度更快，整体质量更优，有效地节省时间、成本和人力，是水泥工程不可缺少的必要材料。
混凝土中添加缓凝剂的工艺方法
混凝土中添加缓凝剂的工艺方法混凝土是一种常见的建筑材料，由于其强度高、耐久性好等特点，被广泛应用于建筑、道路、桥梁等领域。
但是在混凝土的制作过程中，会出现混凝土过早硬化、凝固时间过短等问题，这些问题将会导致混凝土的强度降低、结构不稳定等问题。
因此，为了解决这些问题，我们可以在混凝土中添加缓凝剂，以延长混凝土的凝固时间，提高混凝土的强度和耐久性。
一、缓凝剂的种类缓凝剂可以分为有机缓凝剂和无机缓凝剂两种。
1.有机缓凝剂有机缓凝剂是一种化学物质，可以缓慢地破坏混凝土中的水泥分子，从而延长混凝土的凝固时间。
有机缓凝剂主要有木质素类、糖类、蛋白质类等。
其中，木质素类缓凝剂的缓凝效果最好，但价格较贵。
糖类缓凝剂的缓凝效果次之，但价格较为经济实惠。
蛋白质类缓凝剂的缓凝效果较差，但价格较便宜。
2.无机缓凝剂无机缓凝剂是一种化学物质，可以在混凝土中吸收水分，从而减缓混凝土的凝固时间。
无机缓凝剂主要有铝盐、铬盐、钙盐等。
其中，铝盐缓凝剂的缓凝效果最好，但对混凝土的强度和耐久性有一定的影响。
铬盐缓凝剂的缓凝效果次之，但对混凝土的强度和耐久性影响较小。
钙盐缓凝剂的缓凝效果较差，但对混凝土的强度和耐久性影响最小。
二、混凝土中添加缓凝剂的工艺方法混凝土中添加缓凝剂可以采用两种方法：直接添加和间接添加。
1.直接添加直接添加是将缓凝剂直接添加到混凝土中，与水泥和骨料一起进行搅拌。
直接添加的方法适用于缓凝剂的用量较少的情况。
具体步骤如下：（1）将水泥、骨料、缓凝剂按一定比例混合。
（2）将混合物放入混凝土搅拌机中，进行搅拌。
（3）搅拌时间根据混凝土的配方和缓凝剂的种类而定，一般为3-5分钟。
（4）将搅拌好的混凝土倒入模具中，进行振实，然后进行养护。
2.间接添加间接添加是将缓凝剂先与水混合，成为缓凝剂水溶液，再将缓凝剂水溶液与水泥和骨料一起进行搅拌。
间接添加的方法适用于缓凝剂的用量较大的情况。
具体步骤如下：（1）将缓凝剂与一定量的水混合，搅拌均匀。
缓凝剂、速凝剂的特点及使用性能
四、作用机理
2．水玻璃系 水泥中C3S、C2S的等矿物在水 化过程中生成氢氧化钙，而水玻 璃溶液能与氢氧化钙强烈反应生 成硅酸钙和二氧化硅胶体，且伴 有大量的氢氧化钠生成，进一步 促进水泥熟料矿物水化，从而使 水泥迅速凝结硬化。
五、速凝剂对混凝土的影响
（一）对新拌混凝土性能影响 主要缩短初、终凝时间 （二）对硬化混凝土性能影响 1．强度 由于速凝剂加速了铁铝酸四钙的水化， 析出的水化铁酸钙胶体，会包裹在 C3S表面上，阻碍了C3S后期水化。 所以后期强度降低。
1．铝氧熟料加碳酸盐系 主要速凝成分：铝氧熟料、碳酸钠及 生石灰 2．硫铝酸盐系 主要成分：偏铝酸钠、硫酸钠、氧化 钙和氧化锌 3．水玻璃系 成分：水玻璃、重铬酸钾、亚硝酸钠 和三乙醇胺
四、作用机理
1．铝氧熟料加碳酸盐系 碳酸钠与水泥中石膏反应，生成不溶 的碳酸钙沉淀，破坏了石膏的缓凝作 用。 偏铝酸钠在有氢氧化钙存在的条件下 与石膏反应生成水化硫铝酸钙和氢氧 化钠，由于石膏消耗而使水泥中的 C3A成分迅速溶解进入水化反应， C3A的水化又迅速生成钙矾石而加速 了凝结硬化。另一方面大量生成氢氧 化钠、氢氧化铝、硫酸钠具有促凝、 早强作用。
二、速凝剂作用特点
1．使混凝土喷出后3~5min内初 凝，10min内终凝； 2．使砼有较高的早期强度，后 期强度降低不大； 3．使砼有一定的粘度，以防回 弹量过高；
二、速凝剂作用特点
4．使砼保持较小的水灰比，以 防收缩过大，并提高抗渗性； 5．对钢筋无锈蚀作用。
三、速凝剂的种类
三、缓凝剂的作用机理
有机缓凝剂在固、液面上产生吸附， 改变固体粒子表面的性质，或是通过 分子中亲水基团吸附大量水分子形成 较厚的水膜层，使晶体间的相互接触 受到屏蔽，改变了结构形成过程；或 是通过其分子中的某些官能团与游离 的生成难溶性的盐吸附于矿物颗粒表 面，从而抑制水泥（C3A、C3S）的 水化过程。
缓凝剂缓凝机理及实验研究
2.2 羟基羧酸、氨基羧酸及其盐 羟基羧酸、氨基羧酸及其盐对硅酸盐水泥的缓凝作用主要在于它们 的分子结构中含有络合物形成基(-OH,-COOH,-NH2) 。Ca2+ 为二价正离 子, 配位数为4, 是弱的结合体, 能在碱性环境中形成不稳定的络合物。 羟基在水泥水化产物的碱性介质中与游离的Ca2+ 生成不稳定的络合物, 在水化初期控制了液相中Ca2+的浓度, 产生缓凝作用。随着水化过程的 进行, 这种不稳定的络合物将自行分解, 水化将继续正常进行, 并不影响 水泥后期水化。其次, 羟基、氨基、羧基均易与水分子通过氢键缔合, 再加上水分子之间的氢键缔合, 使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂 化水膜, 阻止了水泥颗粒键的直接接触, 阻碍水化进行。而含羧基或羧 酸盐基化合物也易与游离的Ca2+ 生成不溶性的钙盐, 沉淀在水泥颗粒表 面, 从而延缓水泥水化速度 。
2.缓凝剂的缓凝机理
2.1 无机类缓凝剂 水泥的水化过程本质上就是一种低溶解度的固体与水生成更低溶解度的固体产 物的反应过程。也就是说, 这是一个随水泥浆体系中液相量不断消耗, 而与之相 接触的固相量不断增加的过程。无机电解质的加入( 尤其在水泥水化初期) 会影响Ca( OH) 2, C- S-H 析出成核及C-A- S-H 的形成过程, 进而对水泥的凝结 硬化产生影响。
2.4 糖蜜类减水剂。 糖蜜中的主要成分是己糖酸钙, 具有较强的固- 液表面活性, 因此能吸 附在水泥矿物颗粒表面形成溶剂化吸附层, 阻碍颗粒的接触和凝聚, 从而 破坏了水泥的絮凝结构, 使水泥的初期水化糖钙含有多个羟基, 对水泥的 初期水化有较强的抑制作用, 可以使游离水增多, 提高了水泥浆的流动性。 糖蜜属于非引气型缓凝剂, 原因在于它的气- 液界面活性较低,不利于降低 水的表面张力, 因而引气量不大。
缓 凝 剂
缓凝剂（一）定义缓凝剂就是降低水泥或石膏的水化热，延长凝结时间的一种添加剂。
用于砂浆中的缓凝剂的定义如下：缓凝剂：延长砂浆凝结时间的添加剂。
（二）种类按结构可将缓凝剂分为下列几类：1）糖类：糖钙、葡萄糖酸盐等，糖钙就是由制糖下脚料经石灰处理而成。
2）羟基羧酸及其盐类：柠檬酸、酒石酸及其盐，其中以天然的酒石酸缓凝效果最好。
3）无机盐类：锌盐、磷酸盐等。
4）木质磺酸盐等在所有的缓凝剂中，木质磺酸盐的添加量最大且有较好的减水效果。
（三）作用机理一般来说，有机类缓凝剂大多对水泥颗粒以及水化产物新相表面具有较强的活性作用，吸附于固体颗粒表面，延缓了水泥和浆体结构的形成。
无机类缓凝剂，往往是在水泥颗粒表面形成一层难溶的薄膜，对水泥颗粒的水化起屏障作用，阻碍了水泥的正常水化。
这些作用都会导致水泥的水化速度减慢，延长水泥的凝结时间。
缓凝剂对水泥缓凝的理论主要包括吸附理论、生成络盐理论、沉淀理论和控制氢氧化钙结晶生产理论。
多数有机缓凝剂有表面活性，它们在固液界面产生吸附，改变固体粒子表面性质，即亲水性。
由于吸附作用，它们分子中的羟基在水泥粒子表面，阻碍水泥水化过程，使晶体相互接触受到屏蔽，改变了结构形成过程。
如葡萄糖吸附在C3S表面生成吸附膜，因此掺0.1﹪葡萄糖是水泥凝结时间延长70﹪。
对羟基羧酸及其盐的缓凝作用，用络合物理论解释更为合适。
因为羟基羧酸盐是络合物形成剂，能于过渡金属离子形成稳定的络合物，而与碱土金属离子只能在碱性介质中形成不稳定络合物。
正因为如此，羟基羧酸及其盐类能与水泥中的钙离子形成不稳定络合物，在水化初期控制了液相中的钙离子的浓度，产生缓凝作用，随水化过程的进行，这种不稳定的络合将会破坏，这样水化将继续正常进行。
缓凝剂分子在水泥离子上的吸附层的存在，使分子间的作用力保持在厚的水化层表面上，使水泥悬浮体也有分散作用。
它们不但在原胶凝物质的粒子表面吸附，而且在水化和硬化过程中吸附在新相的晶胚上，并使其稳定。
混凝土缓凝剂主要组成成分
混凝土缓凝剂主要组成成分混凝土缓凝剂是一种能够延缓混凝土的凝固时间的化学物质。
它主要由以下几种成分组成：1. 缓凝剂基础物质：缓凝剂的基础物质通常是有机化合物，如酸酐、醇酸盐、酮类等。
这些物质能够与混凝土中的水分发生反应，形成一种水合物，从而降低混凝土的凝固速度。
常见的缓凝剂基础物质有醋酸、乙酸乙酯、甲酸乙酯等。
2. 缓凝剂助剂：为了提高缓凝剂的效果，常常会添加一些助剂。
这些助剂可以改善缓凝剂的分散性和稳定性，使其更好地与混凝土中的水分发生反应。
常见的缓凝剂助剂有表面活性剂、分散剂、稳定剂等。
3. 控制剂：为了控制混凝土的凝固时间，缓凝剂中常常添加一些控制剂。
这些控制剂可以调节缓凝剂的活性，使其在适当的时间内发挥作用。
常见的控制剂有有机酸、有机碱等。
混凝土缓凝剂的主要作用是延缓混凝土的凝固时间，使施工人员有足够的时间进行操作和调整。
在混凝土施工过程中，凝固时间过快可能会导致混凝土的坍塌和不均匀。
而凝固时间过慢则会延长施工周期，增加成本。
因此，适量添加缓凝剂可以在一定程度上解决这些问题。
缓凝剂的添加量应根据具体情况来确定。
一般来说，缓凝剂的添加量与混凝土的配合比、温度、湿度等因素有关。
在正常情况下，缓凝剂的添加量通常为混凝土总重量的0.1%~0.5%。
需要注意的是，过量的缓凝剂会导致混凝土的强度降低，因此应根据实际情况进行合理控制。
缓凝剂的使用方法也有一定的要求。
一般来说，缓凝剂应在混凝土的拌合过程中加入。
具体的使用方法可以根据产品说明进行操作。
在使用过程中，应注意保持施工现场的清洁，避免杂质的进入。
同时，应控制混凝土的水胶比，以保证混凝土的质量。
混凝土缓凝剂是一种能够延缓混凝土凝固时间的化学物质。
它主要由缓凝剂基础物质、缓凝剂助剂和控制剂等组成。
缓凝剂的添加量和使用方法应根据具体情况进行合理控制。
通过适量添加缓凝剂，可以延缓混凝土的凝固时间，提高施工效率。
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缓凝剂
缓凝剂是指高温（25~35℃）生产时能够明显延缓菱镁水泥初凝时间，降低菱镁水泥反应峰值温度的外加剂。
高温生产时，菱镁水泥固化过程中释放出大量的热，放热峰值温度可达140℃。
如此剧烈的放热过程会使制品产生热膨胀，导致制品产生变形，甚至会出现微裂纹或裂缝。
菱镁水泥初凝时间过短，来不及操作菱镁料浆就失去可操作性，同时生成9·1·5相，减少了5·1·8相的比例，大量MgCl2以游离形式存在于菱镁制品内部，增加制品吸潮返卤的可能性。
缓凝剂种类
缓凝剂可以通过各种途径分散菱镁水泥反应过程中的水化热，其理论有吸附理论、络合理论和沉淀理论。
常见的缓凝剂可分为有机酸及其相应盐类、无机酸及其相应盐类。
有机缓凝剂主要有柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸等，它们相对应的盐，如柠檬酸钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠、木质素磺酸钠等都具有很好的缓凝效果，无机缓凝剂包括磷酸、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、硼酸、硼酸钠等也有一定的缓凝效果。
缓凝剂对初凝时间的影响
菱镁水泥初凝时间测定方法结合GB1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》和WB/T1023-2005《菱镁胶凝材料改性剂》相关要求进行测试。
此处介绍的实验方法与
WB/T1023-2005《菱镁胶凝材料改性剂》相关规定稍有区别：
①标准上规定试件原材料中含有标准砂，菱镁制品在实际生产中大多不掺加粗骨料，少数使用细砂，使用标准砂为原料测试改性剂的适用性没有实际意义。
②笔者将实验室试件养护温度由(20±2)℃提高到为(30±2)℃，试验时菱镁水泥量较少，缓凝剂缓凝优势不能很好地体现出来。
笔者设计菱镁水泥初凝时间测定方法介绍如下：
仪器：标准维卡仪（含圆模）、行星式胶砂搅拌机、标准养护箱检测方法：
菱镁水泥净浆原材料用量如下：
轻烧粉450g
卤水(450×N)g；
改性剂按推荐的掺量范围的取下限
N为菱镁水泥砂浆流动度为120mm~135mm时，所有卤水与轻烧粉的比值；菱镁水泥砂浆流动度的原料配比为：
轻烧粉280g
标准砂840g
卤水约180g，以菱镁水泥砂浆流动度为120mm~135mm时所用卤水的实际加入量为准。
配合比确定以后，用行星式胶砂搅拌机将轻烧粉和卤水拌合均匀，按要求装入圆模。
以轻烧粉全部加入卤水中的时间作为初凝起始时间。
养护箱温度为(30±2)℃，湿度为(70±5)%。
试件在养护箱中养护至30min 时进行第一次测试。
测试时，从养护箱中取出圆模放到试针下，降低试针与菱镁水泥净浆表面接触距离。
拧紧螺丝1s-2s 后，突然放松，试针垂直自由地沉入菱镁水泥净浆。
观察释放试针30s 时指针的读数。
临近初凝时间时每隔5min （或更短时间）测定一次。
当试针沉至距底板(4±1)mm 时，可以认为菱镁水泥达到初凝状态；以菱镁水泥全部加入水中至初凝状态的时间作为菱镁水泥初凝时间，用“min”表示。
标准维卡仪（含圆模）
缓凝剂初凝时间差按下式计算：
t c t t t ∆=-
式中：
t ∆—初凝时间差，min ；
t t —掺改性剂菱镁水泥的初凝时间，min ；
c t —基准菱镁水泥的初凝时间，min 。
在实际生产菱镁制品时，由于菱镁制品批量较大，集中养护所释放出的热量会造成环境温度升高，因此，缓凝剂添加量要根据实际生产需要来决定。
常见缓凝剂缓凝效果见图
-20
020*********
120140初凝时间差(min )
缓凝剂的添加量（‰）
常见缓凝剂的缓凝效果（养护温度30℃）
由图3.2可知六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、酒石酸钠对菱镁水泥没有明显的缓凝效果，葡萄糖酸钠、酒石酸、柠檬酸添加量大于10‰时缓凝效果明显。
缓凝剂对菱镁水泥强度影响
H 3PO 4和磷酸二氢盐对菱镁水泥有较明显的缓凝作用，它们对菱镁水泥耐水性有一定的正面作用，但对菱镁制品28d 强度有不利影响。
这是因为，对菱镁水泥有明显缓凝效果的大多为酸性试剂，而菱镁水泥料浆为碱性环境，单一成分的酸性试剂对菱镁水泥水化过程产
生不利影响，减少5·1·8相生成量，破坏5·1·8相晶体结构，降低制品强度。
采用双组份或多组分缓凝剂既可达到缓凝效果又不影响制品强度。
不同种类缓凝剂对菱镁水泥强度的影响（单位：KN）
从表中可以看出：
a、掺加5‰H3PO4菱镁水泥的抗压、抗折强度都有不同程度的下降；
b、掺加5‰GX-1#缓凝抗卤剂菱镁水泥的抗压强度有小幅提升。
H3PO4加入量超过3%，H3PO4会与活性MgO剧烈反应生成MgHPO4（磷酸一氢镁），菱镁水泥固化速率加快，导致料浆很快失去可操作性。
生产中我们要摈弃化工小料，使用按照科学方法配制而成的GX-1#缓凝抗卤剂，不仅能获得优良缓凝效果，还能提升菱镁制品强度和耐水性。