混凝土外加劑的作用
一.改善混凝土、砂漿、和水泥漿塑性階段的性能
① 在不增加用水量的情況下提高新拌混凝土的和易性,或在和易性相同時(shí)減少用水量;
② 降低沁水率;
③ 增加黏聚性,減少離析;
④ 增加含氣量;
⑤ 降低坍落度經(jīng)時(shí)損失;
⑥ 提高可泵性;
⑦ 改善在水下澆筑時(shí)的抗分散性;
二.改善混凝土、砂漿和水泥漿在凝結(jié)硬化階段的性能
① 縮短或延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間;
② 延緩水化或減少水化熱,降低水化溫升速度和溫峰高度;
③ 加強(qiáng)早期強(qiáng)度增長(zhǎng)速度;
④ 在負(fù)溫下盡快建立強(qiáng)度以增強(qiáng)抗凍度;
三.改善混凝土、砂漿和水泥漿在凝結(jié)硬化后期及服務(wù)期內(nèi)的性能
① 提高強(qiáng)度(包括抗壓、抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度);
② 增強(qiáng)混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)能力;
③ 提高新老混凝土之間的粘結(jié)力;
④ 增強(qiáng)密實(shí)性,提高防水能力;
⑤ 提高防凍循環(huán)能力;
⑥ 產(chǎn)生一定體積膨脹;
⑦ 提高耐久性;
⑧ 阻止堿-集料反應(yīng);
⑨ 阻止內(nèi)部配筋和預(yù)埋金屬的銹蝕;
⑩ 其他,包括配制彩色混凝土、多孔混凝土等。
四、外加劑的作用與使用效果歸納
1.普通減水劑
品種:木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi):木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鎂、丹寧等主要功能:
⑴在保持單位立方混凝土用水量和水泥用量不變的情況下,提高混凝土的流動(dòng)性;
⑵在保持混凝土坍落度和水泥用量不變的情況下,可減少用水量,從而提高混凝土的強(qiáng)度,改善混凝土的耐久性;
⑶在保持混凝土坍落度和設(shè)計(jì)強(qiáng)度不變的情況下,可節(jié)約水泥用量,從而降低成本;
⑷在保持混凝土坍落度不變的情況下,通過(guò)配合比設(shè)計(jì),可達(dá)到同時(shí)節(jié)約水泥用量和提高混凝土強(qiáng)度的目的;
⑸改善混凝土粘聚性、保水性和易澆筑性;
⑹通過(guò)降低水泥用量從而降低大體積混凝土的水化熱溫升、減少溫度裂縫;
⑺減少混凝土塑性裂縫、沉降裂縫和干縮裂縫;
⑻提高混凝土的抹面性。
⑼摻量普通減水劑的適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.2%-0.3%,一般不大于0.5%。
⑽適用范圍:① 普通減水劑及高效減水劑可用于素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土,并可制備高強(qiáng)度性能混凝土;② 普通減水劑宜用于日最低氣溫5℃以上施工的混凝土,不宜用于蒸養(yǎng)混凝土;③ 當(dāng)摻用含木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)的外加劑時(shí)應(yīng)先做水泥適應(yīng)性實(shí)驗(yàn),合格后方可使用。
2.高效減水劑
(1)品種
① 多環(huán)芳香族磺酸鹽類(lèi):萘和萘的同系磺化物與甲醛縮合的鹽類(lèi)、氨基磺酸鹽等;
② 水溶性樹(shù)脂磺酸鹽類(lèi):磺化三聚氰胺樹(shù)脂、磺化古馬隆樹(shù)脂等;
③ 脂肪族類(lèi):聚羧酸鹽類(lèi)、聚丙烯酸鹽類(lèi)、脂肪族羥甲基磺酸鹽高縮物等;
④ 其他:改性木質(zhì)素磺酸鈣、改性丹寧等。
(2)主要功能
① 在保持單位立方混凝土用水量和水泥用量不變的情況下,可大幅提高混凝土流動(dòng)性;
② 在保持混凝土坍落度和水泥用量不變的情況下,可減少用水量15%左右,從而提高混凝土強(qiáng)度20%左右,改善混凝土的耐久性;
③ 在保持混凝土坍落度和設(shè)計(jì)強(qiáng)度不變的情況下,可節(jié)約水泥用量10%-20%左右。
(3)摻量
高效減水劑的適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.5%-1%。
(4)適用范圍
① 高效減水劑可用于素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土,并可制備高強(qiáng)度性能混凝土;
② 普通減水劑宜用于日最低氣溫0℃以上施工的混凝土。
3.早強(qiáng)劑及早強(qiáng)減水劑
(1)品種
① 強(qiáng)電解質(zhì)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)早強(qiáng)劑:硫酸鹽、硫酸復(fù)鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氯鹽等;
② 水溶性有機(jī)化合物:三乙醇胺、甲酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽等;
③ 其他:有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)鹽復(fù)合物。
(2)主要功能
① 在混凝土配合比不變的情況下,提高混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展速度,從而提高早期強(qiáng)度;
② 使拆模時(shí)間提前;
③ 減輕混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力;
④ 縮短混凝土的養(yǎng)護(hù)周期;
⑤ 加快混凝土制品場(chǎng)地周轉(zhuǎn),提高生產(chǎn)效率;
⑥ 減少低溫對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展的影響;
⑦ 對(duì)于修補(bǔ)、加固工程,可加快施工速度。
(3)摻量
早強(qiáng)劑及早強(qiáng)減水劑的適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.05%-3%。
(4)適用范圍
① 早強(qiáng)劑及早強(qiáng)減水劑適用于蒸養(yǎng)混凝土及常溫、低溫和最低溫不低于-5℃環(huán)境中施工的有早強(qiáng)要求的混凝土工程。炎熱環(huán)境下不宜使用早強(qiáng)劑、早強(qiáng)減水劑;
② 摻入混凝土后對(duì)人體產(chǎn)生危害或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生污染的化學(xué)物質(zhì)嚴(yán)禁用早強(qiáng)劑。含有六價(jià)鉻鹽、亞硝酸鹽等有害成分的早強(qiáng)劑嚴(yán)禁用于飲水工程及食品相接觸工程。硝銨鹽類(lèi)嚴(yán)禁用于辦公、居住等建筑工程。
③ 下列結(jié)構(gòu)中嚴(yán)禁采用含有氯鹽的早強(qiáng)劑及早強(qiáng)減水劑;
a.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu);
b.相對(duì)濕度大于80%環(huán)境中使用的結(jié)構(gòu),處于水位變化部位的結(jié)構(gòu),露天結(jié)構(gòu)及經(jīng)常受水淋、受水流沖刷的結(jié)構(gòu);
c.大體積混凝土;
d.直接接觸酸堿或其他侵蝕性介質(zhì)的結(jié)構(gòu);
e.經(jīng)常處于溫度60℃以上的結(jié)構(gòu),需要經(jīng)常蒸養(yǎng)的鋼筋混凝土預(yù)制結(jié)構(gòu);
f.有裝飾要求的混凝土,特別是要求顏色一致或是有表面有金屬裝飾的混凝土;
g.薄壁混凝土結(jié)構(gòu)。
④ 下列混凝土結(jié)構(gòu)中嚴(yán)禁采用含有強(qiáng)電解質(zhì)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的早強(qiáng)劑和早強(qiáng)減水劑;
a. 與鍍鋅鋼板或鋁鐵質(zhì)材料相接觸部位的結(jié)構(gòu),以及有外露鋼筋預(yù)埋鐵件面無(wú)防護(hù)措施的結(jié)構(gòu);
b. 使用直流電源的結(jié)構(gòu)及距高壓直流電源100m以?xún)?nèi)的結(jié)構(gòu)。
⑤ 含鉀、鈉離子的早強(qiáng)劑用于集料具有堿活性的混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),由外加劑帶入的堿含量不宜超過(guò)1kg/m3混凝土,混凝土總堿含量應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
4.緩凝劑及緩凝減水劑
(1)品種
① 糖類(lèi):糖鈣、葡萄糖酸鹽等;
② 木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi):木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉;
③ 羥基羧酸及其鹽類(lèi):檸檬酸、酒石酸鉀鈉等;
④ 無(wú)機(jī)鹽類(lèi):鋅鹽、磷酸鹽等;
⑤ 其他:銨鹽及其衍生物、纖維素醚等。
(2)主要功能
① 延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間;
② 延長(zhǎng)混凝土的可施工時(shí)間;
③ 降低混凝土的坍落度損失速率;
④ 降低混凝土內(nèi)部水化熱溫升速率;
⑤ 提高大體積混凝土的連續(xù)澆筑性,避免產(chǎn)生冷縫;
⑥ 延緩混凝土的抹面時(shí)間等;
⑦ 緩釋減水劑還具有建水功能摻量
① 糖類(lèi)緩凝劑:水泥質(zhì)量的0.1-0.3%;
② 木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi):水泥質(zhì)量的0.2-0.3%;
③ 羥基羧酸及其鹽類(lèi):水泥質(zhì)量的0.03-0.1%;
④ 無(wú)機(jī)鹽類(lèi):水泥質(zhì)量的0.1-0.25%。
(3)適用范圍
① 緩凝劑、緩凝減水劑及緩凝高效減水劑可用于大體積混凝土、碾壓混凝土、炎熱條件下施工的混凝土、大面積澆筑的混凝土、避免冷縫產(chǎn)生的混凝土、需要長(zhǎng)時(shí)間停放或長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)幕炷?、自流平免振的混凝土、滑模施工或拉模施工的混凝土及其他需要延緩凝結(jié)時(shí)間的混凝土。緩凝高效減水劑還可制備高強(qiáng)度性能混凝土。
② 適用于日最低氣溫5℃以上施工的混凝土,不宜單獨(dú)用于有早強(qiáng)要求的混凝土及蒸養(yǎng)混凝土。
③ 檸檬酸及酒石酸鉀鈉等緩凝劑不宜單獨(dú)用于水泥用量較低、水灰比較大的貧混凝土;
④ 當(dāng)摻用含有糖類(lèi)及木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)物質(zhì)的外加劑時(shí)應(yīng)先做水泥適應(yīng)性實(shí)驗(yàn),合格后方可使用。
⑤ 施工時(shí),宜根據(jù)溫度選擇品種并調(diào)整摻量,滿(mǎn)足工程要求后方可使用。
5.引氣劑及引氣減水劑
(1)品種
① 松香樹(shù)脂類(lèi):松香熱聚物、松香皂類(lèi)等;
② 烷基和烷基芳烴磺酸鹽類(lèi):十二萬(wàn)基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基苯酚聚酸鈉等;
③ 脂肪醇磺酸鹽類(lèi):脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉等;
④ 皂甙類(lèi):三萜皂甙等;
⑤ 其他:蛋白質(zhì)鹽、石油磺酸鹽等。
(2)主要功能
① 使混凝土在攪拌過(guò)程中,內(nèi)部產(chǎn)生大量微小穩(wěn)定的氣泡;
② 改善混凝土黏聚性、保水性和抗離析性;
③ 改善混凝土的可泵性;
④ 減少塑性裂縫和沉降裂縫;
⑤ 大幅提高混凝土的抗凍融循環(huán)能力;
⑥ 增強(qiáng)混凝土的抗化學(xué)物質(zhì)侵蝕能力。
(3)摻量
引氣劑的適宜摻量為一般水泥質(zhì)量的0.005-0.015%。
(4)適用范圍
① 可用于抗凍混凝土、抗?jié)B混凝土、抗硫酸鹽混凝土、沁水嚴(yán)重混凝土、貧混凝土、輕集料混凝土、人工集料配制的普通混凝土、高性能混凝土和有飾面要求的混凝土;
② 不宜用于蒸養(yǎng)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土,必要時(shí)應(yīng)以試驗(yàn)確定;
③ 摻引氣劑及引氣減水劑混凝土的含氣量,不宜超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
6.防凍劑
(1)品種
① 強(qiáng)電解質(zhì)無(wú)機(jī)鹽:包括氯鹽類(lèi)、氯鹽阻銹類(lèi)無(wú)氯鹽類(lèi);
② 水溶性有機(jī)化合物類(lèi):以某些醇類(lèi)等有機(jī)化合物為防凍組分的外加劑;
③ 有機(jī)化合物與無(wú)機(jī)鹽復(fù)合類(lèi);
④ 復(fù)合型防凍劑:以防凍組分復(fù)合早強(qiáng)、引氣、減少組分的外加劑。
(2)主要功能
① 降低混凝土中自由水的冰點(diǎn);
② 提高混凝土的早期強(qiáng)度;
③ 使混凝土能夠在負(fù)溫下盡早建立強(qiáng)度,以提高其防凍能力;
④ 使混凝土能夠在冬期進(jìn)行澆筑施工;
⑤ 改善混凝土的抗凍融循環(huán)能力等。
(3)適用范圍
① 含亞硝酸鹽的防凍劑嚴(yán)禁用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu);
② 含有六價(jià)鉻鹽、亞硝酸鹽等有害成分的防凍劑,嚴(yán)禁用于飲水工程和食品接觸工程;
③ 含有硝銨、尿素等產(chǎn)生刺激性氣味的防凍劑,嚴(yán)禁用于辦公、居住等建筑工程;
④ 強(qiáng)電解質(zhì)無(wú)機(jī)鹽防凍劑帶入的堿含量不宜超過(guò)1kg/m3混凝土,混凝土總堿含量應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
⑤ 有機(jī)化合物類(lèi)防凍劑可用于素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土工程;
⑥ 有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)鹽復(fù)合防凍劑及復(fù)合型防凍劑可用于素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土;
⑦ 對(duì)水工、橋梁及有特殊抗凍融性要求的混凝土工程,應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定防凍劑品種及摻量。
7.膨脹劑
(1)品種
硫鋁酸鈣類(lèi);
② 硫鋁酸鈣-氧化鈣類(lèi);
③ 氧化鈣類(lèi)
(2)主要功能
① 使混凝土在硬化早期產(chǎn)生一定的體積膨脹;
② 補(bǔ)償收縮,減少溫度裂縫和干縮裂縫;
③ 提高混凝土的抗?jié)B性;
④ 減少超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的施工縫;
⑤ 可生產(chǎn)自應(yīng)力混凝土等。
(3)適用范圍
① 膨脹劑可用于補(bǔ)償收縮混凝土、填充用膨脹劑混凝土、灌漿用膨脹砂漿,自應(yīng)力混凝土等;
② 含硫鋁酸鈣類(lèi)、硫鋁酸鈣-氧化鈣類(lèi)膨脹劑的混凝土不得用于長(zhǎng)期環(huán)境溫度為80℃以上的工程;
③ 含氧化鈣類(lèi)膨脹劑配置的混凝土不得用于海水或有侵蝕性水的工程;
④ 摻膨脹劑的混凝土適用于鋼筋混凝土工程和填充性混凝土工程;
⑤ 摻膨脹劑的大體積混凝土,其內(nèi)部最高溫應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,混凝土內(nèi)外溫差宜小于25℃;
⑥ 摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土剛性屋面宜用于南方地區(qū),設(shè)計(jì)施工應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
8.泵送劑
(1)品種
混凝土工程中,泵送劑可采用由減水劑、緩凝劑、引氣劑等復(fù)合而成。
(2)主要功能
除具有減水劑的作用外,還可以起到:
① 改善混凝土的泵送性;
② 減小混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失;
(3)適用范圍:泵送劑適用于工業(yè)和民用建筑及其他構(gòu)筑物的泵送施工的混凝土;特別適用于大體積混凝土,高層建筑和
超高層建筑;適用于滑模施工等場(chǎng)合;也適用于水下灌注樁混凝土。
9.防水劑
(1)品種
① 無(wú)機(jī)化合物類(lèi):氯化鐵、硅灰粉末、鎬化合物等;
② 有機(jī)化合物類(lèi):脂肪酸及其鹽類(lèi)、有機(jī)硅表面活性劑、石蠟、地瀝青、橡膠及水溶性樹(shù)脂乳液等;
③ 混合物類(lèi):無(wú)機(jī)類(lèi)混合物、有機(jī)類(lèi)混合物、無(wú)機(jī)類(lèi)和有機(jī)類(lèi)混合物;
④ 復(fù)合類(lèi):上述各類(lèi)與引氣劑、減水劑、調(diào)凝劑等外加劑復(fù)合的復(fù)合型防水劑。
(2)適用范圍
① 防水劑可用于工業(yè)與民用建筑的屋面、地下室、隧道、巷道、給排水池、水泵站等有防水抗?jié)B要求的混凝土工程;
② 含氯鹽的防水劑可用于素混凝土、鋼筋混凝土工程,嚴(yán)禁用于預(yù)應(yīng)力混凝土工程。
10.速凝劑
(1)品種
① 在噴射混凝土工程中可采用的粉末狀速凝劑:以鋁酸鹽、餐酸鹽等為主要成分的無(wú)機(jī)鹽混合物等;
② 在噴射混凝土工程中可采用的液體速凝劑:以鋁酸鹽、水玻璃等為主要成分,與其他無(wú)機(jī)鹽復(fù)合而成的復(fù)合物。
(2)主要功能
① 增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度;
② 提高混凝土的抗?jié)B等級(jí);
③ 改善混凝土的耐久性。
(3)適用范圍:速凝劑可用于采用噴射法施工的噴射混凝土,亦可用于其他需要速凝的混凝土工程。
11.阻銹劑主要功能:
① 阻止混凝土內(nèi)部配筋和預(yù)埋金屬的銹蝕;
② 改善混凝土的耐久性。
12.粘結(jié)劑主要功能:
① 增強(qiáng)新老混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度;
② 避免出現(xiàn)冷鋒;
③ 提高混凝土修補(bǔ)加固工程的質(zhì)量等。
13.著色劑主要功能:
① 生產(chǎn)具有各種不同顏色的混凝土制品;
② 配制彩色砂漿;
③ 配制彩色水泥漿等。
14.水下澆筑混凝土抗分散劑主要功能:
① 提高新拌混凝土的粘聚性;
② 提高混凝土水下澆筑時(shí)的抗分離性;
③ 避免對(duì)混凝土澆筑區(qū)附近水域的污染等。
15. 脫模劑主要功能:
① 使混凝土易于脫模;
② 改善混凝土的表面質(zhì)量等。
16.養(yǎng)護(hù)劑主要功能:
① 阻止混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā);
② 提高混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量;
③ 減少混凝土的干縮開(kāi)裂;
④ 減少養(yǎng)護(hù)勞動(dòng)力;
⑤ 滿(mǎn)足干燥炎熱氣候下的施工要求;
⑥ 改善混凝土的耐久性等。
17.堿-集料反應(yīng)抑制劑主要功能:
① 預(yù)防混凝土內(nèi)部堿-集料反應(yīng);
② 改善混凝土的耐久性等。
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