混凝土外加剂在商品混凝土中应用与发展趋势院系名称建筑与测绘工程系姓 名学 号200902030458专 业土木工程指导教师2013年04月05日摘要外加剂以较少的掺量提高混凝土的强度,耐久性,适用性等作用,达到减少建筑耗能的目的,外加剂的研究与应用是现在混凝土应用中不可缺少的环节.针对外加剂种类繁多,适用性各异和外加剂存在的问题与发展方向进行了论述.关键词：外加剂；适用性；存在问题；发展和应用AbstractThe dosage of admixture with less increase of concrete strength, durability, suitability, and so on, to achieve the purpose of reducing building energy consumption, the research and application of admixture is now the indispensable part in the concrete application. Applicability and different admixtures for there are many different kinds of admixture and the existing problems and development direction are discussed.Key words: admixture; Applicability; There is a problem; Development and application目录1．引言11.1研究背景与意义12．混凝土外加剂的种类与其应用22.1混凝土外加剂的分类22.1.1 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂22.1.2 调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂22.1.3 改善混凝土耐久性的外加剂22.1.4 改善混凝土其它性能的外加剂22.2混凝土外加剂的名称与定义22.2.2 早强剂22.2.3 缓凝剂22.2.4 引气剂22.2.5 高效减水剂22.2.6 早强减水剂32.2.7 缓凝减水剂32.2.8 引气减水剂32.2.9 防止剂32.2.10 阻锈剂32.2.11 加气剂32.2.12 膨胀剂32.2.13 防冻剂32.2.14 着色剂32.2.15 速冻剂32.2.16 泵送剂33．影响混凝土中外加剂与水泥的适应性的主要因素与其他33.1外加剂与水泥产生不相适应问题的主要因素33.1. 1 外加剂自身的因素43.1. 2 水泥的矿物组成对外加剂的影响43.1. 3 水泥熟料中添加调凝石膏品种的影响53.1. 4 水泥细度和颗粒级配的影响53.1. 5 水泥的碱含量53.1. 6 新进水泥的影响53.1. 7粉煤灰与外加剂适用性53.1. 8气温、风力对外加剂的影响63.1. 9骨料的影响63.2 解决外加剂与水泥的不相适应问题的对策63.3水泥、外加剂、粉煤灰的选择74. 提高水泥与混凝土外加剂适应性的措施74.1选定熟料合理率值,优化配料配方案74.2稳定混合材品种与掺量74.3降低并稳定水泥中的碱含量74.4稳定石膏种类与掺量74.5稳定水泥细度84.6试验室试配实85．我国混凝土外加剂的未来与发展前景86．结语9主要参考文献9致谢9 / 1．引言1.1研究背景与意义混凝土高性能工作的特点决定了它的应用范围,随着混凝土朝着高科技领域的发展,施工工艺也随之得到了良好的改善,混凝土最为重要的特性便是它可以经受巨大的压力但不产生变形,但是如果混凝土达到了极限的强度以后,便会破碎开裂.混凝土性质的关键因素在于水泥浆体的性质,水泥浆与骨料之间的粘结强度决定着混凝土的强度,而水泥浆体是由水泥与水搅拌混合而形成,水泥与水的用量我们称作水灰比,在水灰比较大时混凝土的流动性好,但水灰比跟混凝土的强度呈反比,水灰比越大混凝土强度反而越低.而混凝土外加剂在这种环境下便出现了,它是解决这一矛盾的工具之一.在我国经济快速增长的背景下,各类建筑工程也得到了良好的发展,在获得机遇的同时,技术也在随之革新,混凝土外加剂的出现将把工程施工推入一个高速发展的阶段,在不久的明天,混凝土外加剂的发展方向基本会朝着复合型外加剂与高性能外加剂的模式展开,充分起到高效、节能、环保与可持续性.2．混凝土外加剂的种类与其应用2.1混凝土外加剂的分类混凝土外加剂按其主要功能分为四类：2.1.1 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂.包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等.2.1.2 调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂.包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等.2.1.3 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.2.1.4 改善混凝土其它性能的外加剂.包括加气剂、膨胀剂、着色剂、防水剂和泵送剂等.2.2混凝土外加剂的名称与定义2.2.1 普通减水剂 在混凝土坍落度基本相同的条件下,能减少拌合用水量的外加剂.2.2.2 早强剂 加速混凝土早期强度发展的外加剂.2.2.3 缓凝剂延长混凝土凝结时间的外加剂.2.2.4 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的外加剂.2.2.5 高效减水剂在混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅度减少拌合用水量的外加剂.2.2.6 早强减水剂兼有早强和减水功能的外加剂.2.2.7 缓凝减水剂 兼有缓凝和减水功能的外加剂.2.2.8 引气减水剂 兼有引气和减水功能的外加剂.2.2.9 防止剂 能降低混凝土在静水压力下的透水性的外加剂.2.2.10 阻锈剂能抑制或减轻混凝土中钢筋或其它预埋金属锈蚀的外加剂.2.2.11 加气剂 混凝土制备过程中因发生化学反应,放出气体,而使混凝土中形成大量气孔的外加剂.2.2.12 膨胀剂 能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂.2.2.13 防冻剂 能使混凝土在负温下硬化,并在规定时间内达到足够防冻,强度的外加剂.2.2.14 着色剂 能制备具有稳定色彩混凝土的外加剂.2.2.15 速凝剂 能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂.2.2.16 泵送剂 能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂3．影响混凝土中外加剂与水泥的适应性的主要因素与其他3.1外加剂与水泥产生不相适应问题的主要因素混凝土的性能不仅取决于组成材料的性能,更取决于材料之间的适应性与混凝土配合比.外加剂<减水剂> 与水泥的不相适应问题即外加剂对水泥工作性能改善不明显、混凝土坍落度损失过大或混凝土过于快凝,甚至造成混凝土结构构件更易出现的裂缝. 外加剂作为混凝土的第5 组分,所占比重很小,但是对混凝土的性能却是影响很大,能够明显提高混凝土的坍落度、调节凝结时间,从而改善混凝土施工性能或节约成本.水泥的水化反应需要不到水泥质量25 %的水,但水泥遇到水会形成絮凝结构将水包裹在里面,为了使水泥水化更完全和提高混凝土施工性能需要加入更多的水,外加剂的加入能够在水泥颗粒表面定向吸附,使水泥颗粒表面带有同性电荷,因斥力作用而分离开来,从而释放出水泥絮凝结构包裹的水份,使更多的水参与水化反应、提高流动性[1 ] .水泥颗粒对外加剂吸附性的大小与外加剂作用的损耗大小,反应了外加剂与水泥的适应性好坏. 外加剂与水泥的不相适应性问题是让所有商品混凝土厂家的担心和头痛的问题,而出现问题后,最终总归罪与外加剂,外加剂与水泥的不相适应性有外加剂本身的质量、化学成分的因素,主因却常是水泥与掺合料等的因素有关,无论是普通减水剂、奈系高效减水剂还是第3 代聚羧酸系高效减水剂都会出现与水泥的不相适应性的情况,影响外加剂与水泥的适应性的因素很多,主要有: 3.1. 1 外加剂自身的因素外加剂<减水剂> 的品种不同、结构官能团的不同、聚合度不同、复配组分不同等等因素的影响均会影响与水泥的适应性.不同厂家生产工艺、技术水平、质量管理水平不一样,产品必然有差异[1 ] . 3.1. 2 水泥的矿物组成对外加剂的影响 水泥的矿物组成对外加剂的影响很大,水泥的矿物组成主要有铝酸三钙 、铁铝酸四钙 、硅酸三钙 、硅酸二钙 等,不同矿物组成主要是由生产水泥的原材料和生产工艺决定的,水泥的矿物组成中对外加剂影响因素大小依次为C3A > C4AF > C3S > C2S.C3A 水化反应快,早期强度提高快,需水量大,C3A 含量过高<质量分数大于8 %> ,C3A 吸附外加剂量大,外加剂作用损失大.水泥厂家为了达到质量指标,往往提高C3A 含量节约成本[2 ] . 3.1. 3 水泥熟料中添加调凝石膏品种的影响 水泥的生产最后需要加入石膏调节凝结时间,水泥厂家使用的调凝石膏对外加剂影响因素大小依次为硬石膏<工业无水石膏> > 半水石膏> 二水石膏,水泥厂家为了节约成本往往使用工业无水石膏,这样不影响水泥达到质量指标要求,对普通不掺加外加剂的混凝土没有不良反应,但对现代掺加外加剂的混凝土,用硬石膏的水泥需水量大,吸附外加剂量大,外加剂损失量大.硬石膏对木钙类影响更加显著,甚至会出现急凝<假凝> 现象[3 ] . 3.1. 4 水泥细度和颗粒级配的影响 水泥厂家常常为了达到水泥新标准要求,提高市场竞争力,加强研磨,提高水泥的细度从而提高强度.水泥过细,需水量大,同样会吸附外加剂量更大,外加剂损失量大;同时过细的水泥在研磨时温度更高,也会使更多的水合石膏分解成无水石膏,无水石膏含量提高,与外加剂的适应性也会变差.水泥的颗粒级配不好,水泥净浆泌水率大的水泥与外加剂适应性较差[ 3 ] .3.1. 5 水泥的碱含量碱含量过高<碱含量> 0. 8 %> 的水泥或碱含量过低<碱含量< 0. 5 %> 的水泥,也容易与外加剂产生不适应.[ 2 ] 水泥中碱主要来源于所用原材料,特别是石灰和粘土.含碱量过高或过低的水泥,在某些品种外加剂加入时,会引起水泥中石膏溶解度变化,使水泥矿物成分C3A 水化速率加快,需水量增大,工作度损失也变快.这时加入可溶性Na2 SO4 ,能够提高其与外加剂的适应性.粉煤灰、矿粉的掺入能够与水泥的水化产物Ca 2 发生二次反应,降低混凝土的碱度,使外加剂与水泥的适应性有所改善. 3.1. 6 新进水泥的影响新出厂的水泥与外加剂的适应性不如陈置的水泥.同样的外加剂能使陈置的水泥出现更高的流动度,因为刚生产出厂的水泥比较干燥,温度高,与水化合反应更快,经14d 以上的吸湿降温后,自由能降低,与外加剂的适应性提高,会出现明显的差异[5 ] . 3.1. 7 粉煤灰与外加剂的适应性 粉煤灰过细,也会要多一些的外加剂分散粉煤灰颗粒;粉煤灰烧失量越大<即含碳量越大> ,需水量越大,对外加剂影响越大,碳粒粗大多孔,容易吸水,吸附外加剂的能力强,使外加剂的掺量增加,特别是对引气剂影响大[4 ] .3.1.8 气温、风力对外加剂的影响气温越高,风越大,砼坍落度损失越大.气温高,水泥水化反应快,外加剂的消耗加快,风越大,混凝土水份蒸发越快,加快了水泥颗粒之间的物理凝聚,混凝土坍落度损失越大.夏季气温太高时,可以采取对骨料浇水降温的办法,减小坍落度损失. 3.1. 9 骨料的影响骨料的含泥量、泥块含量大,大量的粘土细粒会吸收更多的水份,消耗更多外加。