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混凝土外加剂种类及作用

来源: 石家庄市海森化工有限公司  日期:2022-01-03 08:41:24  属于:行业动态
文章摘要:

一、按主要功能分类

(1) 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂,包括普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、引气剂、引气减水剂和泵送剂等。

(2) 调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂,包括缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、早强剂、早强减水剂和速凝剂等。

(3) 改善混凝土耐久性的外加剂,包括引气剂、引气减水剂、防水剂和阻锈剂、矿物外加剂等。

(4) 改善混凝土其他性能的外加剂,包括防冻剂、膨胀剂、养护剂、着色剂、水下浇筑混凝土抗分散剂、砂浆外加剂、脱模剂、混凝土表面缓凝剂、混凝土界面处理剂、大掺量掺合料专用混凝土外加剂等。

二、混凝土外加剂的种类及作用

(1) 普通减水剂:混凝土坍落度基本相同的条件下,能减少拌合用水量。 

(2) 高效减水剂:混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅减少拌合用水量,或在用水量相同的条件下,能大幅提高混凝土流动性的外加剂。

(3) 早强剂:加速混凝土早期强度发展。

(4) 缓凝剂:延长混凝土凝结时间。

(5) 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。

(6) 速凝剂:能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。

(7) 早强减水剂:兼有早强和减水功能。

(8) 缓凝减水剂:有缓凝和减水功能。

(9) 缓凝高效减水剂:兼有缓凝和大幅减少的功能。

(10) 引气减水剂:兼有引气和减水功能。

(11) 防水剂:能提高水泥砂浆、混凝土抗渗性能,降低混凝土在静水压力下的透水性。

(12) 阻锈剂:抑制或减轻混凝土中钢筋或其它预埋金属锈蚀。(13) 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。

(14) 膨胀剂:使混凝土产生一定体积膨胀。

(15) 防冻剂: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。

(16) 着色剂:制备具有稳定色彩混凝土。

(17) 泵送剂:改善混凝土拌合物泵送性能的。

(18) 保水剂:能增强混凝土保水能力的外加剂。

(19) 保凝剂:能缩短拌合物凝结时间的外加剂。

(20) 絮凝剂:在水中施工时,能增强混凝土粘稠性,抗水泥和集料分离的外加剂。

(21) 减缩剂:减少混凝土收缩的外加剂。

(22) 保塑剂:在一定时间内,减少混凝土塌落度损失的外加剂。

(23) 增稠剂:能提高混凝土拌合物黏度的外加剂。

三、外加剂的作用

1.改善混凝土、砂浆、和水泥浆塑性阶段的性能

① 在不增加用水量的情况下提高新拌混凝土的和易性,或在和易性相同时减少用水量;

② 降低沁水率;

③ 增加黏聚性,减少离析;

④ 增加含气量;

⑤ 降低坍落度经时损失;

⑥ 提高可泵性;

⑦ 改善在水下浇筑时的抗分散性;

2.改善混凝土、砂浆和水泥浆在凝结硬化阶段的性能

① 缩短或延长凝结时间;

② 延缓水化或减少水化热,降低水化温升速度和温峰高度;

③ 加强早期强度增长速度;

④ 在负温下尽快建立强度以增强抗冻度;

3.改善混凝土、砂浆和水泥浆在凝结硬化后期及服务期内的性能

① 提高强度(包括抗压、抗拉、抗弯和抗剪强度);

② 增强混凝土与钢筋之间的粘结能力;

③ 提高新老混凝土之间的粘结力;

④ 增强密实性,提高防水能力;

⑤ 提高防冻循环能力;

⑥ 产生一定体积膨胀;

⑦ 提高耐久性;

⑧ 阻止碱-集料反应;

⑨ 阻止内部配筋和预埋金属的锈蚀;

⑩ 其他,包括配制彩色混凝土、多孔混凝土等。

四、外加剂的作用与使用效果归纳

1.普通减水剂

品种:木质素磺酸盐类:木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、丹宁等

主要功能

① 在保持单位立方混凝土用水量和水泥用量不变的情况下,提高混凝土的流动性;

② 在保持混凝土坍落度和水泥用量不变的情况下,可减少用水量,从而提高混凝土的强度,改善混凝土的耐久性;

③ 在保持混凝土坍落度和设计强度不变的情况下,可节约水泥用量,从而降低成本;

④ 在保持混凝土坍落度不变的情况下,通过配合比设计,可达到同时节约水泥用量和提高混凝土强度的目的;

⑤ 改善混凝土粘聚性、保水性和易浇筑性;

⑥ 通过降低水泥用量从而降低大体积混凝土的水化热温升、减少温度裂缝;

⑦ 减少混凝土塑性裂缝、沉降裂缝和干缩裂缝;

⑧ 提高混凝土的抹面性。

掺量普通减水剂的适宜掺量为水泥质量的0.2%-0.3%,一般不大于0.5%。

适用范围

① 普通减水剂及高效减水剂可用于素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土,并可制备高强度性能混凝土;

② 普通减水剂宜用于日最低气温5℃以上施工的混凝土,不宜用于蒸养混凝土;

③ 当掺用含木质素磺酸盐类的外加剂时应先做水泥适应性实验,合格后方可使用。

2.高效减水剂

(1)品种

① 多环芳香族磺酸盐类:萘和萘的同系磺化物与甲醛缩合的盐类、氨基磺酸盐等;

② 水溶性树脂磺酸盐类:磺化三聚氰胺树脂、磺化古马隆树脂等;

③ 脂肪族类:聚羧酸盐类、聚丙烯酸盐类、脂肪族羟甲基磺酸盐高缩物等;

④ 其他:改性木质素磺酸钙、改性丹宁等。

(2)主要功能

① 在保持单位立方混凝土用水量和水泥用量不变的情况下,可大幅提高混凝土流动性;

② 在保持混凝土坍落度和水泥用量不变的情况下,可减少用水量15%左右,从而提高混凝土强度20%左右,改善混凝土的耐久性;

③ 在保持混凝土坍落度和设计强度不变的情况下,可节约水泥用量10%-20%左右。

(3)掺量

高效减水剂的适宜掺量为水泥质量的0.5%-1%

(4)适用范围

① 高效减水剂可用于素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土,并可制备高强度性能混凝土;

② 普通减水剂宜用于日最低气温0℃以上施工的混凝土。

3.早强剂及早强减水剂

(1)品种

① 强电解质无机盐类早强剂:硫酸盐、硫酸复盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯盐等;

② 水溶性有机化合物:三乙醇胺、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐等;

③ 其他:有机化合物、无机盐复合物。

(2)主要功能

① 在混凝土配合比不变的情况下,提高混凝土早期强度发展速度,从而提高早期强度;

② 使拆模时间提前;

③ 减轻混凝土对模板的侧压力;

④ 缩短混凝土的养护周期;

⑤ 加快混凝土制品场地周转,提高生产效率;

⑥ 减少低温对混凝土强度发展的影响;

⑦ 对于修补、加固工程,可加快施工速度。

(3)掺量

早强剂及早强减水剂的适宜掺量为水泥质量的0.05%-3%

(4)适用范围

① 早强剂及早强减水剂适用于蒸养混凝土及常温、低温和最低温不低于-5℃环境中施工的有早强要求的混凝土工程。炎热环境下不宜使用早强剂、早强减水剂;

② 掺入混凝土后对人体产生危害或对环境产生污染的化学物质严禁用早强剂。含有六价铬盐、亚硝酸盐等有害成分的早强剂严禁用于饮水工程及食品相接触工程。硝铵盐类严禁用于办公、居住等建筑工程。

③ 下列结构中严禁采用含有氯盐的早强剂及早强减水剂;

a. 预应力混凝土结构;

b. 相对湿度大于80%环境中使用的结构,处于水位变化部位的结构,露天结构及经常受水淋、受水流冲刷的结构;

c. 大体积混凝土;

d. 直接接触酸碱或其他侵蚀性介质的结构;

e. 经常处于温度60℃以上的结构,需要经常蒸养的钢筋混凝土预制结构;

f. 有装饰要求的混凝土,特别是要求颜色一致或是有表面有金属装饰的混 凝土;

g. 薄壁混凝土结构。

④ 下列混凝土结构中严禁采用含有强电解质无机盐类的早强剂和早强减水剂;

a. 与镀锌钢板或铝铁质材料相接触部位的结构,以及有外露钢筋预埋铁件面无防护措施的结构;

b. 使用直流电源的结构及距高压直流电源100m以内的结构。

⑤ 含钾、钠离子的早强剂用于集料具有碱活性的混凝土结构时,由外加剂带入的碱含量不宜超过1kg/m³混凝土,混凝土总碱含量应符合有关标准规定。

4.缓凝剂及缓凝减水剂

(1)品种

① 糖类:糖钙、葡萄糖酸盐等;

② 木质素磺酸盐类:木质素磺酸钙、木质素磺酸钠;

③ 羟基羧酸及其盐类:柠檬酸、酒石酸钾钠等;

④ 无机盐类:锌盐、磷酸盐等;

⑤ 其他:铵盐及其衍生物、纤维素醚等。

(2)主要功能

① 延长混凝土的凝结时间;

② 延长混凝土的可施工时间;

③ 降低混凝土的坍落度损失速率;

④ 降低混凝土内部水化热温升速率;

⑤ 提高大体积混凝土的连续浇筑性,避免产生冷缝;

⑥ 延缓混凝土的抹面时间等;

⑦ 缓释减水剂还具有建水功能掺量

① 糖类缓凝剂:水泥质量的0.1-0.3%;

② 木质素磺酸盐类:水泥质量的0.2-0.3%;

③ 羟基羧酸及其盐类:水泥质量的0.03-0.1%;

④ 无机盐类:水泥质量的0.1-0.25%。

(3)适用范围

① 缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂可用于大体积混凝土、碾压混凝土、炎热条件下施工的混凝土、大面积浇筑的混凝土、避免冷缝产生的混凝土、需要长时间停放或长距离运输的混凝土、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缓凝结时间的混凝土。缓凝高效减水剂还可制备高强度性能混凝土。

② 适用于日最低气温5℃以上施工的混凝土,不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。

③ 柠檬酸及酒石酸钾钠等缓凝剂不宜单独用于水泥用量较低、水灰比较大的贫混凝土;

④ 当掺用含有糖类及木质素磺酸盐类物质的外加剂时应先做水泥适应性实验,合格后方可使用。

⑤ 施工时,宜根据温度选择品种并调整掺量,满足工程要求后方可使用。

5.引气剂及引气减水剂

(1)品种

① 松香树脂类:松香热聚物、松香皂类等;

② 烷基和烷基芳烃磺酸盐类:十二万基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯酚聚酸钠等;

③ 脂肪醇磺酸盐类:脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠等;

④ 皂甙类:三萜皂甙等;

⑤ 其他:蛋白质盐、石油磺酸盐等。

(2)主要功能

① 使混凝土在搅拌过程中,内部产生大量微小稳定的气泡;

② 改善混凝土黏聚性、保水性和抗离析性;

③ 改善混凝土的可泵性;

④ 减少塑性裂缝和沉降裂缝;

⑤ 大幅提高混凝土的抗冻融循环能力;

⑥ 增强混凝土的抗化学物质侵蚀能力。

(3)掺量

引气剂的适宜掺量为一般水泥质量的0.005-0.015%

(4)适用范围

① 可用于抗冻混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐混凝土、沁水严重混凝土、贫混凝土、轻集料混凝土、人工集料配制的普通混凝土、高性能混凝土和有饰面要求的混凝土;

② 不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土,必要时应以试验确定;

③ 掺引气剂及引气减水剂混凝土的含气量,不宜超过相关标准规定。

6.防冻剂

(1)品种

① 强电解质无机盐:包括氯盐类、氯盐阻锈类无氯盐类;

② 水溶性有机化合物类:以某些醇类等有机化合物为防冻组分的外加剂;

③ 有机化合物与无机盐复合类;

④ 复合型防冻剂:以防冻组分复合早强、引气、减少组分的外加剂。

(2)主要功能

① 降低混凝土中自由水的冰点;

② 提高混凝土的早期强度;

③ 使混凝土能够在负温下尽早建立强度,以提高其防冻能力;

④ 使混凝土能够在冬期进行浇筑施工;

⑤ 改善混凝土的抗冻融循环能力等。

(3)适用范围

① 含亚硝酸盐的防冻剂严禁用于预应力混凝土结构;

② 含有六价铬盐、亚硝酸盐等有害成分的防冻剂,严禁用于饮水工程和食品接触工程;

③ 含有硝铵、尿素等产生刺激性气味的防冻剂,严禁用于办公、居住等建筑工程;

④ 强电解质无机盐防冻剂带入的碱含量不宜超过1kg/m³混凝土,混凝土总碱含量应符合有关标准规定。

⑤ 有机化合物类防冻剂可用于素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土工程;

⑥ 有机化合物和无机盐复合防冻剂及复合型防冻剂可用于素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土工程;

⑦ 对水工、桥梁及有特殊抗冻融性要求的混凝土工程,应通过实验确定防冻剂品种及掺量。

7.膨胀剂

(1)品种

硫铝酸钙类;

② 硫铝酸钙-氧化钙类;

③ 氧化钙类

(2)主要功能

① 使混凝土在硬化早期产生一定的体积膨胀;

② 补偿收缩,减少温度裂缝和干缩裂缝;

③ 提高混凝土的抗渗性;

④ 减少超长混凝土结构的施工缝;

⑤ 可生产自应力混凝土等。

 

(3)适用范围

① 膨胀剂可用于补偿收缩混凝土、填充用膨胀剂混凝土、灌浆用膨胀砂浆,自应力混凝土等;

② 含硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂的混凝土不得用于长期环境温度为80℃以上的工程;

③ 含氧化钙类膨胀剂配置的混凝土不得用于海水或有侵蚀性水的工程;

④ 掺膨胀剂的混凝土适用于钢筋混凝土工程和填充性混凝土工程;

⑤ 掺膨胀剂的大体积混凝土,其内部最高温应符合相关标准规定,混凝土内外温差宜小于25℃;

⑥ 掺膨胀剂的补偿收缩混凝土刚性屋面宜用于南方地区,设计施工应按相关标准规定。

8.泵送剂

(1)品种

混凝土工程中,泵送剂可采用由减水剂、缓凝剂、引气剂等复合而成。

(2)主要功能

除具有减水剂的作用外,还可以起到:

① 改善混凝土的泵送性;

② 减小混凝土坍落度经时损失;

(3)适用范围

泵送剂适用于工业和民用建筑及其他构筑物的泵送施工的混凝土;特别适用于大体积混凝土,高层建筑和超高层建筑;适用于滑模施工等场合;也适用于水下灌注桩混凝土。

9.防水剂

(1)品种

① 无机化合物类:氯化铁、硅灰粉末、镐化合物等;

② 有机化合物类:脂肪酸及其盐类、有机硅表面活性剂、石蜡、地沥青、橡胶及水溶性树脂乳液等;

③ 混合物类:无机类混合物、有机类混合物、无机类和有机类混合物;

④ 复合类:上述各类与引气剂、减水剂、调凝剂等外加剂复合的复合型防水剂。

(2)适用范围

① 防水剂可用于工业与民用建筑的屋面、地下室、隧道、巷道、给排水池、水泵站等有防水抗渗要求的混凝土工程;

② 含氯盐的防水剂可用于素混凝土、钢筋混凝土工程,严禁用于预应力混凝土工程。

10.速凝剂

(1)品种

① 在喷射混凝土工程中可采用的粉末状速凝剂:以铝酸盐、餐酸盐等为主要成分的无机盐混合物等;

② 在喷射混凝土工程中可采用的液体速凝剂:以铝酸盐、水玻璃等为主要成分,与其他无机盐复合而成的复合物。

(2)主要功能

① 增强混凝土的密实度;

② 提高混凝土的抗渗等级;

③ 改善混凝土的耐久性。

(3)适用范围

速凝剂可用于采用喷射法施工的喷射混凝土,亦可用于其他需要速凝的混凝土工程。

11.阻锈剂

主要功能

① 阻止混凝土内部配筋和预埋金属的锈蚀;

② 改善混凝土的耐久性。

12.粘结剂

主要功能

① 增强新老混凝土之间的粘结强度;

② 避免出现冷锋;

③ 提高混凝土修补加固工程的质量等。

13.着色剂

主要功能

① 生产具有各种不同颜色的混凝土制品;

② 配制彩色砂浆;

③ 配制彩色水泥浆等。

14.水下浇筑混凝土抗分散剂

主要功能

① 提高新拌混凝土的粘聚性;

② 提高混凝土水下浇筑时的抗分离性;

③ 避免对混凝土浇筑区附近水域的污染等。

15. 脱模剂

主要功能

① 使混凝土易于脱模;

② 改善混凝土的表面质量等。

16.养护剂

主要功能

① 阻止混凝土内部水分蒸发;

② 提高混凝土养护质量;

③ 减少混凝土的干缩开裂;

④ 减少养护劳动力;

⑤ 满足干燥炎热气候下的施工要求;

⑥ 改善混凝土的耐久性等。

17.碱-集料反应抑制剂

主要功能

① 预防混凝土内部碱-集料反应;

② 改善混凝土的耐久性等。


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