外加剂是混凝土外加剂的简称,是一种在混凝土拌制过程中加入的、用以改善新拌混凝土或硬化混凝土性能的物质。掺量一般不大于水泥质量的5%,可与拌合水同时掺入,也可比水滞后掺入。 外加剂具有品种多、掺量少的特点,在改善新拌合硬化混凝土性能中起着重要作用。 在混凝土中掺入不同种类的外加剂,可获得改善混凝土拌合物和易性和硬化后混凝土性能、节省水泥、节约能源、加快施工进度、加强劳动强度等各种效果。
随着外加剂在混凝土中被广泛使用,其已成为混凝土中除水泥、水、沙子、石子外的第五组成材料。 我国使用最早的混凝土化学外加剂为亚硫酸盐纸浆废液等,它是造纸工业的副产品,当时称之为“塑化剂”。纸浆废液可以显著改善混凝土拌合物的和易性,提高其强度和耐久性。 外加剂根据其使用功能,可分为改善混凝土拌合物流变性能的外加剂、调节混凝土凝结时间或硬化性能的外加剂、改善混凝土耐久性的外加剂、改善混凝土其他性能的外加剂等四类。
使用方式
混凝土外加剂常用的主要是 系高效减水剂, 聚羧酸高性能减水剂 和 脂肪族高效减水剂 。
萘 系高效减水剂:萘系高效减水剂是经化工合成的非引气型高效减水剂。 化学 名称 萘 磺酸盐 甲醛缩合物 ,它对于水泥粒子有很强的分散作用。对配制大流态 砼 ,有早强、高强要求的现浇砼和预制构件,有很好的使用效果,可全面提高和改善砼的各种性能,广泛用于公路、桥梁、大坝、港口码头、隧道、电力、水利及民建工程、蒸养及自然养护予制构件等。
技术指标
1、外观:粉剂棕黄色粉末,液体棕 褐色 粘稠液。
2、固体含量:粉剂≥94%,液体≥40%
3、净浆流动度≥230mm。
4、 硫酸钠 含量≤10。
5、氯离子含量≤0.5%。
性能特点
1、在砼强度和 落度基本相同时,可减少水泥用量10-25%。
2、在水灰比不变时,使混凝土初始坍落度提高10cm以上,减水率可达15-25%。
3、对砼有显著的早强、增强效果,其强度提高幅度为20-60%。
4、改善混凝土的和易性,全面提高砼的物理力学性能。
5、对各种水泥适应性好,与其它各类型的混凝土外加剂配伍良好。
6、特别适用于在以下混凝土工程中使用:流态混凝土、塑化混凝土、蒸养混凝土、抗渗混凝土、防水混凝土、自然养护预制构件混凝土、钢筋及 预应力钢筋 混凝土、高强度超高强度混凝土。
掺量范围
粉剂:0.75-1.5%
液体:1.5-2.5%
注意事项
1、采用多孔 骨料 时宜先加水搅拌,再加减水剂。
2、当坍落度较大时,应注意振捣时间不易过长,以防止 泌水 和分层。
萘系高效减水剂根据其产品中 Na2SO4 含量的高低,可分为高浓型产品(Na2SO4含量<3%)、中浓型产品(Na2SO4含量3%~10%)和低浓型产品(Na2SO4含量>10%)。大多数萘系高效减水剂合成厂都具备将Na2SO4含量控制在3%以下的能力,有些先进企业甚至可将其控制在0.4%以下。
萘系减水剂是我国目前生产量最大,使用最广的高效减水剂(占减水剂用量的70%以上),其特点是减水率较高(15%~25%),不引气,对 凝结 时间影响小,与水泥适应性相对较好,能与其他各种外加剂复合使用,价格也相对便宜。萘系减水剂常被用于配制大流动性、高强、高性能混凝土。单纯掺加萘系减水剂的混凝土坍落度损失较快。另外,萘系减水剂与某些水泥适应性还需改善。
脂肪族高效减水剂 是丙 磺化 合成的 羰基 焦醛。憎水基主链为脂肪族烃类,是一种绿色高效减水剂。不污染环境,不损害人体健康。对水泥适用性广,对混凝土增强效果明显,坍落度损失小,低温无 硫酸钠 结晶现象,广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等各类个性化减水剂,也可以与萘系减水剂、 氨基 减水剂、 聚羧酸减水剂 复合使用。
脂肪族高效减水剂:
主要技术指标
1、外观棕红色的液体;2、固体含量>35%;3、比重1.15-1.2
性能特点
1、减水率高。掺量1-2%,减水率可达15-25%。在同等强度坍落度条件下,掺 脂肪族高效减水剂 可节约25-30%的水泥用量;
2、早强、增强效果明显。砼掺入脂肪族高效减水剂,三天可达到设计强度的60-70%,七天可达到100%,28天比空白混凝土强度提高30-40%;
3、高保塑。混凝土坍落度经时损失小,60min基本不损失,90min损失10-20%;
4、对水泥适用性广泛,和易性、粘聚性好。与其他各类外加剂配伍良好;
5、能显著提高砼的抗冻融,抗渗,抗 硫酸盐 侵蚀,并全面提高砼的其他物理性能;
6、特别适用以下砼:流态塑化砼,自然养护、蒸养砼,抗渗防水砼,耐久性抗冻融砼,抗 硫酸盐 侵蚀海工砼,以及钢筋、预应力砼;
7、 脂肪族高效减水剂 无毒,不燃,不腐蚀钢筋,冬季无 硫酸钠 结晶。
使用方法:
1、通过实验找出最佳掺量,推荐掺量为1.5-2%;
2、脂肪族高效减水剂与拌和水一并加入砼中,也可以采取后加法,加入脂肪族高效减水剂砼要延长搅拌30s;
3、由于脂肪族高效减水剂的减水率较大,砼初凝以前,表面会泌出一层黄浆,属正常现象。打完砼收浆抹光,颜色则会消除,或在砼上强度以后,颜色会自然消除,浇水养护颜色会消除的快一些,不影响砼的内在和表面性能。
资料管理
有关规定
外加剂的产品质量必须合格,并应先试验后使用,要有出厂质量合格证和试验报告单。合格证的内容包括厂家名称、产品名称、产品特性、主要成分与含量、适用范围、适宜掺量、使用方法与说明、注意事项、匀质性指标、掺外加剂混凝土性能指标、包装、质量、储存条件、出厂日期、有效期等。对于不同的外加剂其对应的试验项目也不同,一般有减水率、坍落度、含气量、 泌水 率、 凝结 时间、 抗压强度 、钢筋锈蚀、相对耐久性指标等。其试验报告的内容中的委托单位、委托人、工程名称、用途、样品名称、产地及厂家、试样收到的日期、要求试验的项目,均由试验委托人填写,其余部分均由试验人员依据试验测算结果填写,并签字和盖章。 对开 需要采取一定技术处理措施之后才能使用的外加剂,应首先考虑满足技术方面的要求,并须经过有关技术负责人签字批准后,才可使用。
资料员应及时收集、整理和核查外加剂的出厂质量合格证、试验报告单等,查看其各项内容和性能指标是否填写齐全,不得错填和漏填,字迹应该清晰,项目齐全、真实、准确,并无未了事项。如果外加剂的批量较大,厂方提供合格证又较少时,可用抄件(如复印件)备查,但必须注明原件证号、原件存放单位、抄件日期,并有抄件人、抄件单位的签字和盖章。任何单位和个人不得伪造、涂改、损毁或抽撤。对于有产品防伪认证标志的外加剂,还应在确认其产品与出厂质量合格证与实物相符合之后,摘取一份防伪认证标志,贴在产品出厂质量合格证上,一并存档。
使用说明
使用单位应该认真查看外加剂的试验报告单及出厂质量合格证,查看其要求的试验项目是否试验齐全,试验的编号、签字、盖章齐全与否,实测数值是否符合规范和设计的技术要求,结论是否明确。对于不符合要求的项目,应及时进行复试或报有关 工程技术 负责人进行处理。对于不合格的试验报告单不得抽撤或毁坏,并应附上复试的合格试验报告单或处理报告一并存档。
外加剂应在其产品有效期内使用,且使用前应进行性能方面的试验。与其出厂质量合格证和试验报告单有关的施工技术资料还有施工组织设计、技术交底、洽商记录、施工日志、混凝土或砌筑 砂浆 的配合比申请单和通知单、试件试压报告单、施工记录、预检记录、隐检记录、质量评定等。因此其出厂质量合格证和试验报告单不仅应与实际所用的工程、部位相一致,还应与以上施工资料一一对应相符。
发展简史
发展历史
1、20世纪90年代初 美国 首选提出高性能混凝土(HPC)概念,是新型超塑化剂与混凝土 材料科学 相结合的成功范例。
2、1824年英I.Aspdin获得波特兰水泥专利,水泥混凝土得到了广泛的应用。
3、1962年 日本 服部健一首先将萘磺酸甲醛缩合物(n≈10)用于混凝土 分散剂 ,1964年日本花王石碱公司作为产品销售。
4、1963年 德国 研制面功三聚 胺磺酸盐甲醛缩合物,同时出现了多环芳烃磺酸盐甲醛缩合的。
5、1966年日本首先应用高强混凝土,开始生产预应力混凝土桩柱。
6、1971~1973年, 德国 首选将超塑化剂研制成功流态混凝土,混凝土垂直泵送高度达到310m。
7、发展方向是HPC及使用复合超 塑化剂 (CSP)的研究,实现HPC配合比全计算法设计和CSP配方设计。
发展方向
1、高效减水剂:萘系及 三聚氰胺 系高效减水剂的改性、 聚丙烯酸 盐超 塑化剂 、聚丙烯酸接支 共聚物 超塑化剂、 氨基 磺酸盐 超塑化剂、 磺化 酮醛缩聚物、 木质素磺酸钙 高效化、工业废料生产超塑化剂。
2、复合外加剂:低碱低掺量液体复合外加剂、复合超塑化剂及其配方设计、低碱低掺量液体复合 防冻剂 、微膨胀多功能 防水剂 、液体膨胀剂、 液体速凝剂 、超 缓凝剂
3、其它外加剂:减缩剂、碱 骨料 反应抑止剂、表面硬化剂、高效 脱模剂
功能分类
1、定义:《混凝土外加剂分类、命名与定义》GB8075-87,是在拌制混凝土过程中加入,用以改善混凝土性能的物质,掺量不大于水泥质量的5%(特殊情况除外)。
2、每种外加剂常常具有一种或多种功能,其化学成分可以是有机物、无机物或两者的复合物。混凝土外加剂按主要功能分为四类:
A、改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括减水剂、 引气剂 和泵送剂。
B、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 。
C、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。
D、改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、 防冻剂 、 着色剂 、防水剂和泵送剂。
品种分类
1、早强剂:
A、可溶性 无机盐 : 氯化物 、 碳酸根 、 硝酸盐 、硫代 硫酸盐 、 硅酸盐 、 铝酸盐 、碱性 氢氧化物 等
B、可溶性 有机化合物 : 三乙醇胺 、 甲酸钙 、 乙酸钙 、 丙酸钙 和 丁酸钙 、 尿素 、 草酸 、胺与甲醛缩合物。
2、速凝剂: 铁盐 、 氟化物 、 氯化铝 、 偏铝酸钠 、 碳酸钾 。
3、 引气剂 :木材 树脂 盐、合成 洗洁精 、 木质素磺酸钙 、 蛋白质 的盐、 脂肪酸 和树脂酸及其盐。
4、减水剂和调凝剂:木质素 磺酸盐 及其改性或 衍生物 、 羟 基 羧酸 及其盐或其改性和衍生物、无机盐(锌盐、 硼酸盐 、 磷酸盐 、 氯化物 )、 铵盐 及其衍生物、 糖类 及 多聚糖 酸或 糖酸 、水溶性聚合物( 纤维素醚 、 三聚氰胺 衍生物、萘衍生物、聚 硅氧烷 和 磺化 碳氢化合物
5、高效减水剂:萘 磺酸盐 甲醛缩合物、多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物、三聚 氰胺 磺酸盐甲醛缩聚物、对 胺基 苯磺酸 甲醛缩聚物、磺化酮醛缩聚物、 聚丙烯酸 盐及其接枝 共聚物 等。
6、 缓凝剂 :含有 羧基 、 膦酸 基、 磺基 的聚合物和 羟基 羧酸 (盐)、有机 膦 酸(盐)等 有机化合物 类缓凝剂
7、 引气剂 : 过氧化氢 、金属 铝粉 、 吸附 空气的某些活性碳。
8、膨胀剂:细铁粉或粒状铁粉与氧化 促进剂 、 生石灰 系、硫 铝酸盐 系。
10、泵送剂:合成或天然水溶性聚合物增加剂的粘度、有机 絮凝剂 、高比表面 无机化合物 材料( 膨润土 、 二氧化硅 、 石棉 粉、石棉短纤维等)、水泥外掺料(粉煤灰、水硬石灰、 石粉 等)。
11、絮凝剂:聚合物 电解质 。
12、 着色剂 :灰到黑( 四氧化三铁 、矿物黑、 碳黑 、 群青 、 酞青蓝 )、浅红到深红( 氧化铁 )、棕( 氧化铁棕 、富锰 棕土 、烧褐土)、绿( 三氧化二铬 、酞商姆)、白( 二氧化钛 )等。
13、灭菌剂和杀虫剂: 多卤化物 、 狄氏剂 乳液及铜化物。
15、防渗剂:减水剂、 氯化钙 。
16、碱集料反应抑止剂:锂盐、 钡盐 、某些 引气剂 、减水剂、 缓凝剂 、火山灰。
17、 阻锈剂 : 亚硝酸钠 、 苯甲酸钠 、 木质素磺酸钙 、 磷酸盐 、 氟硅酸钠 、 六氟合铝酸钠 。
18、灌浆外加剂:缓凝剂、 凝胶 、凝胶淀粉和 甲基纤维素 、 膨润土 、 增稠剂 、 早强剂 、加气剂。
高效
外加剂是混凝土的第五组分,掺入外加剂可改善混凝土的工作性、提高混凝土强度和耐久性。凝土外加剂的特点是品种多、掺量小,对混凝土的性能影响较大,因此它的品种选择、应用技术、 质量控制 较其他混凝土组成材料更为重要。
1、在不改变各种原材料配比的情况下,添加混凝土高效减水剂,不仅改变混凝土强度,同时可以大幅度提高混凝土的流 变性 及可塑性,使得混凝土施工可以采用自流、泵送、无需振动等方式进行施工,提高施工速度、降低施工能耗。
2、在不改变各种原材料配比(除水)及混凝土的坍落度的情况下,减少水的用量,可以大大提高混凝土的强度,早强和后期强度分别比不加减水剂的混凝土提高60%及20%以上,通过减水,可以实现浇筑C100标号的高强混凝土。
3、在不改变各种原材料配比(除水泥)及混凝土强度的情况下,可以减少水泥的用量,掺加水泥质量0.2%~0.5%的 混凝土减水剂 ,可以节省水泥量的15~30%以上。
4、掺加混凝土高效减水剂,可以提高混凝土的寿命一倍以上,即使建筑物的正常使用寿命延长一倍以上。