常用各种外加剂原理及特性共18页
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混凝土外加剂的原理与应用引言混凝土外加剂是在混凝土制备过程中添加的一种材料,能够改变混凝土的性能和特性。
它能够在不改变混凝土基料性质的情况下,改善混凝土的工作性能、提高其强度和耐久性等。
在本文中,我们将探讨混凝土外加剂的原理以及它在实际应用中的重要性。
混凝土外加剂的原理混凝土外加剂通过与混凝土中的水和水泥发生化学反应,改变水化反应过程中的物理和化学性质,从而改变混凝土的性能。
以下是一些常见的混凝土外加剂及其原理:1.减水剂:减水剂是一种常用的混凝土外加剂,它能够降低混凝土中水与水泥的吸附力,从而减少混凝土的流动阻力,提高其流动性能。
减水剂通过改变水-水泥比,使混凝土具有更好的浇筑性和可泵性。
2.增稠剂:增稠剂是一种能够增加混凝土黏度的外加剂。
在某些特殊情况下,需要使用增稠剂来控制混凝土的流动性能,以防止流动过程中的分层和沉降。
3.早强剂:早强剂是一种能够加快混凝土水化反应速率的外加剂。
通过促进水泥的水化反应,早强剂能够使混凝土更快地获得足够的强度,缩短结构施工时间。
混凝土外加剂的应用混凝土外加剂在工程实践中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用情况:1.高性能混凝土制备:使用减水剂和早强剂等外加剂,可以制备出更高性能的混凝土。
这些外加剂能够改善混凝土的强度、耐久性和工作性能,使得混凝土更适合在高强度和耐久性要求较高的工程中使用。
2.防水混凝土:添加防水剂可以使混凝土具有抵抗渗水和湿度变化的能力。
这在地下室、水池和地下管道等需要防水的工程中尤为重要。
3.自密实混凝土:自密实混凝土是一种能够减少混凝土中孔隙空隙的外加剂。
添加自密实剂可以改善混凝土的致密性,防止水分和气体渗透,提高混凝土的耐久性。
4.耐化学腐蚀混凝土:添加抗腐蚀剂可以增加混凝土的耐化学腐蚀性能,使其能够抵抗一些化学腐蚀物质的侵蚀,延长混凝土的使用寿命。
5.节能混凝土:使用节能外加剂可以减少混凝土的能耗,提高能源利用效率。
这对于实现绿色建筑和环保施工具有重要意义。
混凝土中外加剂的作用原理一、引言混凝土作为一种广泛使用的建筑材料,具有高强度、耐久性、可塑性等优点,但其自身也存在一些问题,如易开裂、不耐久、抗渗性不佳等。
为了解决这些问题,人们引入了各种外加剂来改善混凝土的性能。
本文将针对混凝土中外加剂的作用原理进行详细介绍。
二、水泥外加剂1.减水剂减水剂是混凝土中使用最为广泛的外加剂之一。
它能够显著降低混凝土的水灰比,从而提高混凝土的强度和耐久性。
减水剂的作用机理主要是通过改变混凝土的流动性,使其更易于加工和浇筑。
这种外加剂可以分为有机减水剂和无机减水剂两种。
有机减水剂通常是磺酸盐或聚羧酸,它们能够与水泥颗粒表面的氢氧化物反应,形成表面活性剂,从而将水与水泥分散开来,减少水泥颗粒之间的摩擦力,提高混凝土的流动性。
无机减水剂通常是硅酸盐、铝酸盐或钙盐,它们能够与水泥反应,形成胶体,从而改善混凝土的流动性。
2.延缓剂延缓剂是一种能够延迟混凝土初凝和终凝时间的外加剂。
它主要是通过减缓水泥颗粒与水的反应速度来实现的。
延缓剂通常是钙盐或铝酸盐,它们能够与水泥颗粒表面的氢氧化物反应,形成一层钙铝复合物,从而减缓水泥颗粒与水的反应速度。
延缓剂的使用可以使混凝土更易于加工和浇筑,同时也能够减少混凝土的收缩和裂缝。
3.早强剂早强剂是一种能够提高混凝土早期强度的外加剂。
它主要是通过促进水泥颗粒的反应来实现的。
早强剂通常是硫酸盐、硝酸盐或氯化物,它们能够与水泥反应,形成一些早期水化产物,从而提高混凝土的早期强度。
早强剂的使用可以使混凝土更快地达到设计强度,缩短施工周期,提高施工效率。
三、细集料外加剂1.增强剂增强剂是一种能够提高混凝土抗压强度和抗拉强度的外加剂。
它主要是通过填补混凝土中的孔隙和空隙来实现的。
增强剂通常是微细硅粉、矿渣粉或粉煤灰等细集料,它们能够与水泥反应,形成一些硅钙酸盐等水化产物,从而填补混凝土中的孔隙和空隙,提高混凝土的密实性和强度。
2.膨胀剂膨胀剂是一种能够使混凝土产生膨胀的外加剂。
减水剂是当前外加剂中品种最多、应用最广的一种,根据其功能分为: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);高效减水剂 (在保持混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅度减少用水量的外加剂);引气减水剂(兼有引气和减水功能的外加剂);缓凝减水剂(兼有缓凝和减水功能的外加剂);早强减水剂(兼有早强和减水功能的外加剂)。
减水剂按其主要化学成分为:木质素磺酸盐系;多环芳香族磺酸盐系;水溶性树脂磺酸盐系;糖钙等。
1.常用减水剂(1)木质素磺酸盐系减水剂。
这类减水剂根据其所带阳离子的不同,有木质素磺酸钙(木钙)、木质素磺酸钠(木钠)、木质素磺酸镁(木镁)等。
其中木钙减水剂(又称M型减水剂)使用较多。
木钙减水剂是由生产纸浆或纤维浆的废液,经生物发酵提取酒精后的残渣,再用石灰乳中和、过滤、喷雾干燥而制得的棕黄色粉末。
木钙减水剂的掺量,一般为水泥质量的0.2%~O.3%,当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时,其减水率为10%~15%,混凝土28d抗压强度提高 10%~20%;若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变,则可节省水泥用量10%左右;若保持混凝土的配合比不变,则可提高混凝土坍落度80~100mm。
木钙减水剂对混凝土有缓凝作用,掺量过多或在低温下缓凝作用更为显著,而且还可能使混凝土强度降低,使用时应注意。
木钙减水剂是引气型减水剂,掺用后可改善混凝土的抗渗性、抗冻性、降低泌水性。
木钙减水剂可用于一般混凝土工程,尤其适用于大模板、大体积浇注、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。
木钙减水剂不宜单独用于冬季施工,在日最低气温低于5℃时,应与早强剂或早强剂、防冻剂等复合使用。
木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土。
(2)多环芳香族磺酸盐系减水剂这类减水剂的主要成分为萘或萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩合物,故又称萘系减水剂。
萘系减水剂通常是由工业萘或煤焦油中的萘、蒽、甲基萘等馏分,经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成。
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3.1899年,美国继1898年美西战争夺取菲律宾和关岛之后,来到中国,为获取西方列强在中国取得的侵略权益,提出“门户开放”政策,主张利益均沾,共同侵略中国。
4.1900年,“八国联军”侵华,美国是其中之一,《辛丑条约》许诺:赔给侵略者白银4.5亿两,美国人用这笔赔款办教育,在北京创立了“燕京大学”即清华大学,主观上是进行文化渗透,文化侵略,培养中国本土高层次的亲美人才,为美国的进一步侵略打下基础,客观上促进了中国文化教育的发展,为中国的发展培养了大批的人才。
5.国民党统治期间,中美关系较为和睦.为了阻止、防范日本独霸中国,美国曾劝说张学良东北易帜,协助蒋介石统一中国。
在中国人民进行艰苦卓绝的8年抗日战争时期,美国曾向中国提供大量军用物资,并派陈纳德将军带领航空飞行大队赴华与中国军民并肩作战,电影《黄河绝恋》既是其真实故事的写照.抗战胜利后,支持国民党打内战,给钱给枪炮,协助其占领战略要地,送其战略物资,派谴军事顾问团,同时,还以国共内战调停者自居,为国民党赢得主动和时间。
混凝土中外加剂的作用原理及应用一、引言混凝土是一种重要的建筑材料,具有优异的耐久性和可塑性。
但是,传统的混凝土存在着一些缺陷,如强度低、易开裂、耐久性差等问题。
为了改善混凝土的性能,人们发明了外加剂。
外加剂是指在混凝土中加入的一种物质,能够改善混凝土的性能,如提高强度、减少开裂、延长使用寿命等。
本文将详细介绍混凝土中外加剂的作用原理及应用。
二、外加剂的种类1. 减水剂减水剂是一种常用的外加剂,主要作用是减少混凝土的水灰比,从而提高混凝土的坍落度和流动性,降低混凝土的粘稠度,减少混凝土的收缩和开裂。
减水剂可以分为有机减水剂和无机减水剂两类。
有机减水剂主要由聚羧酸和聚氧乙烯醇等化学物质组成,无机减水剂主要是水玻璃和磷酸盐等化学物质。
2. 强化剂强化剂是一种能够提高混凝土抗压强度和耐久性的外加剂。
强化剂可以分为氯离子型强化剂和硅酸盐型强化剂两类。
氯离子型强化剂主要是氯化钙和氯化钠等化学物质,能够提高混凝土的早期强度和耐久性;硅酸盐型强化剂主要是硅酸钠和硅酸钾等化学物质,能够提高混凝土的长期强度和耐久性。
3. 其他外加剂除了减水剂和强化剂之外,还有其他的外加剂,如膨胀剂、缓凝剂、防水剂、防冻剂等。
膨胀剂是一种能够使混凝土体积膨胀的外加剂,主要用于制造轻质混凝土;缓凝剂是一种能够延长混凝土凝结时间的外加剂,主要用于大体积混凝土的制造;防水剂是一种能够提高混凝土防水性能的外加剂,主要用于地下室、水池等建筑物的建造;防冻剂是一种能够提高混凝土抗冻性能的外加剂,主要用于寒冷地区的建筑物建造。
三、外加剂作用原理1. 减水剂的作用原理减水剂的作用原理主要是通过改变混凝土中的水灰比,从而控制混凝土的坍落度和流动性。
减水剂中的聚羧酸分子可以与水泥颗粒形成静电吸引力,使水泥颗粒之间的摩擦力降低,从而减少混凝土的黏性和内摩擦力,提高混凝土的坍落度和流动性。
同时,减水剂还可以降低混凝土的表面张力和黏度,从而减少混凝土的收缩和开裂。
混凝土外加剂的作用原理及选用一、混凝土外加剂的作用原理混凝土外加剂是指在混凝土中添加的一种物质,它可以改善混凝土的某些性能,如提高强度、增加流动性、改善耐久性等。
外加剂按照使用目的可分为增强剂、减水剂、缓凝剂、防冻剂、膨胀剂、防水剂等。
下面将分别介绍各种外加剂的作用原理。
1.增强剂增强剂是指能够提高混凝土强度的外加剂。
常用的增强剂有硅酸盐、硅酸钠、硅溶胶、石英砂等。
增强剂的作用原理是通过填充混凝土内部的孔隙结构,增加混凝土的密实度和抗压强度。
此外,增强剂还能够提高混凝土的抗冻性、耐久性和耐化学腐蚀性。
2.减水剂减水剂是指能够降低混凝土水泥浆体含水量的外加剂。
减水剂的作用原理是通过改变混凝土的物理性质,使其流动性增强,从而降低混凝土的水泥用量。
减水剂可分为有机减水剂和无机减水剂两种。
有机减水剂是通过在混凝土中添加高分子化合物,使水泥颗粒之间的相互作用力减小,从而降低混凝土的粘性和表面张力,增加混凝土的流动性。
无机减水剂则是通过改变混凝土中的电荷状态,使混凝土中的水泥颗粒之间的相互作用力减小,从而降低混凝土的粘性和表面张力,增加混凝土的流动性。
3.缓凝剂缓凝剂是指能够延缓混凝土凝固时间的外加剂。
缓凝剂的作用原理是通过延缓水泥的水化反应,从而延缓混凝土的凝固时间。
常用的缓凝剂有磷酸盐、硼酸盐等。
缓凝剂的使用可以有效地避免混凝土在运输和施工过程中出现过早凝固的情况,从而保证混凝土的品质和使用效果。
4.防冻剂防冻剂是指能够提高混凝土抗冻性的外加剂。
防冻剂的作用原理是通过降低混凝土的冰点,从而减少混凝土在低温环境下的冻融损伤。
常用的防冻剂有氯化钙、氯化钠、硝酸钾等。
防冻剂的使用可以有效地提高混凝土的抗冻性,避免混凝土在冬季出现冻害的情况,从而保证混凝土的品质和使用效果。
5.膨胀剂膨胀剂是指能够增加混凝土体积的外加剂。
膨胀剂的作用原理是通过在混凝土中释放气体,使混凝土体积增大。
常用的膨胀剂有铝粉、氢氧化铝等。
各种外加剂原理及特性外加剂是指在混凝土、水泥、沥青等材料中添加的一种化合物,用于改善其性能和工艺特性。
外加剂可以适应不同的应用领域和需求,包括提高材料的强度、耐久性、流动性、减少开裂和收缩等。
下面将介绍几种常见的外加剂的原理和特性。
1.减水剂:减水剂是指能在保持混凝土工作性能不变的情况下,减少混凝土水泥用量的外加剂。
减水剂的主要原理是通过吸附水泥颗粒表面的水分,形成带负电荷的剂体分子,降低水分和颗粒间的吸引力,从而减少所需的水泥用量。
减水剂能提高混凝土的流动性和工作性能,减少凝结时间和收缩,提高抗裂性能。
同时,减水剂还能提高混凝土的强度和耐久性。
2.防水剂:防水剂是一种能在混凝土或水泥基材中形成防水层的外加剂。
防水剂的主要原理是通过在材料内部形成油脂状、抗渗水的物质,堵塞水泥基材中的毛细孔和细小裂缝,阻止水分的渗透。
同时,防水剂还能提高混凝土或水泥基材的耐久性和抗化学侵蚀能力,延长材料的使用寿命。
3.抗裂剂:抗裂剂是一种能减少混凝土或水泥基材开裂倾向的外加剂。
抗裂剂的主要原理是通过在水泥基材内形成弹性体或柔性体系,增加材料的韧性和可延展性,抵抗和减缓应力和变形的集中,从而减少裂缝的产生和扩展。
抗裂剂可以显著提高混凝土或水泥基材的抗裂性能,增强其耐久性和抗风化能力。
4.强化剂:强化剂是一种能提高混凝土强度和耐久性的外加剂。
强化剂的主要原理是通过与水泥胶凝体发生化学反应,生成新的胶凝产物,填充和强化水泥基材内部的孔隙和微裂缝,增加材料的致密性和强度。
强化剂可以显著提高混凝土的强度、耐冻融性和耐久性,减少开裂和收缩。
5.其他特殊功能外加剂:除了上述常见的外加剂,还有一些具有特殊功能的外加剂,如缓凝剂、早强剂、防冻剂、矿化剂等。
这些外加剂主要根据特定的应用需求和环境条件,通过改变材料的化学反应和物理性能,实现特定的功能要求。
总之,外加剂在建筑材料中起到了重要的作用,能够改善材料的性能和工艺特性,提高材料的强度、耐久性、流动性等。
各种外加剂原理及特性外加剂是指在混凝土、水泥、沥青等材料中,以一定方式加入的一种物质。
外加剂可以改变材料的性能和特性,以提高材料的工作性能和耐久性。
以下是一些常见的外加剂的原理和特性:1.减水剂:原理:减水剂是通过改变水泥胶体的表面张力和液体黏度来降低混凝土的凝结水需求,从而实现减少水灰比的目的。
特性:-提高混凝土的流动性和可泵性,改善混凝土的工作性能。
-提高混凝土的强度和耐久性。
-可以减少混凝土收缩和开裂的倾向。
2.塑化剂:原理:塑化剂通过改变水泥胶体的表面性质和颗粒间的相互作用方式,使混凝土的流动性和可塑性增加。
特性:-可以显著提高混凝土的可塑性和流动性。
-改善混凝土的工作性能,使混凝土更易于浇筑和振捣。
-可以提高混凝土的强度和耐久性。
3.加气剂:原理:加气剂通过产生气泡来改变混凝土的结构,从而达到提高混凝土的轻质化和保温性能的目的。
特性:-可以显著提高混凝土的轻质化程度,减轻结构自重。
-提高混凝土的保温性能,降低能源消耗。
-可以改善混凝土的抗冻性和耐久性。
4.粘结剂:原理:粘结剂通过填充材料的微孔和缺陷,填补颗粒间的间隙,从而提高材料的致密性和强度。
特性:-可以显著提高材料的强度和硬度。
-提高材料的耐久性和抗侵蚀性。
-可以改善材料的加工性能和延展性。
5.防水剂:原理:防水剂通过形成防水层或改变材料内部的结构来阻止水分的渗透。
特性:-可以显著改善材料的防水性能,阻止水分的渗透。
-提高材料的耐久性和抗侵蚀性。
-可以防止材料因水分渗透而引起的破坏和损失。
6.比表面积增大剂:原理:比表面积增大剂通过改变材料的颗粒表面特性,增加颗粒间的接触面积,从而提高材料的活性和反应性。
特性:-可以提高材料的活性和反应性。
-促进材料的反应速度和程度,加快材料的成熟和硬化。
-可以改善材料的工作性能和加工性能。
总结起来,各种外加剂具有不同的原理和特性,通过改变材料的性能和特性,可以提高材料的工作性能、耐久性和抗侵蚀性等。
混凝土中添加外加剂的原理与效果混凝土是建筑工程中最常用的建筑材料之一。
它是一种由水泥、砂、石灰石和水混合而成的材料。
然而,这种基础材料并不是完美的,因为它的强度和耐久性都有限制。
为了克服这些限制,工程师们使用外加剂来增强混凝土的性能。
本文将详细介绍混凝土中添加外加剂的原理与效果。
一、外加剂的分类外加剂是添加到混凝土中的化学物质,能够改变混凝土的性能。
根据其化学成分和功能,外加剂可以分为以下四类:1. 减水剂:减水剂是一种能够减少混凝土中水的用量,同时维持混凝土的可工作性和流动性的物质。
减水剂能够提高混凝土的强度和耐久性,减少混凝土的收缩和裂缝。
同时,减水剂也可以提高混凝土的抗渗性和耐久性。
2. 空气剂:空气剂能够将混凝土中的空气含量增加到5%~8%,从而提高混凝土的抗冻性和耐久性。
空气剂还可以提高混凝土的可工作性和流动性,减少混凝土的收缩和裂缝。
3. 膨胀剂:膨胀剂是一种能够使混凝土发生膨胀反应,从而增加混凝土的体积和强度的物质。
膨胀剂还能够改善混凝土的可工作性和流动性,减少混凝土的收缩和裂缝。
4. 其他剂:其他剂包括颜料、防水剂、粘结剂等。
这些剂能够改变混凝土的颜色、防水性能和粘结性能。
二、外加剂的原理1. 减水剂的原理减水剂的主要作用是减少混凝土中水的用量,从而提高混凝土的强度和耐久性。
减水剂通过改变混凝土中水和水泥颗粒之间的相互作用力,从而减少水泥颗粒之间的粘结力和摩擦力,使得混凝土更易于流动和振捣。
此外,减水剂还能够使得混凝土中的水分分布更加均匀,从而减少混凝土的收缩和裂缝。
2. 空气剂的原理空气剂的主要作用是增加混凝土中的空气含量,从而提高混凝土的抗冻性和耐久性。
当混凝土中的温度下降到冰点以下时,混凝土中的水会凝结成冰晶,从而产生体积膨胀。
如果混凝土中的空气含量足够高,那么在冰晶形成时,空气可以在冰晶周围形成套层,从而防止冰晶的扩大。
此外,空气剂还能够提高混凝土的可工作性和流动性,减少混凝土的收缩和裂缝。
混凝土的外加剂作用原理一、前言混凝土作为一种广泛使用的建筑材料,其性能的优劣直接影响到建筑物的质量和寿命。
为了满足不同工程的需要,混凝土的性能需要通过添加外加剂来改善和调整。
本文将详细介绍混凝土的外加剂作用原理。
二、水泥外加剂1.超塑化剂超塑化剂是一种能显著提高混凝土流动性的外加剂。
它能使水泥颗粒表面形成电荷,使之相互排斥,从而使混凝土的流动性提高。
超塑化剂的主要成分为磺酸盐和聚羧酸盐。
在混凝土中,超塑化剂与水泥颗粒表面的氧化铝反应,形成沉淀物,进一步提高了混凝土的流动性。
2.缓凝剂缓凝剂是一种能够延长混凝土凝结时间的外加剂。
它主要通过抑制水泥颗粒表面的反应,减少水泥颗粒的活性,从而延长混凝土的凝结时间。
缓凝剂的主要成分为酸盐和有机物。
在混凝土中,缓凝剂与水泥颗粒表面的碳酸钙反应,形成沉淀物,进一步减缓了混凝土的凝结速度。
三、矿物掺合料外加剂1.粉煤灰掺合料粉煤灰掺合料是一种常见的混凝土掺合料。
它主要由煤燃烧后的残留物组成,其中含有大量的SiO2、Al2O3和Fe2O3等氧化物。
粉煤灰掺合料的添加能够填充水泥颗粒之间的空隙,增加混凝土的密实度。
此外,粉煤灰掺合料还能够提高混凝土的耐久性和抗裂性。
2.硅灰掺合料硅灰掺合料是一种由高温煅烧后的硅酸盐材料制成的掺合料。
硅灰掺合料的添加能够促进水泥颗粒的水化反应,产生大量的凝胶物质,增加混凝土的强度和抗裂性。
此外,硅灰掺合料还能够提高混凝土的耐久性和抗渗性。
四、细集料外加剂1.粘结增强剂粘结增强剂是一种能够增加混凝土细集料与水泥颗粒之间粘结力的外加剂。
它主要由有机物或无机物组成。
在混凝土中,粘结增强剂能够与水泥颗粒表面形成化学键,从而增加混凝土的强度和抗裂性。
2.填充剂填充剂是一种能够填充混凝土中空隙的外加剂。
它主要由一些具有细小颗粒的物质组成,如石英粉、膨胀珍珠岩等。
填充剂的添加能够填充混凝土中的空隙,提高混凝土的密实度和抗渗性。
五、钢筋防锈剂钢筋防锈剂是一种能够保护混凝土中钢筋不被腐蚀的外加剂。
混凝土外加剂原理与应用一、混凝土外加剂的定义和分类混凝土外加剂是指添加到混凝土中的一种化学物质,能够改善混凝土性能、提高混凝土耐久性和可加工性的材料。
混凝土外加剂按照作用分类,可以分为塑化剂、减水剂、缓凝剂、加速剂、防水剂、防冻剂等。
二、混凝土外加剂原理1. 塑化剂原理塑化剂是一种高分子化合物,可以使混凝土在水泥水化反应过程中,形成均匀、细腻、柔软的胶状体,从而提高混凝土的流动性和可塑性。
塑化剂的作用机理是通过改变水泥粒子表面电荷状态,使分散状态下的水泥颗粒带有相同的电荷,从而排斥彼此之间的力,使水泥颗粒间的摩擦力减小,从而提高混凝土的流动性。
2. 减水剂原理减水剂是一种表面活性剂,能够减少混凝土中水泥颗粒的表面张力,从而在保持一定水泥浆流动性的同时,能够降低混凝土的水灰比,提高混凝土的强度和耐久性。
减水剂的作用机理是通过吸附在水泥颗粒表面上,形成一层分子膜,使水泥颗粒之间的排斥力减小,从而使水泥颗粒间的摩擦力减小,提高混凝土的流动性。
3. 缓凝剂原理缓凝剂是一种含硅酸盐的化合物,能够延缓混凝土的凝固和硬化过程,从而使混凝土的可塑性和流动性得到保持。
缓凝剂的作用机理是通过与水泥反应,形成硅酸钙,从而降低水泥的活性,使水泥颗粒之间的反应速率减慢,从而延缓混凝土的凝固和硬化过程。
4. 加速剂原理加速剂是一种能够促进混凝土早期强度发展的化学物质,能够缩短混凝土的凝固和硬化时间,提高混凝土的早期强度。
加速剂的作用机理是通过加速水泥颗粒的水化反应速率,使水泥颗粒之间的反应速率加快,从而缩短混凝土的凝固和硬化时间,并提高混凝土的早期强度。
5. 防水剂原理防水剂是一种能够降低混凝土渗透率的化学物质,能够阻止水分渗透到混凝土内部,从而提高混凝土的耐久性和防水性能。
防水剂的作用机理是通过与水泥反应,形成水泥基体的孔隙结构,从而阻止水分渗透到混凝土内部,提高混凝土的耐久性和防水性能。
6. 防冻剂原理防冻剂是一种能够降低混凝土凝结温度的化学物质,能够防止混凝土在低温环境下的冻胀破坏。
1)速凝剂flash/quick-setting agent/additive混凝土速凝剂1、速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。
速凝剂主要有无机盐类和有机物类两类。
我国常用的速凝剂是无机盐类,主要型号有红星Ⅰ型、7Ⅱ、728型、8604型等。
2、红星Ⅰ型速凝剂是由铝氧熟料(主要成分是氯酸钠)、碳酸钠、生石灰按质量1:1:0.5的比例配制而成的一种粉状物,适宜掺量为水泥质量的2.5%~4.0%。
7Ⅱ型速凝剂是铝氧熟料与无水石膏按质量比3:1配合粉末而成,适宜掺量为水泥质量的3%~5%。
3、速凝剂掺入混凝土后,能使混凝土在5min内初凝,10min内终凝,1h 就可产生强度,1d强度提高2~3倍,但后期强度会下降,28d强度约为不掺时的80%~90%。
速凝剂的速凝早强作用机理是使水泥中的石膏变成Na2SO4,失去缓凝作用,从而促使C3A迅速水化,并在溶液中析出其水化产物晶体,导致水泥浆迅速凝固。
4、速凝剂主要用于矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞、地下工程。
主要性能1、凝结时间:初凝1~5min,终凝5~10min,适宜掺量为胶凝材料用量的3—5%;2、碱金属含量<1%,无毒、无味、无刺激;3、细度:8mm孔筛,筛余物小于10%;4、喷射砼早期强度高,其28天龄期抗压强度保存率达80—100%;5、喷料粘聚性好,对钢筋无锈蚀作用,提高抗渗标号,凝结快,一次喷层厚,喷拱可达130mm,喷壁可达200mm以上使用方法1、适用于国防、水利、井巷、隧道、洞室及其它地下工程的喷射混凝土和喷射砂浆,结构自防水的支护工作,防漏、堵漏及地面混凝土快速施工,混凝土紧急抢险工程。
2、掺量为水泥重量3~6%,使用前,根据工程要求选型的水泥品种,做最佳掺量的适应性试验。
3、喷谢砼在施工前,应将水泥、砂、石,速凝剂按比例干拌配成混合料,调节其水灰比(0.4~0.5之间)立即喷射。
若干拌料堆放时间>20min,不仅影响喷射效果,而且会降低喷射混凝土的强度。
外加剂的作用原理(1)减水剂:又称塑化剂或分散剂。
拌和混凝土时加入适量的减水剂可使水泥颗粒分散均匀,同时将水泥颗粒包裹的水分释放出来,从而能明显减少混凝土用水量。
减水剂的作用是在保持混凝土配合比不变的情况下,改善其工作性,或在保持工作性不变的情况下减少用水量,提高混凝土强度或在保持强度不变时减少水泥用量,节约水泥,降低成本。
同时,加入减水剂后混凝土更为均匀密实,改善一系列物理化学性能,如抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等,提高了混凝土的耐久性。
(2)缓凝剂:能延缓混凝土凝结硬化时间,便于施工,能使混凝土浆体水化速度减慢,延长水化放热过程,有利于大体积混凝土温度控制。
缓凝剂会对混凝土l~3d早期强度有所降低,但对后期强度的正常发展并无影响。
一般缓凝剂可使混凝土的初凝时间延长l~4h,但这对高温情况下大仓面混凝土施工是不够的。
为了满足高温地区和高温季节大体积混凝土施工需要,国家“八五”科技攻关项目研究出了高温缓凝剂,这种缓凝剂能在气温为(35+2)℃、相对湿度为(60+5)%的条件下混凝土初凝时间为6~8h。
(3)早强剂:是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。
主要作用机理是加速水泥水化速度,加速水化产物的早期结晶和沉淀。
主要功能是缩短混凝土施工养护期,加快施工进度,提高模板的周转率。
主要适用于有早强要求的混凝土工程及低温、负温施工混凝土、有防冻要求的混凝土、预制构件、蒸汽养护等等。
(4)引气剂:是一种表面活性物质,它能使混凝土在搅拌过程中从大气中引入大量均匀封闭的小气泡,使混凝土中含有一定量的空气。
好的引气剂能引入混凝土中的气泡达l0亿个之多,孔径多为0.05~0.2mm,一般为不连续的封闭球形,分布均匀,稳定性好,这样能显著提高混凝土的抗冻性、耐久性同时还能改善混凝土和易性,特别是在人工骨料或天然砂颗粒较粗、级配较差以及在贫水泥混凝土中使用效果更好,改善混凝土的泌水和离析,减少混凝土渗透性,提高混凝土抗侵蚀能力。
混凝土中掺加多种外加剂的作用原理一、背景介绍混凝土是一种由水泥、骨料、粉料、水等材料按一定比例掺和而成的材料,广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程中。
随着建筑业的不断发展,对混凝土的要求也越来越高,如强度、耐久性、抗裂性等。
而为了满足这些要求,混凝土中掺加多种外加剂已成为一种常见的做法。
本文将从多个方面探究掺加外加剂的作用原理。
二、外加剂的类型1.水泥外加剂:包括减水剂、延迟凝结剂、早强剂、防水剂等;2.骨料外加剂:包括抗裂剂、膨胀剂、缩微剂等;3.矿物外加剂:包括粉煤灰、硅灰、矿渣粉等。
三、外加剂的作用原理1.减水剂减水剂是一种常用的外加剂,主要作用是减少混凝土的水泥用量,提高混凝土的流动性和减少混凝土内部的空隙,从而提高混凝土的密实度和强度。
减水剂的作用原理是通过在混凝土中引入高分子化合物,使其与水分子发生作用,改变水分子的表面张力,使水分子能够更好地分散在混凝土中,从而达到减少水泥用量的目的。
2.延迟凝结剂延迟凝结剂是一种可以延长混凝土凝结时间的外加剂,主要作用是使混凝土在施工过程中更易于搅拌和运输。
延迟凝结剂的作用原理是通过抑制水泥水化反应中的化学反应,从而延缓混凝土的凝结时间。
延迟凝结剂广泛应用于大型混凝土工程中。
3.早强剂早强剂是一种可以促进混凝土早期强度发展的外加剂,主要作用是使混凝土在短时间内达到一定强度,从而提高混凝土的施工效率。
早强剂的作用原理是通过加速水泥水化反应中的化学反应,从而使混凝土更快地达到一定强度。
4.防水剂防水剂是一种可以提高混凝土抗渗性的外加剂,主要作用是防止混凝土中的水分渗透到结构内部,从而保护结构的稳定性和耐久性。
防水剂的作用原理是通过在混凝土表面形成一层防水膜,从而防止水分进入混凝土内部。
5.抗裂剂抗裂剂是一种可以提高混凝土抗裂性能的外加剂,主要作用是防止混凝土在干缩、收缩等情况下出现裂缝。
抗裂剂的作用原理是通过在混凝土内部形成一种有机胶体,从而增强混凝土的韧性和抗裂性。
减水剂是当前外加剂中品种最多、应用最广的一种,根据其功能分为: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);高效减水剂 (在保持混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅度减少用水量的外加剂);引气减水剂(兼有引气和减水功能的外加剂);缓凝减水剂(兼有缓凝和减水功能的外加剂);早强减水剂(兼有早强和减水功能的外加剂)。
减水剂按其主要化学成分为:木质素磺酸盐系;多环芳香族磺酸盐系;水溶性树脂磺酸盐系;糖钙等。
1.常用减水剂(1)木质素磺酸盐系减水剂。
这类减水剂根据其所带阳离子的不同,有木质素磺酸钙(木钙)、木质素磺酸钠(木钠)、木质素磺酸镁(木镁)等。
其中木钙减水剂(又称M型减水剂)使用较多。
木钙减水剂是由生产纸浆或纤维浆的废液,经生物发酵提取酒精后的残渣,再用石灰乳中和、过滤、喷雾干燥而制得的棕黄色粉末。
木钙减水剂的掺量,一般为水泥质量的0.2%~O.3%,当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时,其减水率为10%~15%,混凝土28d抗压强度提高 10%~20%;若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变,则可节省水泥用量10%左右;若保持混凝土的配合比不变,则可提高混凝土坍落度80~100mm。
木钙减水剂对混凝土有缓凝作用,掺量过多或在低温下缓凝作用更为显著,而且还可能使混凝土强度降低,使用时应注意。
木钙减水剂是引气型减水剂,掺用后可改善混凝土的抗渗性、抗冻性、降低泌水性。
木钙减水剂可用于一般混凝土工程,尤其适用于大模板、大体积浇注、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。
木钙减水剂不宜单独用于冬季施工,在日最低气温低于5℃时,应与早强剂或早强剂、防冻剂等复合使用。
木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土。
(2)多环芳香族磺酸盐系减水剂这类减水剂的主要成分为萘或萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩合物,故又称萘系减水剂。
萘系减水剂通常是由工业萘或煤焦油中的萘、蒽、甲基萘等馏分,经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成。
常用外加剂之减水剂原理及特性减水剂是当前外加剂中品种最多、应用最广的一种,根据其功能分为: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);高效减水剂 (在保持混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅度减少用水量的外加剂);引气减水剂(兼有引气和减水功能的外加剂);缓凝减水剂(兼有缓凝和减水功能的外加剂);早强减水剂(兼有早强和减水功能的外加剂)。
减水剂按其主要化学成分为:木质素磺酸盐系;多环芳香族磺酸盐系;水溶性树脂磺酸盐系;糖钙等。
1.常用减水剂(1)木质素磺酸盐系减水剂。
这类减水剂根据其所带阳离子的不同,有木质素磺酸钙(木钙)、木质素磺酸钠(木钠)、木质素磺酸镁(木镁)等。
其中木钙减水剂(又称M型减水剂)使用较多。
木钙减水剂是由生产纸浆或纤维浆的废液,经生物发酵提取酒精后的残渣,再用石灰乳中和、过滤、喷雾干燥而制得的棕黄色粉末。
木钙减水剂的掺量,一般为水泥质量的0.2%~O.3%,当保持水泥用量和混凝土坍落度不变时,其减水率为1 0%~15%,混凝土28d抗压强度提高 10%~20%;若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变,则可节省水泥用量10%左右;若保持混凝土的配合比不变,则可提高混凝土坍落度80~100mm。
木钙减水剂对混凝土有缓凝作用,掺量过多或在低温下缓凝作用更为显著,而且还可能使混凝土强度降低,使用时应注意。
木钙减水剂是引气型减水剂,掺用后可改善混凝土的抗渗性、抗冻性、降低泌水性。
木钙减水剂可用于一般混凝土工程,尤其适用于大模板、大体积浇注、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。
木钙减水剂不宜单独用于冬季施工,在日最低气温低于5℃时,应与早强剂或早强剂、防冻剂等复合使用。
木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土。
(2)多环芳香族磺酸盐系减水剂这类减水剂的主要成分为萘或萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩合物,故又称萘系减水剂。
萘系减水剂通常是由工业萘或煤焦油中的萘、蒽、甲基萘等馏分,经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成。
萘系减水剂一般为棕色粉末,也有为棕色粘稠液体。
使用液体减水剂时,应注意其有效成分含量(即含固量)。
萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的O.5%~1.O%,减水率为10%~25%,混凝土28d强度提高20%以上。
在保持混凝土强度和坍落度相近时,则可节省水泥用量10%~20%。
掺用萘系减水剂后,混凝土的其他力学性能以及抗渗性、耐久性等均有所改善。
且对钢筋无锈蚀作用。
萘系减水剂的减水、增强效果显著,属高效减水剂。
萘系减水剂对不同品种水泥的适应性较强。
适用于配制早强、高强、流态、防水、蒸养等混凝土。
也适用于日最低气温0℃以上施工的混凝土,低于此温度则宜与早强剂复合使用。
(3)水溶性树脂系减水剂这类减水剂是以一些水溶性树脂为主要原料的减水剂,如三聚氰胺树脂、古玛隆树脂等。
我国生产的SM减水剂即是将三聚氰胺与甲醛反应生成三羟甲基三聚氰胺,再经硫酸氢钠磺化而得的以三聚氰胺树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。
CRS减水剂则是以古玛隆一茚树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。
SM减水剂掺量为水泥质量的O.5%~2.0%,其减水率为15%~27%,混凝土3d强度提高30%~100%,28d强度提高20%~30%。
CRS 减水剂掺量为水泥质量的0.75%~2.O%,其减水率为18%~30%,混凝土3 d强度提高40%~130%,28d强度可提高20%~30%。
这二种减水剂除具有显著的减水、增强效果外,还能提高混凝土的其他力学性能和混凝土的抗渗、抗冻性,对混凝土的蒸养适应性也优于其他外加剂。
水溶性树脂系减水剂为高效减水剂,适用于早强、高强、蒸养及流态混凝土等。
2.减水剂的作用机理上述各种减水剂尽管成分不同,但均为表面活性剂,所以其减水作用机理相似。
表面活性剂是具有显著改变(通常为降低)液体表面张力或二相间界面张力的物质,其分子由亲水基团和憎水基团二个部分组成。
表面活性剂加入水溶液中后,其分子中的亲水基团指向溶液,憎水基团指向空气、固体或非极性液体并作定向排列,形成定向吸附膜而降低水的表面张力和二相间的界面张力。
在液体中显示出表面活性作用。
当水泥浆体中加入减水剂后,减水剂分子中的憎水基团定向吸附于水泥质点表面,亲水基团指向水溶液,在水泥颗粒表面形成单分子或多分子吸附膜,在电斥力作用下,使原来水泥加水后由于水泥颗粒间分子凝聚力等多种因素而形成的絮凝结构(图4—28)打开,把被束缚在絮凝结构中的游离水释放出来,这就是由减水剂分子吸附产生的分散作用。
水泥加水后,水泥颗粒被水湿润,湿润愈好,在具有同样工作性能的情况下所需的拌和水量也就愈少,且水泥水化速度亦加快。
当有表面活性剂存在时,降低了水的表面张力和水与水泥颗粒间的界面张力,这就使水泥颗粒易于湿润、利于水化。
同时,减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面,亲水基团指向水溶液,使水泥颗粒表面的溶剂化层增厚,增加了水泥颗粒间的滑动能力,又起了润滑作用[图4—29(a)、(b)]。
若是引气型减水剂,则润滑作用更为明显。
综上所述,混凝土中掺加减水剂后可获得改善和易性或减水增强或节省水泥等多种效果。
同时混凝土的耐久性也能得到显著改善。
常用外加剂之早强剂原理及特性早强剂是加速混凝土早期强度发展的外加剂。
早强剂的主要种类有:无机物类(氯盐类、硫酸盐类、碳酸盐类等);有机物类(有机胺类、羧酸盐类等);矿物类(天然矿物如明矾石、合成矿物如氟铝酸钙、无水硫铝酸钙等)。
1.常用早强剂(1)氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钠、氯化钾、氧化胺、氯化铁、氯化铝等,氯盐类早强剂均有良好的早强作用,其中氯化钙早强效果好而成本低,应用最广。
氯化钙的适宜掺量为水泥质量的0.5%~1.O%,能使混凝土3d强度提高50%~100%,7d强度提高20%~40%。
(2)硫酸盐类早强剂主要有硫酸钠(即元明粉)、硫代硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾等。
其中硫酸钠应用较多。
硫酸钠为白色固体。
一般掺量为水泥质量的0.5%~2.0%。
当掺量1%~1.5%时,可使混凝土强度达到设计标准70%的时间缩短一半左右,硫酸钠对矿渣水泥混凝土的早强效果优于普通水泥混凝土。
(3)有机胺类早强剂主要有三乙醇胺(简称TEA)、三异丙醇胺(简称T P)、二乙醇胺等,其中早强效果以三乙醇胺为最佳。
三乙醇胺是无色或淡黄色油状液体,呈碱性,能溶于水。
掺量为水泥质量的0.02%~0.05%,能使混凝土早期强度提高50%左右,28d强不变或略有提高。
2.早强剂的作用机理各类早强剂的早强作用机理不尽相同。
(1)氯盐类氯盐的掺入能增加水泥矿物的溶解度,加速水泥矿物的水化速度。
例如CaCl2能与C3A作用生成几乎不溶于水和CaCl2溶液的水化氯铝酸钙,CaCl2又能与水化产物Ca(0H)2反应,形成溶解度极小的氧氯化钙(CaCl2•3 Ca(0H)2•12HzO和CaCl2.Ca(0H)2.H20),使水泥浆中Ca(0H)2浓度降低,这就有利于C3S的水化反应的进行。
水化氯铝酸钙和氧氯化钙固相的早期析出,加速水泥浆体结构的形成,利于早期强度的发展。
(2)硫酸盐类以硫酸钠为例,硫酸钠掺入后能发生如下反应: Na2S04+Ca(0H)2+2H 2O—CaSO4•2H2O +2NaOH反应中所生成的硫酸钙具有高度分散性,且分布均匀,这种硫酸钙极易与C3A反应,迅速形成水化硫铝酸钙晶体。
同时上述反应的发生离子,这种络离子与水泥的水化物作用生成溶解度很小的络盐,因此三乙醇胺对水泥水化有较好的催化作用。
同时随着体系中固相析出量的增加,水泥混凝土的早期强度提高。
3.早强剂的使用要点(1)氯盐类早强剂的掺入使混凝土中氯离子浓度增加,使钢筋与氯离子之间产生较大的电极电位,这就易使混凝土中钢筋锈蚀。
因此,我国《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204—92)和《混凝土外加剂应用技术规范》(GBJll9~88)中对氯盐的掺量都有限制(见表4—20)。
同时还规定在下列结构中不得掺用氯盐类早强剂:相对湿度大于80%环境中使用的结构;处于水位升降部位、露天、经常受水淋的结构;与镀锌钢材或铝铁相接触部位以及有外露预埋铁件而无防护措施的结构;与含有酸、碱或硫酸盐等侵蚀性介质相接触的结构;经常处于环境温度为60℃以上的结构;使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝配筋的结构;直接靠近直流电源或高压电源的结构;薄壁结构、预应力混凝土结构;含有活性骨料的混凝土结构等。
为防止氯盐对钢筋的锈蚀,一般氯盐与阻锈剂(如亚硝酸钠、铬酸盐、磷酸盐、锰酸盐等氧化剂)复合使用,其中亚硝酸钠的阻锈效果最佳。
(2)硫酸盐对钢筋无锈蚀作用。
硫酸钠的早强效果虽好,但若掺入量过多则会导致混凝土后期性能变差,且混凝土表面易析出“白霜”。
影响外观与表面装饰,故对其掺量必须控制(见表4—20)。
此外,硫酸钠的掺入会提高混凝土中碱含量,当混凝土中有活性骨料时,就会加速碱骨料反应,因此硫酸钠不得用于含有活性骨料的混凝土。
同时,硫酸钠还不得用于下列结构:与镀锌钢材或铝铁相接触部位的结构;有外露钢筋预埋铁件而无防护措施的结构;使用直流电源的工厂及使用电气化运输设施的钢筋混凝土结构。
(3)三乙醇胺对混凝土稍有缓凝作用,故必须严格控制掺量,掺量过多时会造成混凝土严重缓凝和混凝土强度下降。
早强剂可加速混凝土硬化,缩短养护周期,加快施工进度,提高模板周转率。
多用于冬季施工或紧急抢修工程。
在实际应用中,早强剂单掺效果不如复合掺加。
因此较多使用由多种组分配成的复合早强剂,尤其是早强剂与早强减水剂同时复合使用,其效果更好。
常用复合早强剂、早强减水剂的组成与剂量,见表4—21。
常用外加剂之速凝剂原理及特性速凝剂是能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。
速凝剂的主要种类有无机盐类和有机物类。
我国常用的速凝剂是无机盐类。
无机盐类速凝剂按其主要成分大致可分为三类:以铝酸钠为主要成分的速凝剂;以铝酸钙、氟铝酸钙等为主要成分的速凝剂;以硅酸盐(NaSiO2)为主要成分的速凝剂。
主要型号有红星1型、711 型、782型、8604型、WJ—l、J85型等等。
1.常用速凝剂红星1型速凝剂是由铝氧熟料(主要成分为铝酸钠)、碳酸钠、生石灰按质量1:1:O.5的比例配制而成的一种粉状物。
适宜掺量为水泥质量的 2.5%~4.0%。
7ll型速凝剂是由铝氧熟料与无水石膏按质量比3:1配合粉磨而成。
适宜掺量为水泥质量的3%~5%。
7 82型速凝剂是由矾泥、铝氧熟料、生石灰质量比r,4.5%:14.5%:1 1%的比例配制而成。
适宜掺量为5%~7%。
其他几种速凝剂也均以铝氧熟料为主要成分。
速凝剂掺入混凝土后,能使混凝土在5min内初凝,10m in内终凝。
1h就可产生强度,ld强度提高2~3倍,但后期强度会下降,28d强度约为不掺时的80%~90%。