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1、普通减水剂的特点：应用面最广、使用量最大、使用最早，最初为工业副产品。普通减水剂的主要作用：1.在不减少单位用水量情况下，改善新拌混凝土的和易性，提高流动度和工作度。2.在保持相同流动度下，减少用水量，提高混凝土的强度。3.在保持一定强度情况下，减少单位水泥用量，节约水泥。,和易性混凝土拌合物的和易性又称工作性，它是一项综合的技术性质，包括流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。流动性指混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下易于产生流动、易于输送和易于充满混凝土模板地性质。粘聚性混凝土拌合物在施工过程中保持整体均匀一致的能力。粘聚性好可保证混凝土拌合物在输送、浇灌、成型等过程中，不发生分层、离析
2、，即保证硬化后混凝土内部结构均匀。保水性混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性好可保证混凝土拌合物在输送、成型及凝结过程中，不发生大的或严重的泌水，既 可避免由于泌水产生的大量的连通毛细孔隙，又可避免由于泌水，使 水在粗骨料和钢筋下部聚积所造成的界面粘结缺陷。,3.1 普通减水剂的组成及化学性质普通减水剂种类：木质素磺酸盐类减水剂、羟基羧酸盐减水剂、糖钙减水剂、腐殖酸减水剂。1.木质素磺酸类减水剂a.木质素(Lignin)的来源与结构,木质化植物中木质素的作用：粘结作用，提高强度作用。,在纸纤维生产中，木质素是多余有害的，在木材蒸煮制浆过程中与纤维通过过滤分离后存在于滤液中，提取滤液中
3、的酒精（乙醇）、香兰素（食物添加剂），最后剩下木质素（含量40%-60%）。,b.木质素磺酸盐的性质,式中M为Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、K+ 等。分子量：2000050000之间。性质属于阴离子表面活性剂。,木质素磺酸盐性质,原料,造纸工艺,软木（针叶）,硬木（阔叶）,芦苇、稻草（一年生）,木质素含量16%19%，对混凝土作用良好。,木质素含量27%37%，对混凝土作用优良。,木质素含量更低，对混凝土作用最差。,酸法,碱法（大部分）,木质素磺酸钙（木钙）,木质素磺酸钠（木钠）,2.其他类减水剂 a.腐殖酸类减水剂（胡敏酸）：是一类高分子羟基芳基羧酸。,b.棉浆、半纤维素类减水剂c.
4、橡椀栲胶类减水剂,腐殖酸减水剂,3.2 普通减水剂对混凝土性能的影响（木质素磺酸盐）,木质素磺酸盐特点及作用：属于阴离子表面活性剂，能吸附在固液界面上形成界面吸附层，使界面层上分子与内部分子具有不同能量，即木质素磺酸盐水溶液表面张力小于纯水溶液，因而起分散和起泡作用。气泡的滚动和托浮作用会改进固液分散体系的和易性。木质素磺酸盐在水中解离成有机大分子阴离子和金属阳离子，大分子阴离子吸附在水泥固体颗粒表面，使水泥粒子带负电，电斥力使水泥粒子分开，水膜还能减小粒子间摩擦力起润滑作用。木质素磺酸盐分子中存在着羟基（OH）和醚键（），因而有缓凝作用，使水泥水化初期可减少结合水消耗而增加和易性。,.对新拌
5、混凝土性能的影响a.改善混凝土和易性 影响和易性的因素：水泥品种、用量、骨料用量、砂率大小、用水量、浇注环境温度、湿度、工艺条件、静停时间等。当其他条件相同时和易性与减水剂的种类、掺量及掺加方法有关。,木钙、木钠对塌落度影响,混凝土搅拌车,混凝土搅拌机,混凝土搅拌楼,减水率：8%15% WR = (W0 W1)/ W0 100% W0：基准混凝土单位用水量； W1：掺外加剂混凝土单位用水量,b.减少单位用水量 实际计算水泥水化硬化所需用水量25%（以水泥质量为100%）。生产混凝土时为了保持流动性，便于施工，用水量超过此值。这些水化过程中不需要的水称为游离水分。游离水分蒸发形成混凝土中的空隙。
6、,c.改变混凝土的凝结时间,初凝：自加水时至水泥浆开始失去塑性，流动 性降低所需的时间。终凝：自加水时至水泥浆完全失去塑性并开始一定初始结构强度所需的间。,不早于45 min，不宜过快，以完成各种工序。,不迟于6.5h，不宜过迟，尽早凝结硬化，产生强度。,凝结时间测定方法：贯入阻力实验（贯入阻力仪）,R=P/A R贯入阻力，MPa P贯入深度25mm时所需压力N A贯入仪试针的截面积， mm2 测初凝时间100 mm2 测终凝时间20 mm2,A：普通硅酸盐水泥混凝土；B：掺木质素磺酸钙后的普通硅酸盐 混凝土；C：掺木质素磺酸钙后的矿渣硅酸盐 混凝土,d. 水化热混凝土凝结硬化过程是放热过程，
7、掺入减水剂后，放热量与不掺大致相同，不同的在于改变了水化热峰值出现的时间与高度。也就是说减水剂推迟了水泥的放热过程。木质素掺量为0.25%，水化热峰值推迟38h。,e.泌水混凝土由水、胶凝材料、细骨料、粗骨料、外加剂等拌合硬化而成，它会产生不均匀的情况有三种：,骨料沉底、浆体上浮,浆体沉底、骨料上浮,水分上浮逸出（泌水）,混凝土离析,混凝土的宏观不均匀性,混凝土宏观上是均匀的，但是上表面不均匀，内部局部不均匀,泌水机理,解决混凝土泌水的途径 (1)混凝土配合比方面，适当增加胶凝材料用量，适当提高混凝土的砂率。在保证施工性能的前提下，尽量减少单位用水量。(2)原材料方面，选用较细的胶凝材料和高品
8、质的引气剂。(3)减水剂方面，选用混凝土泌水较小、流动度大的高效减水剂。(4)施工方面，严格控制混凝土振捣时问，避免过振。(5)通过外加剂改善混凝土的泌水。,如果减水剂的分子量较大、分子链较长，会使混凝土的泌水减少，但是同时减水剂的减水率较低。,如果分子量较小、分子链较短，则使减水率增加，同时使混凝土的泌水率增大。,有些减水剂在主分子链上存在支链，无论主链支链，较长时会使混凝土泌水减水，但减水率也相应降低。,混合组成（复合型外加剂）,2. 对硬化混凝土性能的影响（1）强度,强度理论：鲍罗米公式 R = AR0(C/W B) A、B常数 R混凝土强度 R0水泥标号 C/W水灰比孔隙率 R = 3
9、100（1 Vp）2.7 Vp混凝土孔隙率,木质素磺酸盐：a.减水剂的减水作用降低水灰比，孔隙体积 减小，砼更为致密，强度提高。 b.引气作用,用量大时含气量增加，强度反 而下降。,减水剂对抗拉强度无明显影响。,（2）收缩与徐变收缩：砼在干燥过程中，发生气孔水和毛细水的蒸发，毛细水的蒸发使毛细孔中形成负压，产生收缩力，导致砼收缩。残余收缩为收缩量的30%60%。砼的极限收缩值（5090）10-5 mm/mm(1m收缩0.50.9mm)。,掺减水剂：前两个月收缩大，三个月后收缩小成型后早期加强养护，较小收缩。,徐变：砼在恒定载荷的长期作用下，沿着作用力的方向的变形随时间不断增长，一般要延续23年
10、才逐渐趋于稳定，这种在长期载荷作用下产生的变形称为徐变。,徐变应变,瞬时应变,瞬时恢复,残余形变,徐变恢复,（3）抗渗性减水剂水灰比下降砼密实性提高 引气性少量气泡阻断了毛细管的通道开放孔 成为封闭孔 抗渗性提高,（4）抗冻融性在某一冻结温度下存在结冰水和过冷水，结冰水产生体积膨胀（9%）及过冷水发生迁移，引起压力的结果。砼在掺入减水剂后，由于减水剂的增强作用及引入一定数量独立微小气泡，使砼抗冻融性有较大提高。,（5）钢筋锈蚀与碳化钢筋锈蚀电化学腐蚀：由于氯离子的存在，发生原电池反应。减水剂生产时原料含氯，当氯离子含量小于1%，锈蚀程度不增加。,耐久性与碳化相关：硬化砼长期暴露在空气中，与空气
11、中二氧化碳反应：Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O，逐渐失去碱性（钢筋处于强碱性中不锈蚀），碳化由表面向内部碳化不影响强度，但不能保护钢筋（原PH值12.5，碳化后PH小于11.5，有氧时钢筋表面钝化膜被破坏。）,Fe(OH)3比Fe的体积大22.5倍，且疏松，形不成保护膜，并且使钢筋体积增大，产生膨胀应力，保护层开裂、脱落，加速钢筋锈蚀，使承载能力下降至破坏。减水剂具有减水作用，可使水灰比下降，抑制碳化。,3.3 普通减水剂的制备工艺1 . 木质素磺酸盐减水剂（木钙、木钠）,制浆,木质素磺酸盐（副产品）,纤维浆，生产化纤织物或造纸,分离,木钙的生产过程（亚硫酸盐制浆法）把木片与亚硫酸盐
12、蒸煮，木质素发生磺化反应，转化为水溶性。 碱法 分子量最小亚硫酸制浆蒸 中性法 煮液酸碱度（PH） 酸性法 分子量高，木钙质量最好 （一般方法）,生产流程：,b.木钠的生产工艺（木质素磺酸钠）分子结构与木钙相同，只是大分子中的磺酸基团形成的不是钙盐而是钠盐，因此生产过程中用NaOH取代Ca(OH)2来中和废液。 废液中和（置换）发酵超精滤浓缩喷粉,c. 木质素磺酸盐生产的质量控制 水分：7% 影响有效成分含量，吸潮 水不溶物：2% 杂质，非有效成分 PH值：4.55.5 还原糖：8% 影响砼缓凝，降低有效成分。,2. 腐殖酸减水剂腐殖酸中大部分不溶于水和酸，在有碱存在的条件下生成盐而溶解。,3
13、.棉浆减水剂,废液,棉短绒蒸煮,烘干,氯化,球磨,沉淀过滤,成品,NaOH,过滤,氯气,滤液,Na2CO3,4. 栲胶及其废渣提取物,3.4 普通减水剂的适应范围与工程应用,1. 普通减水剂应用技术要点 应用广泛：普通混凝土、大体积砼、水工、泵送、防水、现浇砼、 预制砼、钢筋砼、预应力砼,现场搅拌砼，然后浇注,商品砼：建筑场外搅拌后，经过运输入现场直接浇注：,混凝土,现浇,预制砼,现场预制,预制砼：场外预制（定做的、买现成的砼构件）,不宜使用：蒸养砼, 有缓凝作用，日最高气温高于5时使用。 适宜掺量（0.25%，不超过3% ），宜于湿掺 砼拌合物从出机运输到浇注的时间（夏季：小于1h，冬季：小
14、于2h） 减水剂与胶结料及其他外加剂的相容性 加强养护,2 . 普通减水剂容易出现的工程质量问题 流动性不好 掺量不够 长时间不凝结 掺量过大 强度不够 假凝（急凝） 水泥、外加剂相容性,3 普通减水剂的工程应用葛洲坝水利工程 1974年到1985年施工，浇注砼1250万立方米，木钙掺量0.2%0.3%，减水率15%20%，强度提高15%20%，用量4692吨，节约水泥18万吨，节约资金900万元，技术经济效果显著。,b. 宝钢工程 1979年施工，砼土方量7000立方米钢筋混凝土地板，要求7000立方米混凝土一次连续浇筑施工。掺用木钙，强度达到要求。,c. 深圳国贸大厦 53层，从第五层开始采用泵送混凝土，内外筒体整体同步滑模施工工艺。,d. 三峡一期工程 砼300万m3,使用了缓凝、引气、减水型减水剂。这是一种复合型减水剂。,Thank you !,
