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1、建筑工程施工试验与检测,第二篇 常用建筑材料质量检验与评定,第六章 混凝土外加剂,第一节 概 述,定义：混凝土外加剂是指在拌制混凝土过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质。一般情况掺量不超过水泥质量的5%。按主要功能的分类（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）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。（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。（4）改善混凝土其它性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。,第二节 各类混凝土外加剂的名称及定义,普通减水剂 高效减水剂,混凝土减水剂是指
2、在保持混凝土拌合物和易性一定的条件下，具有减水和增强作用的外加剂，又称为“塑化剂”，高效减水剂又称为“超塑化剂”。1.减水剂的作用机理减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是由亲水基团和憎水基团组成；掺入减水剂前：当水泥加水拌合形成水泥浆的过程中，水泥颗粒把一部分水包裹在颗粒之间而形成絮凝状结构，水的作用不能充分发挥；,掺入减水剂后：表面活性剂在水泥颗粒表面作定向排列使水泥颗粒表面带有同种电荷，这种排斥力远远大于水泥颗粒之间的分子引力，使水泥颗粒分散，絮凝状结构中的水分释放出来，混凝土拌合用水的作用得到充分的发挥，拌合物的流动性明显提高；表面活性剂的极性基与水分子产生缔合作用，使水泥颗粒表面形成
3、一层溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒之间直接接触，起到润滑作用，改善了拌合物的流动性。,絮凝状结构,Concrete Additives,没加减水剂的水泥浆,加减水剂后的水泥浆,减水剂分散水泥的机理示意图,（1）增加流动性。W,W/C=定值，坍落度可增大100200mm，且不影响混凝土的强度。（2）提高混凝土强度。C,Slump=定值，可减少拌和水量1015，从而降低水灰比，使混凝土强度提高1520，特别是早期强度提高更为显著。（3）节约水泥。在混凝土拌合物坍落度、强度一定的情况下，可节约水泥520。（4）改善混凝土的耐久性。由于减水剂的掺入，显著地改善了混凝土的孔结构，使混凝土的密实度提高，透水性
4、可降低4080，从而可提高抗渗、抗冻、耐化学腐蚀及防锈蚀等能力。（5）改善混凝土拌合物的性能。掺入减水剂可以减少混凝土拌合物的泌水、离析现象；延缓拌合物的凝结时间；减缓水泥水化放热速度。,2、减水剂的作用效果,3、常用的减水剂,（1）木质素系减水剂（M型）木质素系减水剂主要使用木质素磺酸钙（木钙），属于阴离子表面活性剂，为普通减水剂，其适宜掺量为0.20.3，减水率10左右。对混凝土有缓凝作用，一般缓凝。（2）萘系减水剂高效减水剂，其主要成分为一萘磺酸盐甲醛缩合物，属阴离子表面活性剂。这类减水剂品种很多，目前我国生产的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建型等。萘系减水剂适宜掺量为0.5
5、1.0，其减水率较大，为1025%增强效果显著，缓凝性很小，大多为非引气型。适用于日最低气温以上的所有混凝土工程，尤其适用于配制高强、早强、流态等混凝土。,（3）树脂类减水剂为水溶性树脂，主要为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂，简称密胺树脂减水剂，为阴离子表面活性剂。我国产品有SM树脂减水剂，为非引气型早强高效减水剂，其各项功能与效果均比萘系减水剂还好。SM适宜掺量为0.52.0，减水率达2027。（4）糖蜜类减水剂普通减水剂。它是以制糖工业的糖渣、废蜜为原料，采用石灰中和而成，为棕色粉状物或糊状物，其中含糖较多，属非离子表面活性剂。国内产品粉状有TF、ST、3FG等。适宜掺量0.20.3，减水率1
6、0左右，属缓凝减水剂。,早强剂 早强减水剂,早强剂是指掺入混凝土中能够提高混凝土早期强度，对后期强度无明显影响的外加剂。,早强减水剂 兼有早强和减水功能的外加剂,缓凝剂及缓凝减水剂,缓凝剂是指能延长混凝土凝结时间的外加剂。由于缓凝剂在水泥及其水化物表面上的吸附作用，或与水泥反应生成不溶层而达到缓凝的效果。缓凝剂同时还具有减水、增强、降低水化热等功能。常用的缓凝剂及缓凝减水剂有糖类；羟基羧酸及其盐类，如柠檬酸，酒石酸钾钠等。,引气剂与引气减水剂,引气剂是指在混凝土搅拌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。常用的加气剂有松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐类、脂肪醇磺酸盐类等。适宜掺
7、量为水泥质量的0.0050.01%左右。引气剂的效果：改善拌和物的和易性。显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性。降低部分强度。（一般含气量每增加1时，其抗压强度将降低45，抗折强度降低23。）,防水剂 能减低混凝土在静水压力下的透水性的外加剂阻锈剂 能抑制或减轻混凝土中钢筋或其他预埋金属件锈蚀的外加剂加气剂 混凝土制备过程中因发生化学反应放出气体，使混凝土中形成大量气孔的外加剂。防冻剂 防冻剂是指能降低水泥混凝土拌和物液相冰点，使混凝土在相应负温下免受冻害，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。常用的外加剂有：氯盐类；氯盐与阻锈剂类（亚硝酸钠）；无氯盐类等。,着色剂 能制备具有稳定色彩混凝土的外加
8、剂速凝剂 是能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂泵送剂 能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂膨胀剂 能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂 分为：铝酸钙类混凝土膨胀剂 铝酸钙-氧化钙类膨胀剂 氢氧化钙类膨胀剂,第三节 外加剂的技术指标,掺外加剂的混凝土性能指标混凝土外加剂的匀质性能指标,一、掺外加剂混凝土技术性能,掺外加剂混凝土技术性能是在统一的检验条件下用掺外加剂的混凝土与不掺外加剂的混凝土（基准混凝土）性能的比值或差值来表示。,1、减水率,减水率测定：减水率为坍落度基本相同时，基准混凝土和受检混凝土单位用水量之 差与基准混凝土单位用水量之比。减水率按式（2）计算，应精确到0.1。式中：WR减水率，；W
9、0基准混凝土单位用水量，单位为kg/m3；W1受检混凝土单位用水量，单位为kg/m3。WR以三批试验的算术平均值计，精确到1。若三批试验的最大值或最小值中有一个与中间值之差超过中间值的15%时，则把最大值与最小值一并舍去，取中间值作为该组试验的减水率。若有两个测值与中间 值之差均超过15%时，则该批试验结果无效，应该重做。,2、泌水率比,掺用外加剂的泌水量与不掺加外加剂基准混凝土泌水量的比值。一般缓凝剂使泌水率增大，引气剂、减水剂使泌水率减小。RB 100式中：RB泌水率比，；Bt受检混凝土泌水率，；Be基准混凝土泌水率，。,按GB/T 50080用气水混合式含气量测定仪，并按仪器说明进行操作
10、。,3、含气量,混凝土拌合物中加入适量具有引气功能的外加剂后，混凝土拌合物中引入部分微小的气泡，可改善混凝土拌合物的和易性，提高抗冻性，但对混凝土的强度影响较大，一般水泥用量相同的情况下，含气量增加1%，混凝土28d抗压强度下降2%-3%,水灰比相同时，含气量增加1%，混凝土28d抗压强度下降5%左右。适宜的含气量一般为2%-6%,凝结时间差：掺用外加剂混凝土拌合物与基准混凝土拌合物凝结时间的差值 T T T式中：T凝结时间之差，单位为分钟（min）；T受检混凝土的初凝或终凝时间，单 位为分钟（min）；T基准混凝土的初凝或终凝时间，单位为分钟（min）。,4、凝结时间差,5、抗压强度比,抗压
11、强度比以掺外加剂混凝土与基准混凝土同龄期抗压强度之比表示，精确到。Rf=（ft/fc)100%式中：Rf抗压强度比，；ft 受检混凝土的抗压强度，单位为兆帕（MPa）；fc 基准混凝土的抗压强度，单位为兆帕（MPa）。试验结果以三批试验测值的平均值表示，若三批试验中有一批的最大值或最小值与中间值的差值超过中间值的15，则把最大值与最小值一并舍去，取中间值作为该批的试验结果，如有两批测值与中间值的差均超过中间值的15，则试验结果无效，应该重做。,6、收缩率比,收缩率比以龄期时受检混凝土与基准混凝土的收缩率的比值表示：R=（t/c）100 式中：R收缩率比，；t受检混凝土的收缩率，；c基准混凝土的
12、收缩率，。每批混凝土拌合物取一个试样，以三个试样收缩率 比的算术平均值表示，计算精确1。用引气剂、缓凝剂、泵送剂、减水剂等外加剂体积收缩都有不同程度的增加,6、相对耐久性,试件采用振动台成型，振动1520，标准养护28后进行冻融循环试验（快冻法）。相对耐久性指标是以掺外加剂混凝土冻融200次后的动弹性模量是否不小于80来评定外加剂的质量。每批混凝土拌合物取一个试样，相对动弹性模量以三个试件测值的算术平均值表示。,这个80%是指掺外加剂混凝土冻融200次后的动弹性模量不小于其冻前动弹性模量的80%,7、钢筋锈蚀,掺用外加剂混凝土对钢筋及其预埋件是否有锈蚀作用。含有氯盐类的外加剂对钢筋有锈蚀作用，
13、不用于钢筋混凝土和预应力混凝土，可用于无钢筋的混凝土结构,二、外加剂的匀质性性能,含固量或含水量：对液体外加剂，含固量应在生产厂控制值相对量的3%之内对固体外加剂，含水量应在生产厂控制值相对量的5%之内,密度：对液体外加剂，应在生产厂控制值的0.02g/cm3之内,氯离子含量：应在生产厂控制值的5%之内，测定方法：离子色谱法或电位滴定法,水泥净浆流动度：测定方法：在水泥净浆搅拌机中，加入300克水泥、推荐掺量的外加剂和87克或105克水进行搅拌。将搅拌好的净浆注入截锥圆模内，提起截锥圆模，测定水泥净浆在玻璃板上自由流淌30s时，用直尺测量相互垂直的两个方向的最大直径，计算平均值即为试样的水泥净
14、浆流动度。要求：应不小于生产厂控制值的95%细度试验方法：采用公称直径为0.315mm的试验筛，称取烘干试样10克倒入筛中，人工筛样，称取筛余物质量，准确至0.1克，计算出筛余物的百分含量，即为该试样的细度。要求：筛余量应小于15%PH值应在生产厂控制值1之内,表面张力应在生产厂控制值1.5之内还原糖还原糖影响水泥中调凝剂如石膏在水泥反映过程中得溶出速度，应在生产厂控制值3%总碱量以Na2O+0.658K2O计 应在生产厂控制值相对量的5%之内硫酸钠应在生产厂控制值相对量的5%之内泡沫性能应在生产厂控制值相对量的5%之内砂浆减水率应在生产厂控制值1.5%之内,第四节 混凝土外加剂应用技术,一、
15、混凝土外加剂应用的一般规定1、外加剂的选择外加剂的品种应根据工程设计和施工要求选择，通过试验机技术经济比较确定外加剂掺入混凝土中，严禁对人体产生危害，不得对环境产生污染掺外加剂混凝土所用水泥应为通用水泥，应检验外加剂与水泥的相容性掺外加剂混凝土所用材料应符合国家现行的有关标准要求不同品种外加剂复合使用时，应注意其相容性及对混凝土性能的影响，使用前应进行试验，满足要求方可使用,2、外加剂掺入量外加剂掺入量应以胶凝材料总量的百分比表示，或以Ml/kg胶凝材料表示外加剂的掺量应按供货单位推荐掺量，使用要求、施工条件、混凝土原材料等因素通过试验确定对含有氯离子、硫酸根等离子的外加剂应符合有关标准的规定
16、处于与水想接触或潮湿环境中的混凝土，当使用碱活性骨料时，由外加剂带入的碱含量不宜超过1kg/m3混凝土总碱含量应符合有关标准的规定,批量生产厂应根据产量和生产设备条件，将产品分批编号。掺量大于1（含1）同品种的外加剂每一批号为100，掺量小于1的外加剂每一批号为50。不足100或50的也应按一个批量计，同一批号的产品必须混合均匀。取样数量每一批号取样量不少于0.2水泥所需用的外加剂量每一批号取样应充分混匀，分为两等份，其中一份按本标准表和表规定的项目进行试验，另一份密封保存半年，以备有疑问时，提交国家指定的检验机关进行复验或仲裁。,第五节 混凝土外加剂的取样,第六节 混凝土外加剂的检验与判定,检测项目含固量/含液量、密度、细度、氯离子含量、水泥净浆流动度、PH值、减水率、泌水率比、含气量、凝结时间差、抗压强度比、收缩比、钢筋锈蚀等,受检混凝土性能指标,匀质性能指标,
