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论混凝土外加剂的功效与应用
　　混凝土外加剂是指有效改善混凝土某项或者多项性能的一类材料。其掺量一般只占水泥用量的5%以下，却能显著改善混凝土的和易性、强度、耐久性或者调节凝结时间及节约水泥。混凝土外加剂的应用促进了混凝土技术的飞速进步，显著提高了混凝土的经济技术效益，使得高强高性能混凝土的生产和应用成为现实，解决了许多工程技术难题。例如：远距离运输混凝土和高层建筑物的泵送问题，紧急抢修工程的早强速凝问题，大体积混凝土工程的水化热问题，纵长结构的收缩补偿问题，地下建筑物的防渗漏问题等等。目前，外加剂已经成为混凝土中除水泥、水、砂子、石子以外的第五组成材料，应用越来越广泛。 中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-7058093.htm　　我国在20世纪50年代开始研制和使用混凝土外加剂，70年代末，混凝土外加剂行业开始兴起，应用领域不断拓展扩大。经过近30年的努力，我国的混凝土外加剂行业得到了长足的发展。 　　混凝土外加剂根据其主要功能可以分为以下几类： 　　（1）改善混凝土流变性能的外加剂，如：减水剂、引气剂、泵送剂等。 　　（2）调节混凝土凝结硬化性能的外加剂，如：缓凝剂、速凝剂、早强剂等。 　　（3）调节混凝土含气量的外加剂，如：引气剂、加气剂、泡沫剂等。 　　（4）改善混凝土耐久性的外加剂，如：引气剂、防水剂、阻锈剂等。 　　（5）提供混凝土特殊性能的外加剂，如：防冻剂、膨胀剂、着色剂、引气剂和泵送剂等。 　　下面介绍几种主要的混凝土外加剂的功效与应用。 　　1.早强剂 　　早强剂是一种能够加速混凝土早起强度发展的外加剂。主要作用是加速水泥水化速度，加速水化物的早期结晶和沉淀。主要功能是缩短混凝土的施工养护期，加快施工速度，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。 　　一般来讲，在混凝土工程中可采用的早强剂有以下三类。 　　（1）强电解质无机盐类早强剂，如：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，如：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。 　　混凝土工程中可采用由早强剂与减水剂复合而成的早强减水剂。采用复合早强剂效果往往更好。 　　下面介绍几种主要的早强剂。 　　1.1氯化钙早强剂。氯类早强剂主要有：CaCl2、NaCl2、KCl、AlCl3和FeCl3等。工程上最常用的是CaCl2，为白色粉末，适宜掺量0.5%～3%。由于Cl?对钢筋有腐蚀作用，所以钢筋混凝土中掺量应控制在1%以内。CaCl2早强剂能使混凝土的3d强度提高50%～100%，7d强度提高20%～40%，但后期强度不一定提高，甚至可能低于基准混凝土。此外，氯盐类早强剂对混凝土耐久性有一定的影响，因此CaCl2早强剂及氯盐复合早强剂不得在下列工程中使用： 　　（1）环境相对湿度大于8%，水位升降区、露天结构或者经常受水淋的结构。 　　（2）有镀锌钢材的结构。 　　（3）含有酸碱或者硫酸盐侵蚀介质中使用的结构。 　　（4）环境温度高于60℃的结构。 　　（5）使用冷拉钢筋或者冷拔低碳钢丝的结构。 　　（6）给排水构筑物、薄壁构件、中级和重级吊车、屋架、落锤或者锻锤基础。 　　（7）预应力混凝土结构。 　　（8）含有活性骨料的混凝土结构。 　　（9）电力设施混凝土结构。 　　1.2硫酸盐类早强剂 　　硫酸盐早强剂中最常见的为硫酸钠早强剂。 　　硫酸钠为白色粉末，适宜掺量为0.5%～2.0%，早强效果不及CaCl2。对矿渣水泥混凝土早强效果较显著，但后期强度略有下降。硫酸钠早强剂在预应力混凝土结构中的掺量不得大于1%，潮湿环境的钢筋混凝土结构中掺量不得大于1.5%，应严格控制最大掺量，超掺可能会导致混凝土后期开裂膨胀，强度下降或者混凝土表面起“白霜”，影响外观和表面装饰，此外，硫酸钠早强剂不得用于下列工程： 　　（1）与镀锌钢材铝铁想接触部位的结构。 　　（2）使用直流电源的工厂及电气化运输设施的钢筋混凝土结构。 　　（3）含有活性骨料的混凝土结构。 　　除此之外，还有有机胺类早强剂和复合早强剂。 　　早强剂及早强减水剂适用于蒸养混凝土及常温、低温和最低温度不低于-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和早强减水剂。此外，掺入混凝土后对人体产生危害或者对环境产生污染的化学物质严禁用作早强剂。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与食品相关的工程。硝铵类早强剂严禁用于办公、居住等土木工程。 　　2.减水剂 　　减水剂是指在混凝土坍落度相同的条件下，能减少拌合用水量。或者在混凝土配合比和用水量相同的条件下，能增加坍落度的外加剂。根据减水率大小或坍落度增加幅度分为普通减水剂和高效减水剂。此外，还有复合减水剂，比如引气减水剂，既有减水作用，又有引气作用；早强减水剂，既有减水作用，又有提高早期强度作用；缓凝减水剂，同时具有延缓凝结时间的作用等。 　　减水剂的主要功能有： 　　（1） 配合比不变时显著提高流动性。 　　（2） 流动性和水泥用量不变时，减少用水量，降低水灰比，提高强度。 　　（3） 保持流动性和强度不变时，节约水泥用量，降低成本。 　　（4） 配置高强高性能混凝土。 　　现将常用的混凝土减水剂品种介绍如下： 　　（1）木质素系减水剂。木质素减水剂主要有木质素磺酸钙，简称木钙；木质素磺酸钠，简称木钠和木质素磺酸镁，简称木镁三大类。工程上最常使用的是木钙。木钙是由生产纸浆的木质废液，经过中和、发酵、脱糖、浓缩、喷雾干燥而制成的棕黄色粉末。木钙属于缓凝引气减水剂，掺量拟控制在0.2%～0.3%之间，超掺可能导致数天不凝结，并影响强度和施工进度。木钙的见税率约为10%，保持流动性不变，可提高强度8%～10%；若不减水，可增大混凝土坍落度约80～100mm；若保持和易性与强度不变时，可节约水泥5%～10%。木钙主要用于夏季沪宁图施工、滑模施工、大体积混凝土施工和泵送混凝土施工。
　　（2）萘磺酸盐系减水剂。萘系减水剂为高效减水剂，它是以工业萘或者煤焦油中分熘出的含萘的同系物熘分为原料，经磺化、水解、缩合、中和、过滤、干燥而制成，为棕色粉末。萘系减水剂适宜掺量为0.5%～1.0%，其减水率较为10%～25%，效果显著，缓凝性很小，适用于气温0℃以上的所有混凝土工程，尤其适用于配制高强、早强、流态混凝土等。 　　（3）树脂系减水剂。树脂系减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂，也称为密胺树脂系减水剂。主要以三聚氰胺、甲醛和亚硫酸钠为原料，经磺化、缩聚等工艺生产而成的液体。最常用的右SM树脂减水剂，SM为非引气型早强高效减水剂，性能优于萘系减水剂，适宜掺量0.5%～2.0%，减水率可达20%以上，1d强度提高一倍以上，7d强度可达基准28d强度，长期强度也能提高，且显著提高混凝土的抗渗、抗冻性能和弹性模量。 　　3.引气剂 　　引气剂是指在混凝土搅拌过程中能引入大梁均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。 　　引气剂也是表面活性剂，可以明显的概算混凝土的和易性，提高混凝土的耐久性、抗冻性和抗渗性。但是会使得混凝土的强度和弹性模量有所减低。 　　引气剂的主要品种：（1）松香树脂类；（2）烷基类；（3）脂肪醇磺酸盐类；（4）皂甙类；（5）其他，蛋白质盐、石油磺酸盐等。 　　引气剂及引气减水剂，可用于抗冻性混凝土、抗渗性混凝土、抗硫酸盐混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻骨料混凝土、人工骨料配制的普通混凝土、高性能混凝土及有饰面要求的混凝土。 　　引气剂、引气减水剂不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土。 　　4.防冻剂 　　防冻剂是指能降低水泥混凝土拌合物液相冰点，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。混凝土防冻剂多为复合外加剂，通常由防冻组分、早强组分、减水组分、引气组分复合而成。 　　防冻剂的主要种类：（1）强电解质无机盐类；（2）水溶性有机化合物类；（3）有机化合物与无机盐复合类；（4）复合防冻剂。 　　防冻剂的施工注意：在日最低温度为-10℃～-5℃，-15℃～-10℃，-20℃～-15℃，采用保温措施时，宜分别采用规定温度为-5℃、-10℃、-15℃的防冻剂。 　　5.膨胀剂 　　主要是混凝土中掺入膨胀剂后，生成大量钙矾石晶体，晶体生长和吸水膨胀而引起混凝土体积膨胀，可以减少混凝土的收缩，另外，大量钙矾石的生成，引起填充、堵塞和隔断混凝土中的毛细孔和其他孔隙，改善了混凝土的孔结构，混凝土密实度提高，抗渗性比普通混凝土提高2～5倍。 　　膨胀剂具有良好的防渗抗裂能力，对于克服和减少混凝土收缩裂缝作用显著。可以用于配制补偿收缩混凝土和自应力混凝土，广泛应用于屋面、水池、水塔、大型圆形结构物、地下建筑、管柱桩、矿山井巷、井下碉室等混凝土工程中，也可用于混凝土结构的修补。 　　6.调凝剂 　　调凝剂分为缓凝剂和速凝剂。 　　能够延缓混凝土凝结硬化的外加剂叫做缓凝剂。大致分为以下几类：（1）糖类、糖钙、葡萄糖酸盐类；（2）木质素磺酸盐类；（3）羟基羟酸及其盐类；（4）无机盐类；（5）其他，胺盐及其衍生物，维素醚类等。 　　缓凝剂及缓凝高效减水剂可用于大体积混凝土、碾压混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土、大面积浇灌的混凝土、避免冷缝产生的混凝土、需要长时间运输的混凝土、自流平免振混凝土、滑模施工或者拉模施工的混凝土等等。 　　能够使混凝土迅速凝结硬化的外加剂叫做速凝剂。分为粉末状和液体状两种。 　　粉末状速凝剂以铝酸盐、碳酸盐等为主要成分的无机盐混合物等；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。 　　速凝剂主要应用于喷射混凝土工程。喷射混凝土是借助于喷射机械将混凝土高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。与普通混凝土相比较，它具有快速、早强、施工工艺简单、不需要模板和振捣，很多情况下可以不影响其他生产的特点。 　　7.防水剂 　　防水剂是指能降低砂浆、混凝土在静水压力下的透水性的外加剂。 　　主要分为以下几类：（1）无机化合物类；（2）有机化合物类；（3）混合物类；（4）复合类。 　　防水剂可用于屋面、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。
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混凝土早强剂是指能提高混凝土早期强度的外加剂,多在冬季或者紧急抢修时采用。
混凝土早强剂按化学成分可以分为三类：1）氯化物系早强剂，有CaCl2等。除提高混凝土早期强度外，还有促凝、防冻效果，是几类早强剂中效果最好、价格较低的一种，并且使用方便。其缺点是会使钢筋锈蚀，在钢筋混凝中，CaCl2掺量不得超过水泥用量的1%，通常与阻锈剂复合使用。&2）硫酸盐系早强剂，有硫酸钠和NC等。硫酸钠又名元明粉，为白色粉末，多为复合使用；NC是硫酸钠、糖钙与青砂混合磨细而成的一种复合早强剂。3）有机物系早强剂，主要有三乙醇胺、、甲醇、乙醇等等。最常用的是三乙醇胺，三乙醇胺为无色或淡黄色透明油状液体，易溶于水，一般掺量为0.02%~0.05%，有缓凝作用，一般不单掺，常与其他早强剂复合使用。
包装与贮存/混凝土早强剂
1、早强剂每袋50±0.4kg，一般内用塑料袋、外用编织袋双层包装。& 2、贮存须注意应放于干燥处，如有结块现象，必须粉碎后使用，其效能不会改变。& 3、另外要注意防潮和破损，一般混凝土早强剂保质期为三年左右。
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混凝土缓凝剂和早强剂作用
为什么这两种外加剂分别适合在高温和低温环境施工
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　　缓凝剂（Set Retarder）是一种降低水泥或石膏水化速度和水化热、延长凝结时间的添加剂，掺入缓凝剂目的是为了延长水泥的水化硬化时间，使新拌混凝土能在较长时间内保持塑性，从而调节新拌混凝土的凝结时间。　　早强剂是一种能提高混凝土早期强度，并且对后期强度无显著影响的外加剂，掺入早强剂的主要作用是加速水泥水化速度，促进混凝土早期强度的发展；既具有早强功能，又具有一定减水增强功能。
而由于高温环境使不掺缓凝剂的混凝土的初凝时间提早，而如果混凝土的初凝时间过了，而混凝土还在扰动；而早强剂则相反，或者由于工程需要，必须提早初凝，那就会影响混凝土的强度的，所以缓凝剂会延长混凝土的初凝时间混凝土的缓凝剂主要用于在高温时，由于混凝土制作到浇捣抹平完成，而掺加早强剂，如水下混凝土浇捣，因为环境温度过低混凝土的初凝时间会变的很长，需要一定的时间，会缩短混凝土的初凝时间，而造成混凝土冻伤等弊病
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缓凝剂能延缓混凝土的凝结时间，高温环境混凝土的凝结时间相对的降低为了方便施工需要延长凝结时间，故掺入缓凝剂，相反的低温环境需要促进混凝土凝结，所以需假如早强剂。
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混凝土早强剂的作用，多少天能
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混凝土早强剂的主要作用是提高混凝土的早期强度（主要指抗压强度），而对混凝土后期（28天）强度并无显著影响（可能会略有降低）。早强剂多在冬季或者紧急施工时采用。混凝土早强剂有许多品种，不同品种和不同掺量对混凝土的促强作用各不相同，控制得好可以使混凝土的3天强度达到设计强度的50%，7天达到80%。
采纳率：68%
混凝土早强剂提高1-7d的强度，缩短工期，一般7d能达到设计值的80%左右
混凝土早强剂主要就是提高早期强度，改善早期强度性能，与速凝剂不同，多少天能达到设计强度100%以上的话，要通过试验确定。
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