1、混凝土外加剂,二一二年二月,外加剂的定义及分类混凝土减水剂的性能外加剂的技术指标外加剂的应用技术外加剂的试验方法,主要内容,一、外加剂定义,1、定义： 混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土性能的物质，掺量不大于水泥质量的5%(特殊性况除外)。外加剂主要用来改善新拌混凝土性能和提高硬化混凝土性能。,2、分类：1）改善混凝土拌合物流变性能的外加剂；（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）改善混凝土其他性能的外加剂；（包括加气剂、膨胀剂、防冻剂等）,二、
2、外加剂名称及定义,普通减水剂：普通减水剂是一种能保持混凝土坍落度一致的条件下减少拌合用水量的外加剂。高效减水剂：高效减水剂是一种能保持混凝土坍落度一致的条件下大幅度减少拌合用水量的外加剂。高性能减水剂：比高效减水剂具有更高减水率、更好坍落度保持性能、较小干燥收缩，且具有一定引气性能的减水剂。早强剂：早强剂是一种加速混凝土早期强度发展的外加剂。缓凝剂：缓凝剂是一种延长混凝土凝结时间的外加剂。,引气剂：引气剂是一种在搅拌混凝土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。防冻剂：防冻剂是一种能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。速凝剂：速凝剂是一种能使混凝土迅速
3、凝结硬化的外加剂。防水剂（抗渗剂）：防水剂是一种能降低砂浆、混凝土在静水压力下的透水性的外加剂。保水剂：保水剂是一种能使混凝土或砂浆的泌水量减少，防止离析，增强可塑性及和易性，从而减少水分损失的外加剂。,泵送剂：泵送剂是一种能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。膨胀剂：膨胀剂是一种能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。灌浆剂：灌浆剂是一种能改灌浆料的浇注性能，对流动性、膨胀、体积稳定性、泌水离析等一种或多种性能有影响的外加剂。阻锈剂：阻锈剂是一种能抑制或减轻混凝土中钢筋或其它预埋金属锈蚀的外加剂。,三、混凝土减水剂,混凝土减水剂是混凝土所有外加剂中使用最广泛、能改善混凝土多种性能的外加剂。当减水剂
4、加入混凝土中，在保持流动性不变的情况下能减少混凝土的单位体积内的用水量。这是混凝土外加剂的基本性质。高效减水剂的减水率在12%以上，铁路上对高性能混凝土中使用的聚羧酸高性能减水剂减水率要求达到25%及其以上，高效减水剂的减水率大于等于20%。,减水剂的发展历史20世纪30年代初，美国、英国、日本等已经在公路、隧道、地下工程中使用木质素磺酸盐类减水剂。目前国外对萘系、三聚氰胺系等高效减水剂的研究和应用已日趋完善， 我国在80年代，典型的三类高效减水剂，即萘系、多环芳烃和三聚氰胺减水剂都相继研制成功并投人使用。现把目光转向了新型的聚羧酸盐系高效减水剂。 聚羧酸盐系高效减水剂是直接用有机化工原料通过
5、接枝共聚反应合成的高分子表面活性剂，它不仅能吸附在水泥颗粒表面上，使水泥颗粒表面带电而互相排斥，而且还因具有支链的位阻作用，从而对水泥分散的作用更强、更持久。因此，聚羧酸盐系减水剂被认为是目前最高效的新一代减水剂。,高效减水剂的种类和特点,萘系减水剂其生产原料来自煤焦油，为含单环、多环或杂环芳烃并带有极性磺酸基团的聚合物电解质，相对分子质量在150010000的范围内。由于萘系减水剂(磺酸甲醛缩合物)生产工艺成熟、原料供应稳定且产量大、性能优良稳定，故应用范围广。 萘系高效减水剂根据硫酸钠含量不同分为高浓型和低浓型两种，高浓型硫酸钠含量一般在5%左右（以干粉计，下同），而低浓型在20%左右。,
6、氨基磺酸盐系减水剂 氨基磺酸盐系减水剂一般是在一定温度条件下，以对氨基苯磺酸、苯酚、甲醛为主要原料缩合而成，也可以联苯酚及尿素为原料加成缩合 。,氨基磺酸盐系减水剂是一种非引气可溶性树脂减水剂，生产工艺较萘系减水剂简单。氨基磺酸盐系高效减水剂减水率高，坍落度损失较小，混凝土抗渗性、耐久性好。氨基磺酸盐系减水剂对水泥较敏感，过量时容易引发泌水。它与萘系减水剂复合使用有较好的效果，特别是在防止混凝土坍落度损失过快方面有较好的作用。聚氰胺系高效减水剂三聚氰胺系高效减水剂(俗称蜜胺减水剂)，化学名称为磺化三聚氰胺甲醛树脂 。,该类减水剂实际上是一种阴离子型高分子表面活性剂，具有无毒、高效的特点，特别适
7、合高强、超高强混凝土及以蒸养工艺成型的预制混凝土构件。研究结果表明，磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂对混凝土性能的影响与其相对分子质量及磺化程度有密切关系，而分子中的-S03基团是其具有表面活性及许多其它重要性能的最主要原因，因此提高树脂磺化度可显著增强其表面活性。,羧酸盐系高效减水剂 该分子结构为梳型的聚羧酸盐系减水剂可由带羧酸盐基(-COOMe),磺酸盐基(-S03 Me )、聚氧化乙烯侧链基的烯类单体按一定比例在水溶液中共聚而成，其特点是在其主链上带有多个极性较强的活性基团，同时侧链上则带有较多的分子链较长的亲水性活性基团。 有以下几个特点：(1)低掺量(质量分数为0.2%-0.5%)而分散性
8、能好；(2)经时坍落度损失小，90 min内坍落度基本无损失；(3)在相同流动度下比较时，可以延缓水泥的凝结；(4)分子结构上自由度大，制造技术上可控制的参数多，高性能化的潜力大；(5)合成中不使用甲醛，因而对环境不造成污染；(6)与水泥和其它种类的混凝土外加剂相容性好；(7)使用聚羧酸盐类减水剂，可用更多的矿渣或粉煤灰取代水泥，从而降低成本。,减水剂的功能：在不减少水泥、用水量的情况下，改善新拌混凝土的工作度，提高混凝土的流动性；在保持一定工作度下，减少水泥、用水量，提高混凝土的强度；在保持一定强度情况下，减少单位体积混凝土的水泥用量，节约水泥；改善混凝土拌合物的可泵性以及混凝土的其它物理力
9、学性能。当混凝土中掺人高效减水剂后，可以显著降低水灰比，并且保持混凝土较好的流动性。通常而言，高效减水剂的减水率可达20%(质量分数，下同)左右，而普通减水剂的减水率为10%左右。,四、减水剂对混凝土性能的作用机理,一般认为减水剂能够产生减水作用主要是由于减水剂的吸附和分散作用所致。研究混凝土中水泥硬化过程可以发现，水泥在加水搅拌的过程中，由于水泥矿物中含有带不同电荷的组分，而正负电荷的相互吸引将导致混凝土产生絮凝结构（如图）。絮凝结构也可能是由于水泥颗粒在溶液中的热运动致使其在某些边棱角处互相碰撞、相互吸引而形成。由于在絮凝结构中包裹着很多拌合水，因而无法提供较多的水用于润滑水泥颗粒，所以降
10、低了新拌混凝土的和易性。,因此，在施工中为了较好地润滑水泥颗粒，并达到分散的目的，就必须在拌合时相应地增加用水量，而这种用量的水远远超过水泥水化所需的水，从而导致水泥石结构中形成孔隙，致使其物理力学性能下降，从而留下缺陷，加速了混凝土因各种外界环境条件的作用而劣化，导致耐久性性能下降。加入混凝土减水剂就是将这些多余的水分释放出来，使之用于润滑水粒颗粒，减少拌合水用量，因而提高混凝土物理力学性能和耐久性性能。混凝土中掺人减水剂后，可在保持水灰比不变的情况下增加流动性。普通减水剂在保持水泥用量不变的情况下，使新拌混凝土坍落度增大10cm以上，高效减水剂可配制出坍落度达到25cm的混凝土。,减水剂除
11、了有吸附分散作用外，还有湿润和润滑作用。水泥加水拌合后，水泥颗粒表面被水所湿润，而这种湿润状况对新拌混凝土的性能影响甚大。湿润作用不但能使水泥颗粒有效地分散，亦会增加水泥颗粒的水化面积，影响水泥的水化速率。减水剂中的极性憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面上，而亲水基团向外定向排列。亲水基团很容易和水分子以氢键形式结合。当水泥颗粒吸附足够的减水剂分子后，借助于磺酸基团负离子与水分子中氢键的缔合，水泥颗粒表面便形成一层稳定的溶剂化水膜，颗粒之间因这层水膜的隔离而得到润滑，相对滑移更容易。由于减水剂是极性分子，吸附在水泥颗粒表面，向外带相同的电荷，而向内则带另一种极性的相同电荷，故形成双电层。由于水泥颗
12、粒表面均带相同的电荷，从则由于静电相斥作用而分散。,由于减水剂的吸附分散作用、湿润作用和润滑作用，因而只要使用少量的水就能容易地将混凝土拌合均匀，从而改善了新拌混凝土的流动性。,以上所介绍的就是减水剂的一种减水机理，即静电斥力的解释。但是，作为高效减水剂，特别是聚羧酸盐类高效减水剂，由于侧链结构复杂，因此只用一种静电斥力的机理，并不能为何减水效果更好，坍落度更大的问题。该类减水剂结构呈梳形，主链上带有多个活性基团，并且极性较强，还有较强的亲水性的基团。有人对氨基磺酸盐系(SNF)和聚竣酸盐系(PC)高效减水剂进行了比较，结果表明，在水泥品种和水灰比均相同的条件下，当SNF和PC高效减水剂掺量相
13、同时，水泥粒子对PC的吸附量以及掺PC水泥浆的流动性都大大高于掺SNF系统的对应值。但掺PC系统的双电层电位绝对值却比掺SNF系统的低得多（电位是负值，它的绝对值越大，颗粒之间的静电斥力越大），这与静电斥力理论是矛盾的。这也证明PC发挥分散作用的主导因素并非仅是静电斥力，而是由减水剂本身大分子链及其支链所引起的空间位阻效应。这就是高效减水剂的空间位阻解释。,静电斥力理论适用于解释分子中含有一S03基团的高效减水剂，如萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂等，而空间位阻效应则适用于聚羧酸盐系高效减水剂。具有大分子吸附层的球形粒子在相互靠近时，颗粒之间的范德华力（分子引力）是决定体系位能的主要因素。当水泥颗
14、粒表面吸附层的厚度增加时，有利于水泥颗粒的分散。聚羧酸盐系减水剂分子中含有较多较长的支链，当它们吸附在水泥颗粒表层后，可以在水泥表面上形成较厚的立体包层，从而使水泥达到较好的分散效果。,五、外加剂技术指标,1、匀质性指标 外加剂的匀质性是表示外加剂自身质量稳定均匀的性能，用来控制产品生产质量的稳定、统一、均匀，用来检验产品质量和质量仲裁。 主要指标包含：含固量或含水量 、密度 、氯离子含量 、水泥净浆流动度 、细度 、PH值 、表面张力 、还原糖 、总碱量、硫酸钠 、泡沫性能 、砂浆减水率,2、掺外加剂混凝土性能指标 1）减水率：是指混凝土的坍落度在基本相同的条件下，掺用外加剂混凝土的用水量与
15、不掺外加剂基准混凝土的用水量之差与不掺外加剂基准混凝土用水量的比值。减水率检验仅在减水剂和引气剂中进行检验，它是区别高效型与普通型减水剂的主要功能技术指标之一。混凝土中掺用适量减水剂，在保持坍落度不变的情况下，可减少单位用水量5%20%，从而增加了混凝土的密实度，提高混凝土的强度和耐久性。,2）泌水率比：是指掺用外加剂混凝土的泌水量与不掺外加剂基准混凝土的泌水量的比值。在混凝土中掺用某些外加剂后，对混凝土泌水和骨料沉降有较大的影响。一般缓凝剂使泌水率增大，引气剂、减水剂使泌水率减小。如木质素磺酸钙减小泌水率30%，有利于减少混凝土的离析，改善混凝土的工作性，因此泌水率比越小越好。,3）含气量：
16、混凝土拌合物中加入适量具有引气功能的外加剂后，会引入微小的气泡，从而使混凝土的含气量有所增加，而此指标就是对混凝土中含气量作限制。一般混凝土中引入极微小的气泡可以减小混凝土泌水，改善混凝土拌合物的工作性；同时引入极微小的气泡还可以提高混凝土的抗冻性能。因此，少量引入极微小的气泡是有益的，一般地，此项指标宜在25%之间。,4）凝结时间差：指掺用外加剂混凝土拌合物与不掺外加剂混凝土拌合物（基准混凝土拌合物）的凝结时间的差值。掺用外加剂混凝土拌合物的凝结时间，随着水泥品种、外加剂种类及掺量、气温条件以及混凝土流动度的不同而变化。掺用缓凝剂可延缓混凝土的凝结时间，而掺用早强剂可加速混凝土的凝结。混凝土
17、的凝结时间对混凝土施工影响极大，要十分注意。,5）抗压强度比；指掺外加剂的混凝土抗压强度与不掺外加剂混凝土抗压强度（基准混凝土）抗压强度的比值。它是评定外加剂质量等级的主要指标之一，抗压强度比受减水率、促凝剂、早强剂、加气剂的影响较大，减水率大，促凝早强效果更好，各龄期的抗压强度比值更高；而掺引气剂时，会使混凝土抗压强度比略有下降。,6）收缩率比：指掺外加剂的混凝土抗压强度与不掺外加剂混凝土抗压强度（基准混凝土）体积收缩的比值。掺入引气剂、缓凝剂、泵送剂、减水剂等会使混凝土的体积收缩值有不同程度的增加，这个指标就是限制体积收缩的指标。这个指标应在施工中引起重视。,7）相对耐久性：指掺用引气剂和
18、引气减水剂量的混凝土在检验其耐久性能时的特殊指标，它用以下两种方式的一种来表示： 在28天龄期时的掺外加剂混凝土，经冻融循环200次后，动弹性模量保留值应不小于80%； 在28天龄期时的掺外加剂混凝土，经冻融循环后动弹性模量保留值等于80%时，掺外加剂混凝土与基准混凝土冻融次数的比值应不小于300%。,8）钢筋锈蚀：由于氯离子对钢筋有锈蚀作用，故要限制混凝土外加剂中氯离子的含量。但国标不直接限制氯离子浓度，而是要求掺外加剂的混凝土中，钢筋不能锈蚀现象。客运专线上对外加剂的氯离子含量要求不超过0.2%；并规定：钢筋混凝土中由水泥、矿物掺和料、骨料、外加剂和拌和用水等引入的氯离子总含量不应超过胶凝
19、材料总量的0.1%。预应力混凝土结构中氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。,六、外加剂的主要功能及适用范围,1、普通减水剂的主要功能及适用范围（1）主要功能a.在保持混凝土流动性及强度不变时，可节约水泥5%10%.b.在保持混凝土用水量及水泥用量不变时，可增大混凝土流动性，即增大坍落度6080mm。c在保持混凝土工作性及水泥用量不变的情况下，可减小用水量10%左右，提高强度10%左右。（2）适用范围a.适用于日最低气温+5以上的混凝土工程；b.适用于各种预制及现浇混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土及大模板、滑模等工程施工。,2、高效减水剂的主要功能和适用范围（
20、1）主要功能a.在保持混凝土流动度不变的情况下，可减少用水量15%左右，可提高混凝土强度20%左右。b.在保持混凝土用水量和水泥用量不变的情况下，可大幅度提高混凝土拌合物的流动性，即增大坍落度80120mm。c.在保持混凝土流动性和强度不变的情况下，可节约水泥10%20%。（2）适用范围a.适用于日最低气温0以上的混凝土工程；b.适用于各种高强混凝土、早强混凝土、大流动度混凝土及蒸养混凝土等。,3、早强剂及早强减水剂的主要功能及适用范围（1）主要功能a.提高混凝土的早期强度。b.缩短混凝土蒸汽送气时间。c.早强减水剂还具有减水剂的相关功能。（2）适用范围a.适用于日最低气温-5以上及有早强或防
21、冻要求的混凝土。b.适用于常温或低温下有早强要求的混凝土及蒸汽养护混凝土。,4、缓凝剂及缓凝减水剂的主要功能和适用范围（1）主要功能a.延缓水泥的反应速度，从而达到降低水泥水化初期的水化热，降低水化热峰值、推迟热峰值的出现时间，最终也延长了混凝土的凝结时间。b.缓凝减水剂还具有减水剂的功能。（2）适用范围a.大体积混凝土。b.夏季和炎热地区的混凝土施工。c.用于日最低气温+5以上的混凝土施工。d.预拌商品混凝土、泵送混凝土以及滑模施工。,5、引气剂及引气减水剂的主要功能和适用范围（1）主要功能a.提高混凝土拌合物的工作性，减少混凝土的泌水离析。b.提高混凝土耐久性和抗渗性能。c.引气减水剂还具
22、有减水剂的功能。（2）适用范围a.适用于有抗冻要求的混凝土和大面积易受冻融破坏的混凝土，如公路路面、机场飞机跑道等。b.适用于有抗渗要求的防水混凝土。c.适用于抗盐类结晶破坏及抗碱腐蚀混凝土。d.适用于泵送混凝土、大流动度混凝土，并能改善混凝土表面抹光性能。e.适用于骨料质量相对较差以及轻骨料混凝土。,6、防冻剂的主要功能和适用范围（1）主要功能 能在一定的负温条件下，使混凝土拌合物中仍保持有淳朴的自由水并降低其冰点，从而避免混凝土早期被冻胀破坏。（2）适用范围适用于一定负温条件下的混凝土施工。7、速凝剂的主要功能和适用范围（1）主要功能能使砂浆或混凝土在15min内达到初凝、在210min内
23、达到终凝，并有早强功能。（2）适用范围 主要用于喷射混凝土、喷射砂浆、临时性堵漏用砂浆及混凝土。,8、防水剂的主要功能和适用范围（1）主要功能能使混凝土或砂浆的抗渗性能显著提高。（2）适用范围 适用于地下防水、防潮工程及贮水工程等。9、膨胀剂的主要功能和适用范围（1）主要功能能使混凝土或砂浆体积在水化、硬化过程中产生一定量的膨胀，减少混凝土收缩开裂的可能性，从而提高混凝土的抗裂性和抗渗性能。（2）适用范围a.适用于补偿收缩混凝土、自防水屋面、地下防水等。b.填充用膨胀混凝土及设备底座灌浆、地脚螺栓固定等。c.自应力混凝土,七、外加剂的禁忌及不宜使用的环境条件,（1）禁止使用失效及不合格的外加剂
24、。（2）禁止使用长期存放、未进行质量再检验之前的外加剂。（3）在下列情况下不得应用氯盐或含氯盐的早强剂、早强减水剂和防冻剂：1）在高湿度的空气环境中使用的结构（如排出大量蒸汽的车间、浴室，或经常处于空气相对湿度大于80%的房间，或钢筋混凝土结构）；2）处于水位升降部位的结构；3）露天结构或经常受水淋的结构；4）与金属相接触部位的结构、有外露钢筋预进埋件而无防护措施的结构；5）与酸、碱或硫酸盐等侵蚀性介质相接触的结构；6）使用过程中经常处于环境温度为60以上的结构；7）使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝的结构；8）直接靠近高压电源的结构；9）预应力混凝土结构；,10）含有碱活性骨料的混凝土结构。（4）硫
25、酸盐及其复合剂不得用于有活性骨料的混凝土；电气化运输设施和使用直流电源的工厂、企业的钢筋混凝土结构；与金属相接触部位的结构，以及有外露钢筋预埋件而无防护措施的结构。（5）引气剂及引气减水剂不宜用于蒸汽养护混凝土、预应力混凝土及高强混凝土。（6）普通减水剂不宜单独用于蒸汽养护混凝土。（7）缓凝剂及缓凝减水剂不宜用于日最低气温+5以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土和蒸汽养护混凝土。（8）掺硫铝酸钙类膨胀组分的膨胀混凝土，不得用于长期处于80以上的工程中。,八、外加剂掺量、掺加方法及对水泥的适应性,1、减水剂的掺量、掺加方法及与水泥的适用性1）减水剂的掺量普通减水剂的掺量一般为0.1
26、5%0.35%，常用掺量为0.25%。这里要注意，木质素磺酸钙类减水剂，掺量不宜超过0.25%，过多会极大地延缓混凝土的凝结，甚至造成混凝土不凝结。这一点应引起广大试验人员的注意。高效减水剂的掺量为0.3%1.5%，常用掺量为0.5%0.75%。2）减水剂的掺加方法减水剂的掺加方法有四种，即先掺法、同掺法、滞水法和后掺法。,先掺法的优点在于使用方便、省去了减水剂的溶解、储存、冬季防冻等工序和设施。缺点是效果不如其它方法好。同掺法的与先掺法比较，容易搅拌均匀；与滞水法相比，搅拌时间短，搅拌机生产效率高；以溶液方式加入，便于工作于计量和自动化控制。但是它增加了减水剂溶解、储存、冬季防冻等工序。 滞
27、水法能提高高效减水剂在某些水泥中的使用效果，即可提高减水率，提高减水剂对水泥的适应性。缺点在于搅拌时间延长、搅拌机生产效率降低。后掺法的优点在于可以减少、抑制混凝土在长距离运输过程中的分层离析和坍落度经时损失；可提高减水剂的减水率，提高减水剂对水泥的适应性。,3）减水剂与水泥的适应性减水剂对水泥的适应性是指减水剂在相同条件下，因水泥不同而使用效果有较大的差异，甚至收到完全不同的效果。如同一种减水剂使用相同的掺量，但因水泥的矿物组成、石膏品种和掺量、混合材、水泥细度等不同，其减水效果及对水泥混凝土的凝结时间等有较大影响。例如木质互磺酸钙在某些水泥中反而使凝结时间缩短，甚至在一小时内达到终凝，这是
28、由于使用以硬功夫石膏为调凝剂的水泥所发生的异常凝结现象。再如，强果水泥中铝酸三钙含量过高（大于10%），则当加入减水剂，混凝土的用水量较低、水泥用量较高时，就可能发生假凝或闪凝现象。这时，混凝土可能在10分钟内，坍落度可能从180mm减小到80mm，混凝土不再具有流动性；由于此时，混凝土的贯入阻力仍然很小，因此用测定贯入阻力的方法来测定混凝土时，它仍然未达到凝结条件，故换为假凝。如果在这个过程中，还伴随着放热，则称为闪凝。,由于减水剂与水泥存在适应性的问题，故在减水剂使用过程中，应对水泥和外加剂进行选择，应进行试验确定水泥和外加剂量。在施工过程中，在配制混凝土前还应进行试验和试拌，确保两者相互
29、适应，再进行混凝土施工，以避免在施工过程中出现问题，造成不必要的麻烦。,2、早强剂及早强减水剂、防冻剂的掺量、掺加方法、及对水泥的适应性1）早强剂、早强减水剂及防冻剂的掺量 氯盐（氯化钠、氯化钙）掺量为：0.5%1.0%； 硫酸盐（硫酸钙、硫酸钠、硫酸钾）掺量为：0.5%2.0%； 木质素磺酸盐（木质素磺酸钠、木质素磺酸钙等）或糖钙+硫酸钠掺量为：（0.05%0.25%）+（1%2%）； 三乙醇胺掺量为：0.03%0.05%； 萘磺酸盐缩甲醛+硫酸钠掺量为：（0.3%0.75%）+(1%2%)；,2）早强剂、早强减水剂及防冻剂的掺加方法（1）配制成溶液使用时必须充分溶解；当复合使用时，应注意其
30、共溶性，如氯化钙、硝酸钙、亚硝酸钙溶液不可与硫酸钠溶液混合。（2）硫酸钠或含有硫酸钠的粉状早强减水剂应防止受潮结块，掺用时应加入水泥中，不要先与潮湿的砂、石混合。若有结块，应烘干、粉碎，其细度应与原剂要求相同。（3）含有粉煤灰等不溶物及溶解度较小的早强剂、早强减水剂及防冻剂庆以粉剂掺加，不应有结块，其细度应与原剂要求相同。3）早强剂、早强减水剂及防冻剂与水泥的适应性滞水法可提高减水剂及早强减水剂与水泥的适应性。早强剂对水泥的适应性受下列因素的影响：混合材掺量多，则2天的增强率低，28天增强率高；混合材活性高，2天增强率高；混合材活性低，2天及28天强度变低；硅酸三钙含量高，早强效果提高。,3、
31、缓凝剂、缓凝减水剂、引气剂、明矾石膨胀剂、速凝剂的掺量、掺加方法及与水泥的适应性1）缓凝剂、缓凝减水剂引气剂、明矾石膨胀剂、速凝剂的掺量（1）缓凝剂及缓凝减水剂的一般掺量糖蜜减水剂：0.1%0.3%；木质素磺酸盐类：0.2%0.25%；羟基羧酸及其盐类（柠檬酸、酒石酸钾钠等）：0.03%0.1%；无机盐类（锌盐、硼酸盐、磷肥酸盐）：0.1%0.25%。（2）引气剂（松香树脂及其衍生物）：0.005%0.015%。（3）明矾石膨胀剂掺量10%12%。（4）速凝剂掺量2%5%。,2）缓凝剂、缓凝减水剂引气剂、明矾石膨胀剂、速凝剂的掺加方法（1）缓凝剂及缓凝减水剂应配制成适当浓度的溶液使用；当与其它
32、外加剂复合使用时，必须是能共溶时才能混合使用，否则应分别加入搅拌机内使用。（2）引气剂一般配成浓度适当的溶液使用，不得采用干掺法及后掺法。后掺法不能达到引气的作用。稀释用水为饮用水，水温为7090，温度低时可能会有絮状沉淀物。使用引气剂时，搅拌机中混合物不能过多，不宜超过搅拌机额定拌合量的80%，同时还要适当延长搅拌时间11.5分钟，以确保引入足够量的气泡。引气剂不能用铁质容器储存，可用塑料容器储存。（3）膨胀剂一般在搅拌过程中与水泥等一起加入，要适当延长搅拌时间；（4）速凝剂主要用于喷射混凝土中，其工艺决定了速凝剂是后掺使用。即使使用液体速凝剂，也是在喷射机出口位置，当物料即将喷出时才与速凝
33、剂混合。,3)膨胀剂、速凝剂与水泥的适应性一般地，各种外加剂对混凝土产生不同的效果，是因为外加剂与水泥中矿物成分相关，因此，不同品种水泥、水泥矿物组成、细度、混合材品种和掺量不同，外加剂与它的适应性也不尽相同。（1）明矾石膨胀剂适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥；膨胀剂、铁屑膨胀剂、铝粉膨胀剂适用于硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。（2）速凝剂适应性与水泥的品种关系密切，一般水泥中铝酸三钙含量高、石膏掺量少、混合材掺量少、颗粒细，则速凝剂的效果好。,九、取样及留样,1、取样及编号1）外加剂试验分为点样和混合样。点样是在一次生产的产品中所抽取的试样，混合样是三个或更多的点样等量均匀混合而
34、取得的试样。2）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吨，掺量小于1%的外加剂每一批号为50吨，不足100吨或50吨的也应按一个批量计，同一批号的产品必须混合均匀。3）每一批号取样数量不少于0.2吨水泥所需用的外加剂量。2、试样及留样每一编号取得的试样应充分混合均匀，用四分分法分为两等到份，一份用于试验，另一份要密封保存6个月，以备有疑问时提交有资质的检验机关进行复验或仲裁。,十、掺外加剂混凝土性能指标试验方法,引用标准：GB8076-2008混凝土外加剂1、材料要求水泥：采用基准水泥（有效储存期为半年），TB10424-2010
35、铁路混凝土工程施工质量验收标准规定高效减水剂和聚羧酸系高性能减水剂抽检试验用水泥宜为工程用水泥。砂：所用砂子应满足GB/T14684建筑用砂中区要求的中砂，且它的细度模数为2.62.9的，含泥量小于1%。石：所用石子应满足GB/14685建筑用卵石、碎石的要求，且粒级为520mm的碎石或卵石。采用二级级配，其中510mm粒级占40%，1020mm占60%，满足连续级配要求。如有争议，以碎石试验结果为准。水：试验用水应满足JGJ63混凝土拌合物用水标准的要求。,2、配合比 基准混凝土配合比按JGJ55普通混凝土配合比设计规程进行设计。掺非引气型外加剂混凝土和基准混凝土的水泥、砂、石的比例不变，配
36、合比设计还应满足以下要求：水泥用量：掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的单位水泥用量为360kg/m3；掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土单位水泥用量为330kg/m3；砂率：掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的砂率均为43%47%；掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土的砂率为36%40%；但掺引气减水剂或引气剂的受检混凝土的砂率应比基准混凝土低1%3%；,外加剂掺量：按生产厂家指定掺量；用水量：掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的坍落度控制在(21010mm),用水量为坍落度在(21010mm)时的最小用水量；掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土的坍落度
37、控制在(8010mm)。TB10424-2010规定对对高效减水剂和聚羧酸系高性能减水剂检验减水率、含气量、泌水率比、抗压强度比、凝结时间之差、收缩率比时，混凝土坍落度宜为(8010mm)。用水量包括液体外加剂、砂、石材料中所含的水量。,混凝土搅拌：采用60L单卧轴式强制搅拌机，搅拌机的拌合量应不少于20L，不宜大于45L，先干料搅拌均匀，后加水（水和外加剂）一起搅拌2分钟，出料后在铁板上用人工翻拌23次再进行试验。各种混凝土试验材料及试验环境温度均应保持在（203）。试件制作：混凝土试件制作及养护按GB/T50080进行，但混凝土预养温度为（203）。试验项目及数量：见教材表5.3,3、坍落
38、度和坍落度1h经时变化量测定坍落度和坍落度1h经时变化量均以三次试验结果的平均值表示。三次试验的最大值和最小值与中间值之差有一个超过10mm时，将最大值和最小值一并舍去，取中间值作为该组试验的减水率。若有最大值和最小值与中间值之差均超过10mm时，则该项试验结果无效，应该重做试验。坍落度和坍落度1h经时变化量测定值以mm表示，结果表达修约到5mm。,3.1 坍落度测定混凝土坍落度测定按照GB/T50080进行，分三层均匀地装料，使捣实后每层高度为筒高的三分之一左右，每层用捣棒插捣25 次。但坍落度为（21010）mm的混凝土，分两层装料，每层装入高度为筒高的一半，每层用插捣棒插捣15次。3.2
39、 坍落度1h测经时变化量测定先测出机时坍落度，后装入加盖容器，1h后倒出拌匀后再测坍落度。其结果：SL=SL0-SL1h,4、减水率试验减水率为坍落度基本相同时，基准混凝土与掺外加剂的混凝土单位用水量之差与基准混凝土单位用水量之比。减水率试验要进行三次。以三次的算术平均值为减水率的测定值。计算时，精确到1%。若三次试验的最大值或最小值中有一个与中间值之超过中间值的15%时，则将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。若有最大值和最小值与中间值之差均超过15%，则该项试验结果无效，应该重做试验。,5、泌水率比试验先用湿布润湿容积为5升的带盖筒（内径为185mm，高200mm），将混
40、凝土拌合物一次装入，在振动台上20s，然后用抹刀轻轻抹平，加盖以防水份蒸发。试术表面应比筒口边低约20mm，自抹面开始计算时间，在前60分钟，每隔10分钟，用吸液管吸水一次，以后每隔20分钟吸水一次，直至连续三次无泌水为止。每次吸水前5分钟，应将筒底一侧垫高约20mm，使筒体倾斜，以便于吸水。吸水后，将筒轻轻放平盖好。将每次吸出的水都注放带塞的量筒，最后计算出总的泌水量，准确至1克 ，泌水率计算公式如下：,泌水率试验要进行三次。以三次的算术平均值为泌水率的测定值。计算时，精确到0.1%。若三次试验的最大值或最小值中有一个与中间值之差大于中间值的15%时，则将最大值与最小值一并舍去，取中间值作为
41、该组试验的泌水率。若有最大值和最小值与中间值之差均大于中间值的15%，则该项试验结果无效，应该重做试验。,6、含气量和含气量1h经时变化量的测定含气量试验要进行三次。以三次的算术平均值为含气量的测定值。若三次试验的最大值或最小值中有一个与中间值之差超过0.5%时，则将最大值与最小值一并舍去，取中间值作为该组试验的含气量。若有最大值和最小值与中间值之差均超过0.5%，则该项试验结果无效，应该重做试验。含气量和1h经时变化量测定值精确到0.1%.,6.1 含气量测定按照GB/T50080-2002进行，并按仪器说明进行操作，混凝土拌合物应一次装满并稍高于容器，用振动台振实15s20s。6.2含气量
42、1h测经时变化量测定先测出机时含气量，后装入加盖容器，1h后倒出拌匀后再测含气量。其结果：A=A0-A1h,7、凝结时间差,凝结时间测定方法如下：凝混凝土拌合物用5mm（圆孔筛）振动筛筛出砂浆，拌匀后装入上口内径为160mm，下口内径为150mm，净高为150mm的刚性不渗水金属圆筒中，试样表面应低于筒口约10mm，用振动台振动密实（约35秒），置于203的环境中，容器加盖，一般基准混凝土在成型后34小时，掺早强剂的在成型后12小时，掺缓凝剂的在成型后46小时开始测定，以后每0.5小时1小时测定一次；在临近初、终凝时，可以缩短测定间隔时间。每次测定时测点应避开前一次的测孔，其净间距为试针直径的
43、2倍，但至少不小于15mm，试针与容器边缘的距离不小于25mm。测定初凝时间用截面积为100mm2的试针，测定终凝时间用20mm2的试针。,测试时，将砂浆试样筒置于贯入阻力仪上，测针端部与砂浆表面接触，然后在（102）s内均匀地使测针贯入砂浆（252）mm深度。记录贯入阻力，精确至10N，记录测量时间，精确至1min。贯入阻力按下式计算，精确至0.1MPa。,试验完成后，以贯入阻力值为纵坐标，测试时间为横坐标，绘制贯入阻力值与时间关系曲线，在曲线上找出贯入阻力值达到3.5MPa时对应的时间作为初凝时间，找出贯入阻力值达到28MPa时对应的时间作为终凝时间。值得注意的是，凝结时间是以水泥与水接触
44、时开始计算的。凝结时间试验要进行三次。以三次的算术平均值为凝结时间的测定值。若三次试验的最大值或最小值中有一个与中间值之差超过30min时，则将最大值与最小值一并舍去，取中间值作为该组试验的凝结时间。若有最大值和最小值与中间值之差均超过30min，则该项试验结果无效，应该重做试验。 凝结时间以min表示，并修约到5 min。,8、抗压强度比抗压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。试件用振动台振动1520秒。试件的预养温度为203。,试验结果以三次试验测值的平均值表示。计算时，精确到1%。若三次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%时，则将最大值与最小
45、值一并舍去，取中间值作为该批的试验结果。若有最大值和最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该项试验结果无效，应该重做试验。,9、收缩率比试验收缩率比以28d龄期时掺外加剂混凝土与基准混凝土的收缩率的比值表示。收缩率试验按GB/T50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准进行，试件用振动台振动1520秒。试件的预养温度为203。 以三个试样收缩率比的算术平均值表示，计算精确1%。R=t/c100式中： R收缩率比，% t 掺外加剂混凝土的收缩率，% c 基准混凝土的收缩率，%,10、相对耐久性试验该试验按GB/T50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准进
46、行，试件用振动台振动1520秒。标准养护28d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次后的动弹模量是否不小于80%来评定外加剂的质量。以三个试样测值的算术平均值表示。,外加剂复习思考题,1、混凝土外加剂可以归纳为哪几类？（4类）2、钢筋混凝土结构能否使用含氯盐早强剂？3、减水剂在混凝土中具有哪些功能？ 4、早强剂及早强减水剂的主要功能及适用范围是什么？5、能提高混凝土抗渗性的外加剂有哪些？（减水剂、引气剂、防水剂、膨胀剂等），膨胀剂主要功能是什么？（提高混凝土抗裂性和抗渗性）6、缓凝剂及缓凝减水剂的主要功能和适用范围是什么？,7、引气剂能提高混凝土耐久性和抗渗
47、性能，特别适用于有抗冻要求的混凝土和大面积易受冻融破坏的混凝土。8、减水率、抗压强度比的定义？9、在进行混凝土外加剂性能试验时，配合比设计中单位水泥用量、坍落度有何要求？10、凝结时间差的简单计算？11、减水剂四种掺加方法的优缺点是什么，引气剂采用何种掺法？12、掌握泌水率的计算方法，会求掺外加剂混凝土的泌水率。13、速凝剂适用范围是什么？,14、TB10424-2010铁路混凝土工程施工质量验收标准规定高效减水剂和聚羧酸系高性能减水剂抽检试验用水泥宜为何种水泥。15、TB10424-2010规定对聚羧酸系高性能减水剂检验减水率时，其混凝土坍落度宜为多少？,GB8076-2008试验项目及试验量,基准混凝土配合比计算,水泥：基准水泥；砂：河砂，细度模数2.7，含泥量0.3%;石：卵石，5-20，品质符合要求。受检外加剂：标准型高效减水剂，掺量1%。,配合比计算公式,
