复配混凝土外加剂

nullnull 外加剂的选择和 配制 一、混凝土外加剂的基本性能一、混凝土外加剂的基本性能对其基本性能的要求是： 1.能改混凝土一种或某几种性能，而不产生副作用； 2.在运输和贮存中保持良好的匀质性和稳定性； 3.在早期或后期对混凝土中的钢筋及其他预埋件没有有害作用； 4.使用安全、对环境无污染。 二、混凝土外加剂的选择二、混凝土外加剂的选择混凝土外加剂的选择根据工程对混凝土性能的要求而定。如强度等级、抗渗性、抗冻融性、耐久性、弹性模量等物理力学性能，以及施工工艺、施工季节、冬季或夏季施工、浇筑的部位和体积等。另外，还要考虑实际工程提供的原材料、水泥品种和强度等级、砂石质量等。在此基础上选择符合使用要求的外加剂品种和牌号。三、①作用原理－减水剂A三、①作用原理－减水剂A高效能减水剂的减水效果是通过分散水泥粒子而得到的，其减水作用机理与通常所用的减水剂减水机理没有本质的差别。水泥粒子的分散可以说是由于外加剂中承担分散作用的组分吸附在水泥粒子表面而产生的静电斥力、高分子吸附层的相互作用产生的立体斥力及水分子的浸润作用而引起的。 由于吸附分散剂，水泥粒子表面形成了双电层，相邻的两个粒子之间产生了如图所示的静电斥力作用，使水泥粒子分散、防止其再凝聚DLVO理论）。使用萘系和三聚氰胺系分散剂时，由于这种分散作用使混凝土流化。作用原理－减水剂B作用原理－减水剂B固－液界面的双电层 作用原理－减水剂C作用原理－减水剂C研究发现，对于聚羧酸系高效能减水剂，仅用DLVO理论不能确切解释其高分散性的机理。它们之所以能使水泥粒子高度分散，是因为它们的分子结构中保有的羧基负离子的静电斥力和主链或侧链的立体效果（立体斥力或立体位阻）共同作用的结果。侧链越长，分散力越高。 由于立体效果的作用，在减水率相同时，聚羧酸系减水剂的掺量要比萘系和三聚氰胺系小。浸润作用说明，在化学结构中具有较多的与水分子亲和性高的羟基（－OH）、醚（－O）和氨基（－NH2）的分散剂，由于水泥粒子的吸附而与水的亲和性提高，水分子浸润到水泥粒子之间，产生阻碍水泥凝聚的效果。换句话说，降低水的表面张力时，有助于水泥粒子的湿润，使水浸透到粒子间更狭小的细孔中，从而使水泥粒子分散，混凝土黏性得以改善。②调凝剂作用机理－缓凝剂②调凝剂作用机理－缓凝剂 关于缓凝剂的作用机理目前尚无定论。缓凝剂之所以能延缓水泥水化，可能是因为：缓凝剂分子沉淀于水泥颗粒表面，阻碍水泥与水的接触，从而延缓水泥水化；无机缓凝剂与水泥浆体系中的Ca2＋形成络盐，抑制Ca（OH）2结晶的析出；水泥颗粒表面吸附缓凝剂，阻碍水泥水化进程；缓凝剂从水泥水化反应诱导期到加速期，始终阻碍于液相中析出的结晶成核。③调凝剂作用机理－早强剂 ③调凝剂作用机理－早强剂 作用机理 高性能混凝土常用的早强剂主要是三乙醇胺，多与其他品种外加剂复合使用。三乙醇胺不改变水泥的水化生成物，但促使C3A与石膏之间形成硫铝酸钙的反应，而且与无机盐类材料复合使用时，既能催化水泥本身的水化，又能在无机盐类与水泥的反应中起催化作用。所以，三乙醇胺复合早强剂的早强效果优于单掺早强剂的效果。④引气剂作用机理④引气剂作用机理（一）界面活化作用 引气剂的界面活化作用即引气剂在水中被界面吸附，形成憎水化吸附层，降低界面能，使界面性质显著改变。 （二）起泡作用 引气剂在混凝土中形成的泡，属于溶胶性气泡，彼此独立存在，其周围被水泥浆体、集料等包裹而不易消失。 混凝土中的气泡为何能够稳定存在，尚未认识清楚，但已经知道，在饱和氢氧化钙溶液中，气泡的稳定时间较长。⑤防水剂作用机理A⑤防水剂作用机理A（一）减水剂防水机理 减水剂对水泥具有强烈的分散作用，它借助于极性吸附作用，大大降低了水泥颗粒间的吸引力，有效地阻碍和破坏了颗粒间的絮凝作用，并释放出絮凝体中的水，从而减少混凝土用水量，提高混凝土工作性，使硬化后孔结构的分布得以改善，混凝土的均质性、抗渗性得以提高。⑤防水剂作用机理B⑤防水剂作用机理B（二）引气剂防水机理 引气剂是具有憎水作用的表面活性物质，能显著降低混凝土拌和水的表面张力，经搅拌可在混凝土拌和物中产生大量微细、密闭、互不连通的气泡，使毛细管变得细小、曲折、分散，减少了渗水通道。引气剂还可增加黏滞性，改善和易性，减少沉降泌水和分层离析，弥补混凝土的结构缺陷，从而提高混凝土的密实性和抗渗性。⑤防水剂作用机理—三乙醇胺防水剂⑤防水剂作用机理—三乙醇胺防水剂三乙醇胺是水泥水化的激发剂，使水泥在水化早期生成较多的水化产物，部分游离水结合为结晶水，相应减少了毛细管通道和孔隙，从而提高了混凝土的抗渗性。⑤防水剂作用机理—膨胀剂防水剂⑤防水剂作用机理—膨胀剂防水剂膨胀剂与水泥水化产物反应，生成体积增大的结晶体（如钙矾石、氢氧化钙），填充和堵塞孔隙，并产生一定的体积膨胀，补偿混凝土收缩，改善混凝土抗裂性，从而提高混凝土防水能力。⑤防水剂作用机理—其他防水剂⑤防水剂作用机理—其他防水剂其他防水剂包括无机质防水剂、有机质防水剂和复合防水剂。 无机质防水剂有铁盐、水玻璃、硅质粉末等。铁盐、水玻璃与水泥水化产物氢氧化钙反应，分别形成氢氧化铁胶体和不溶性硅酸钙，填充砂浆或混凝土中的孔隙，使抗渗性提高。硅质粉（如粉煤灰、火山灰、石英粉、硅灰）主要通过与水泥水化生成物反应，反应产物堵塞孔隙，同时，矿物质粉末还能增加水泥的水化反应，使混凝土抗渗性提高。有机质防水剂，主要是具有憎水作用的表面活性剂或化合物，通过憎水作用使混凝土防水。 复合防水剂中的各组分共同作用，优势互补，使混凝土抗渗防水能力大大提高。⑥膨胀剂作用机理－硫铝酸钙类膨胀剂 ⑥膨胀剂作用机理－硫铝酸钙类膨胀剂 硫铝酸钙类膨胀剂在水泥水化硬化过程中，生成钙矾石结晶体，产生体积膨胀，对混凝土起补偿收缩、防止开裂等作用，并能使混凝土中的钢筋在承载前受到一定的拉应力，混凝土获得一定的预压应力。掺用此类膨胀剂的混凝土，因钙矾石填充于水泥石的毛细孔或气孔中，并能与纤维状的C－S－H凝胶微晶交织成网络结构，使水泥石结构更为致密，对提高混凝土强度和防水等性能极为有利。⑥膨胀剂作用机理—石灰类膨胀剂⑥膨胀剂作用机理—石灰类膨胀剂石灰类膨胀剂中的CaO，在水泥水化初期，水化成凝胶状的Ca（OH）2，产生体积膨胀； 凝胶状的Ca（OH）2 发生晶形转化，变为较大的异方型、六方板状晶体，再次产生体积膨胀。 ⑥膨胀剂作用机理—铁粉类膨胀剂⑥膨胀剂作用机理—铁粉类膨胀剂铁粉类膨胀剂中的铁质表面，在助剂作用下被氧化，这些铁的氧化物，在水泥混凝土中被逐渐溶解，Fe3＋离子与水泥水化体系中的OH－离子生成胶状的Fe（OH）3而产生体积膨胀。⑦泵送剂作用机理⑦泵送剂作用机理泵送剂因其成分不同，作用机理有所区别。总的来说，泵送剂使混凝土黏聚性增大、泌水性降低，并减小混凝土坍落度经时损失，从而改善混凝土可泵性。⑧防冻剂作用机理⑧防冻剂作用机理关于防冻剂作用机理，目前亦无定论。主要认为防冻剂的作用是：降低液相冰点；可使混凝土受冻的临界强度降低；可改变混凝土内形成的冰的晶形，防冻剂析出的冰对混凝土不产生显著的损害。四、一般混凝土外加剂的掺量四、一般混凝土外加剂的掺量不同类型的外加剂的掺量是有一定规律的，通常： 无机盐类早强剂掺量为水泥重量的0.5～2.0％； 有机缓凝剂掺量为0.005～0.1％； 引气剂掺量0.005～0.03； 普通减水剂0.15～0.3％； 高效减水剂0.3～1.0。 应通过试验确定最佳掺量。五、掺量与性能的辩证关系五、掺量与性能的辩证关系西方的一位哲学家说：仙丹和毒药最终效果只是用量不同。 NaCL少掺早强，多掺缓凝； Na2CO3、NaHCO3少掺缓凝，多掺早强、促凝； 柠檬酸钠、葡萄糖酸钠少掺缓凝，多掺早强、促凝； …… 六、合理的运用外加剂的“叠加功能”六、合理的运用外加剂的“叠加功能”合理的运用外加剂的“叠加功能” ，往往会起到1＋1＞2的效果。 一般说：0.5％萘系高效减水剂（占胶结材料重，以下相同）＋0.25％木钠减水率大于0.75％萘系高效减水剂； 一般说：10％亚硝酸钠水溶液的冰点不如5％氯化钠＋5％亚硝酸钠水溶液的冰点低。 外加剂组分不正确的搭配会适得其反 在掺有木钙和硫酸钠的早强减水剂中加入三乙醇胺，会使混凝土凝结时间显著推迟，甚至达不到早强（1d）效果。 六、根据实际情况复配外加剂六、根据实际情况复配外加剂中国水泥产量最大，且品种复杂、稳定性差； 混凝土原材料日趋劣质化； 硅酸盐材料的自身特点； 外加剂原材料的品质（抵制假冒产品）； 积累试验数据及经验，熟悉每种外加剂原材料性能； 根据使用单位既有的混凝土配合比、材料现状（水泥、砂、石、掺合料）、混凝土等级、工程部位、施工工艺及外部环境等因素复配混凝土外加剂。复配外加剂常用原材料/减水剂复配外加剂常用原材料/减水剂木质素磺酸钙（钠）/木质素磺酸镁； 腐植酸盐、糖钙、铁铬盐； β-萘磺酸系减水剂 杂环减水剂：古玛隆树脂、蒽系减水剂、甲基萘减水剂、洗油减水剂、磺化焦油减水剂等； 氨基磺酸减水剂/浓度30％左右 三聚氰胺树脂 酮醛聚合物/浓度30％左右 聚羧酸盐/浓度20～40％左右复配外加剂常用原材料/早强剂复配外加剂常用原材料/早强剂三乙醇胺/ C6H15O3N、三异丙醇胺/ C9H21O3N；乙二醇/ C2H6O2、丙二醇（1.2） 无水硫酸钠/ Na2SO4、七水硫酸钠/ Na2SO4·7H2O、十水硫酸钠/ Na2SO4·10H2O、硫代硫酸钠/ Na2S2O3·5H2O、硫酸钾/ K2SO4、 硫氰酸钠/ NaSCN、硫氰酸钾/ KSCN、硫氰酸铵/ NH4SCN、硫氰酸铝/ AL（SCN）3； 溴化钠/ NaBr溴化钾/ KBr溴化钙/ CaBr2溴化铵/ NH4Br； 亚硝酸钠/ NaNO2、亚硝酸钙/ Ca（NO2）2、硝酸钠/ NaNO3硝酸钙/ Ca（NO3）2、硝酸钾/ KNO3； 氯化铁/ FeCL3、氯化铝/ ALCL3、氯化钠/ NaCL、氯化钙/ CaCL2氯化镁/ MgCL2、氯化铵/NH4CL、氯化亚锡/ SnCl2、铝酸钠/ NaALO2； 碳酸氢钠/ NaHCO3、碳酸钠/ Na2CO3、碳酸钾/ KCO3； 氟化钠/ NaF、氟硅酸钠/ Na2SiF6、氟硅酸镁/ MgSiF6； 草酸锂/ C2O4Li2、草酸钙/ C2O4Ca、乙酸钠/ C2H3O2Na、硅酸钠/ Na2O·n SiO2、丙烯酰胺/ C3H5NO。复配外加剂常用原材料/缓凝剂复配外加剂常用原材料/缓凝剂磷酸/ H3PO4、磷酸钠/ Na3PO4、三聚磷酸钠/Na5P3O10、磷酸二氢钠/ NaH2PO4、焦磷酸钠/ Na4P2O7、六偏磷酸钠/（Na3PO4）6； 硼酸/ H3BO3、十水硼酸钠/ Na2B4O7·10H2O； 硝酸锌/ Zn（NO3）2、硫酸锌/ ZnSO4、氯化锌ZNCL2； 柠檬酸/ C6H8O7·H2O、柠檬酸钠/ C6H5Na3O7·2H2O； 葡萄糖/ C6H12O6、葡萄糖酸钠/ C5H11O5COONa； 酒石酸/ C4H6O6、酒石酸钠钾/ C4H4KNaO6·4H2O； 棉白糖、赤砂糖、糖蜜、庚糖、庚糖酸钠、黄原胶、温轮胶、膦、丙三醇/C3H5（OH）3、糊精、环糊精、木质素等。复配外加剂常用原材料/引气剂 复配外加剂常用原材料/引气剂 松香皂、松香热聚物、皂化妥尔油； 十二烷基苯磺酸钠/ C18H29NaO3S、十二烷基硫酸钠/ C12H25NaO4S、脂肪醇硫酸钠/R·OSO3Na、 三萜皂苷/ C57H90O26 AOS /烯基磺酸钠 ［RCH＝CH（CH2）n－SO3Na］、 AES/乙氧基化烷基硫酸钠（低二噁烷） ［RO（CH2CH2O）n －SO3Na ］复配外加剂常用原材料/着色剂复配外加剂常用原材料/着色剂氧化铁红/ Fe2O3、氧化铁黑/ Fe3O4、氧化铁黄/ Fe2O3·H2O、氧化铬绿/ Cr2O3、 钛白粉/ TiO2、锌钡白/ ZnS·BaSO4、 碳黑/ C、 群青/ CoO·NaALO2、大红粉/ C23H17N3O2、 铬酸铅/ PbCrO4、铁蓝/ KFe〔Fe（CN）6〕、四氧化三铅/ Pb3O4复配外加剂常用原材料/防冻剂复配外加剂常用原材料/防冻剂乙二醇单甲醚（H3CCH2OCH2CH2OH）； 尿素［CO（NH2）2］； 氯化钙（CaCL2）、氯化钠（NaCL）； 硝酸钠（NaNO3）、硝酸钙/Ca（NO3）2、亚硝酸钠/NaNO3 、亚硝酸钙/Ca（NO2）2 ； 甲醇/CH4O 、乙二醇/C2H6O2 、丙二醇（1.2）/C3H8O2 ； 甲酸钠/HCOONa 等。复配外加剂常用原材料/增稠剂复配外加剂常用原材料/增稠剂黄原胶、琼脂、壳聚糖/(C6H11O4N)n、海藻酸钠/(C6H7O6Na)n、 聚乙烯醇、 糊精、环糊精、 羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、 聚丙烯酰胺等。复配外加剂常用原材料/防水剂复配外加剂常用原材料/防水剂氯化铁/ FeCl3、氯化亚铁/ FeCl2、氯化铝/ AlCl3； 硫酸亚铁/ FeSO4·7H2O 、硫酸铝/ Al2SO4·18H2O、硫酸铝钾/ K2SO4Al2(SO4) ·24H2O、硫酸铜CuSO4·5H2O； 硅酸钠/ Na2O·nSiO2、硅酸钾/K2SiO3； 三乙醇胺、三异丙醇胺； 硬脂酸铝/有机硅 ； 重铬酸钾、硫酸铬钾/KCr(SO4)2·12H2O复配外加剂常用原材料/其它复配外加剂常用原材料/其它尼纳尔（稳泡剂）； 磷酸三丁脂/ C12H27O4P、其它消泡剂； 减缩剂有一元醇类、二元醇类、氨基醇类和聚氧乙烯类等。一元醇类减缩剂中减缩效果最明显的是丁醇，但在干湿交替情况下很容易溶出。 二元醇类减缩剂中减缩效果最明显的是2—甲基—2，4—戊二醇 防腐剂主要分为如下几类：异噻唑啉酮类，释放甲醛类，苯并咪唑类，取代芳烃类，有机溴类，有机胺类，哌三嗪类等。如何配制泵送剂A？如何配制泵送剂A？欧美国家典型配方 1.减水剂 2.缓凝剂 3.适当量的碱 4.引气剂 5.消泡剂如何配制泵送剂B？如何配制泵送剂B？◆配制泵送剂（从外加剂方面解决） 1.混凝土坍落度/扩展度不够 ◎增大减水剂用量。 2.混凝土离析泌水 ◎减少减水剂用量或加引气剂、增稠剂。 3.混凝土坍落度损失过快 ◎①外加剂组分与水泥的适应性②有足够量的减水剂③选用的缓凝剂品种及用量是否合适④在外加剂中引入SO42－、和碱调整水泥中的SO42－、和可溶性碱。 外加剂配制方法外加剂配制方法 举例：配制液体泵送剂，掺量2％（占胶结材料重，以下相同）左右。 1.确定组分和掺量范围：减水剂0.7％、缓凝剂0.05％，引气剂0.01％，消泡剂0.001％，其余1.239％是水。 2.配制1kg产品各组分的实际用量：减水剂350g、缓凝剂25g，引气剂5g，消泡剂0.5g，其余619.5g水。 总量1000g 以上是最佳配合比吗？ nullL34水平因素表L34试验L34试验方案null说明 通过9次试验把81次可能都反应出来了； 可以在上组最佳方案的基础上再进一步实行优化； 用这种方法还可以判断各种物料影响产品性能的大小（进行极差）； 用这种方法可以对多种试验、生产方案进行优化； 请直接套用正交表。 null 谢谢大家