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混凝土外加剂的作用机理与水泥适应性及其影响因素和改善措施

第一篇：混凝土外加剂的作用机理与水泥适应性及其影响因素和改善措施混凝土外加剂的作用机理与水泥适应性及其影响因素和改善措施宁靖（深圳市福盈混凝土实业有限公司，广东深圳20151026）摘要：简要论述了混凝土外加剂与水泥的适应性及其影响因素和改善措施，可供混凝土试验员、混凝土生产与施工人员，以及工程管理、监理人员阅读参考。关键词：外加剂；作用机理；水泥；适应性；分析；改善措施一、外加剂的作用机理各种外加剂尽管成分不同，但均为表面活性剂，所以其减水作用机理相似。表面活性剂是具有显著改变(通常为降低)液体表面张力或二相间界面张力的物质，其分子由亲水基团和憎水基团二个部分组成。表面活性剂加入水溶液中后，其分子中的亲水基团指向溶液，憎水基团指向空气、固体或非极性液体并作定向排列，形成定向吸附膜而降低水的表面张力和二相间的界面张力，在液体中显示出表面活性作用。当水泥浆体中加入减水剂后，减水剂分子中的憎水基团定向吸附于水泥质点表面，亲水基团指向水溶液，在水泥颗粒表面形成单分子或多分子吸附膜，在电斥力作用下，使原来水泥加水后由于水泥颗粒间分子凝聚力等多种因素而形成的絮凝结构(图4—28)打开，把被束缚在絮凝结构中的游离水释放出来，这就是由减水剂分子吸附产生的分散作用。水泥加水后，水泥颗粒被水湿润，湿润愈好，在具有同样工作性能的情况下所需的拌和水量也就愈少，且水泥水化速度亦加快。当有表面活性剂存在时，降低了水的表面张力和水与水泥颗粒间的界面张力，这就使水泥颗粒易于湿润、利于水化。同时，减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面的溶剂化层增厚，增加了水泥颗粒间的滑动能力，又起了润滑作用[图4—29(a)、(b)]。若是引气型减水剂，则润滑作用更为明显。二、外加剂的品种及作用(1)减水剂：又称塑化剂或分散剂。拌和混凝土时加入适量的减水剂可使水泥颗粒分散均匀，同时将水泥颗粒包裹的水分释放出来，从而能明显减少混凝土用水量。减水剂的作用是在保持混凝土配合比不变的情况下，改善其工作性，或在保持工作性不变的情况下减少用水量，提高混凝土强度或在保持强度不变时减少水泥用量，节约水泥，降低成本。同时，加入减水剂后混凝土更为均匀密实，改善一系列物理化学性能，如抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等，提高了混凝土的耐久性。普通减水剂water-reducingadmixture，在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。高效减水剂superplasticizer，在混凝土坍落度基本相同的条件下，能大幅度减少拌合用水量的外加剂。高性能减水剂highperformancewaterreducer，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。(2)缓凝剂：能延缓混凝土凝结硬化时间，便于施工，能使混凝土浆体水化速度减慢，延长水化放热过程，有利于大体积混凝土温度控制。缓凝剂会对混凝土l～3d早期强度有所降低，但对后期强度的正常发展并无影响。一般缓凝剂可使混凝土的初凝时间延长l～4h，但这对高温情况下大仓面混凝土施工是不够的。为了满足高温地区和高温季节大体积混凝土施工需要，国家“八五”科技攻关项目研究出了高温缓凝剂，这种缓凝剂能在气温为(35+2)℃、相对湿度为(60+5)％的条件下混凝土初凝时间为6～8h。(3)早强剂：是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。主要作用机理是加速水泥水化速度，加速水化产物的早期结晶和沉淀。主要功能是缩短混凝土施工养护期，加快施工进度，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、蒸汽养护等等。(4)引气剂：是一种表面活性物质，它能使混凝土在搅拌过程中从大气中引入大量均匀封闭的小气泡，使混凝土中含有一定量的空气。好的引气剂能引入混凝土中的气泡达l0亿个之多，孔径多为0.05～0.2mm，一般为不连续的封闭球形，分布均匀，稳定性好，这样能显著提高混凝土的抗冻性、耐久性同时还能改善混凝土和易性，特别是在人工骨料或天然砂颗粒较粗、级配较差以及在贫水泥混凝土中使用效果更好，改善混凝土的泌水和离析，减少混凝土渗透性，提高混凝土抗侵蚀能力。(5)膨胀剂：是指能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂，掺入膨胀剂的目的是补偿混凝土自身收缩、干缩和温度变形防止混凝土开裂，并提高混凝土的密实性和防水性能。目前建筑工程中膨胀剂的应用越来越多，如地下室底板和侧墙混凝土、钢管混凝土、超长结构混凝土、有防水要求的混凝土工程等等。(6)泵送剂：能改善混凝土拌和物泵送性能的外加剂称为泵送剂，所谓泵送性，是指混凝土拌和物具有能顺利通过输送管道、不阻塞、不离析、料塑性良好的性能。泵送剂是硫化剂中的一种，