外加剂应用中的常见问题.ppt

外加剂应用中的常见问题外加剂应用中的常见问题基本概念和现状• 随着混凝土的发展，外加剂扮演着愈加重要的角色，将来几乎没有 不使用外加剂的混凝土 • 外加剂不是万能药，不要指望用外加剂解决混凝土的所有问题一 种外加剂只有一种或几种性能，不一定能满足技术要求 • 我国是世界第一水泥生产大国，水泥厂多如牛毛，生产工艺、水泥 品种、原材料来源等千差万别，给使用外加剂带来极大困难 • 北京市砂石料紧缺，来源复杂，质量呈逐渐下降趋势，波动大，使 用时很难控制 • 掺和料品种杂，质量不稳定，良莠不齐，对外加剂的使用和混凝土 质量控制造成很大困难，等等 • 在以上情况下，除了选用合适的原材料和配合比外，正确使用外加 剂，了解外加剂使用中常见的问题，对混凝土的生产和质量控制有 很大好处外加剂的选择• 对外加剂的基本性能要求： 1. 能改善混凝土的一种或几种性能，而不产生副作用，或副作用很小； 2. 能保持良好的匀质性和稳定性； 3. 对混凝土中钢筋或预埋金属件没有侵蚀作用； 4. 使用安全，没有环境污染 • 外加剂的选择是根据设计、施工等对混凝土性能的要求而定 ，如强度等级、耐久性、弹性模量等，以及施工工艺、施工 季节、浇筑部位和体积等。

另外，还要考虑原材料状况，如 水泥品种、砂石情况等 • 选择外加剂时，必须采用实际使用的原材料进行混凝土试验 ，并宜采用不同厂家的同一类型（或品种）的外加剂进行对 比试验，根据试验结果选用技术、经济效果最合适的外加剂 • 选择外加剂的原则：一是性能满足使用要求；二是经济合理 外加剂的掺量• 外加剂的最佳掺量是获得最好的技术经济效果的重要因素 • 外加剂的最佳掺量是通过试验确定的，其基本原则是：在满 足混凝土性能要求的前提下，采用最低掺量 • 不同外加剂的最佳掺量不同；同一种外加剂用于不同混凝土 时，掺量也不完全相同原材料或配合比改变，外加剂的掺 量也会变化 • 决定外加剂掺量的因素： 1. 外加剂的品种； •外加剂的应用范围； •水泥品种、细度、矿物组成和混合材等； •混凝土其它原材料，配合比、单位用水量等； •外加剂的复合方式（成分、比例）； •外加剂的掺入方式； •气候、温度等外加剂的掺量• 不同外加剂的掺量是有一定规律的如：使用环境常温负温蒸养 无机盐早强剂1~2% 有机缓凝剂0.02~0.1% 引气剂0.002~0.006% 普通减水剂0.2~0.3% 高效减水剂0.5~1.2%0.3~0.5% 硫酸钠2%1% 氯化钙1%4% 防冻剂由冰点决定 复合防冻剂单一防冻剂的1/2水泥适应性• 水泥中C3A、C3S的含量吸附活性顺序：C3A>C4AF>C3S>C2S。

C3A含量高时，减水作用减小C3AC4AF C3S、C2S水泥适应性• 水泥中石膏的影响 1. 铝酸盐和水直接反应会产生闪凝水泥中掺加二水石膏调节水泥的 凝结时间水泥浆溶液中的硫酸钙必须充分溶解并有足够硫酸盐离 子和钙离子供给生成硫铝酸钙 2. 熟料太热时与石膏共同磨细会使石膏脱水产生半水石膏和无水石膏 ，半水和无水石膏水化会使水泥产生假凝假凝可以通过进一步拌 和，破坏生成物结构而恢复流动性闪凝则不同，如果不加水，它 不可能通过进一步拌和消除它的刚构 3. 部分水泥厂采用硬石膏作调凝剂，这种水泥会产生与外加剂不适应 的问题木钙对某些用硬石膏的水泥有速凝作用不掺时，用石膏 和用硬石膏的水泥的初、终凝时间相同，掺加0.2%的木钙后，用石 膏的水泥的初凝时间延长4h左右，用硬石膏的水泥则快速凝结水 泥中石膏与硬石膏的比例小于2时，掺加外加剂将产生速凝，硬石 膏溶解速度比石膏小，当掺加木钙后，硬石膏在饱和石灰溶液中的 溶解性进一步减小水泥适应性外加剂对使用不同石膏的水泥的凝结时间的影响外加剂种类二水石膏硬石膏初凝终凝初凝终凝木质素类4：117：55速硬6：05糖蜜类5：2510：02速硬1：19萘磺酸盐类2：475：253：425：20水泥适应性• 水泥碱含量的影响• 水泥中碱含量高，减水剂的作用降低。

• 水泥中碱含量高，凝结时间缩短早期强度提高水 泥Na2O+0.658k2O （%）减水剂品种及掺量（%）流动度 （mm）萘系减水剂木 钙42.5普通 水泥0.520.502851.302602.001050.520.252051.301902.00115水泥适应性• 水泥可溶碱（事实上，可溶SO42-来自碱）、细度、C3A含量和 石膏类型、掺和料种类，是控制掺萘系减水剂水泥浆与混凝 土流变性的关键因素最佳可溶碱含量在0.4～0.6%当量Na2O 萘系减水剂在水泥颗粒上的吸附率和水泥水化速率受这些 参数影响，它们控制混凝土流动度损失率• 使用可溶碱含量低的水泥时，不仅当减水剂掺量不足时会较 快损失坍落度，而当剂量稍高于饱和点时，又会出现严重的 离析与泌水•使用含木质素类外加剂，为保险起见，使用任何外加剂前， 都应该进行试验，验证外加剂的性能是否满足要求，是否与 水泥等原材料之间存在适应性问题并通过试验确定合适的 外加剂品种以及相应的掺量保持分散机理• 引入缓凝基团 ，延迟水泥水 化反应 • 立体排斥力 • 溶于碱而不溶 于水的高分子 化合物坍落度损失—保持机理坍落度损失的机理• 水泥中所含石膏的溶解度取决其存在形态、水灰比 、温度等因素。

水泥含碱量过高或过低，对高效减 水剂—水泥相容性都带来不利影响这可能是因为它改变石膏的溶解度，从而影响C3A的水化所造成• 含磺酸基团高效减水剂可以迅速和水泥中C3A反应， 因此被消耗，使液相里游离的减水剂浓度降低，混 凝土由于减水剂存在使坍落度增大的效果减小，甚 至消失，因此表现为坍落度损失• 常规的坍落度控制方法：1. 后掺法；•与缓凝剂复合； •新型外加剂，如聚羧酸盐 • 非常规的坍落度损失解决办法：1. 外加剂中复合适当的硫酸钠；•外加剂中复合适当的碳酸钾； •适当调整配合比坍落度损失坍落度损失• 使用Na2SO4控制坍损的原理：•水泥中SO3加量与C3A和碱含量之间的关系如下：Y=aX1+bX2式中：Y---- SO3加量（%）；X1、X2---- C3A、碱含量（%）；a、b----系数，硅酸盐水泥分别为：0.24、0.16；普硅水泥：0.14、0.96•SO3加量随水泥中C3A和碱含量的增加而增加即SO3加量与水泥中C3A和碱 含量成正比•石膏含量充足时，能不断提供硫酸根离子，液相中钙离子浓度保持较高 此时，通过调整缓凝成分及含量就能控制坍损•当石膏加量不足时，C3A和石膏反应生成的钙矾石较少，不能有效控制C3A 的水化，使凝结加快，流动性很快损失。

此时，仅用缓凝组分很难控制 坍损必须另外掺加一部分能提供硫酸根离子的外加剂成分坍落度损失• 造成“欠硫化”现象的原因:1.石膏加量不足，或熟料粉磨过程中温度变化改变了石膏 的形态，二水石膏部分改变成半水石膏、无水石膏，比 例发生了较大改变2.混凝土配合比变化，如水灰比（水胶比）、用水量变小 ，使可溶性SO3总量减少3.掺加外加剂后，使碱含量提高，因此石膏溶解度减小4.环境温度变化，影响石膏的溶解度5.以上因素的综合作用坍落度损失• 使用Na2SO4控制坍损（计算实例）：一般低浓萘系减水剂中Na2SO4含量为20%左右在使用含碱量较 低的水泥配制混凝土时，尤其使水泥用量较低时，外加剂中 碱含量高会使石膏的溶解度降低，可能会发生“欠硫化”现象 若低浓萘系减水剂掺量为水泥的1%，折算碱含量增加0.19%，相 应的SO3应增加0.11%，掺低浓萘系减水剂1%时SO3应增加为：SO3=0.19%*0.96=0.18%应补充SO3：SO3=0.18%-0.11%=0.07%折算成：Na2SO4=0.07%/0.56=0.125%即在外加剂中应复合水泥用量0.125%的Na2SO4坍落度损失• 使用Na2SO4控制坍损（应用实例）： 原材料：兴发P.O32.5水泥，II级粉煤灰； 复配萘系外加剂A、B、C。

C30配合比及坍落度变化：编 号配合比坍落度WCFaSGY0min30min60min90min 11853496275210332.63220170130-- 21853496275210332.12220200165-- 31853496275210332.32220215200170坍落度损失• 使用Na2SO4控制坍损（应用实例）：成分（%）123 NF0.450.450.45STPP0.100.050.05 LM0.05---- AE--0.010.01 Na2SO4----0.05 CMC--0.0050.005掺量0.600.5150.565坍落度损失•使用K2CO3控制坍损（应用实例）：*其原理与硫酸盐相同，只是生成的不是钙矾石，而是碳铝酸盐（ 3CaOㆍAl2O3ㆍCaCO3ㆍ11H2O),控制C3A的水化，减小流动性损失C30混凝土，水泥：P.S32.5，Fa:II级试验情况如下：编 号配合比坍落度WCFaSGY0min30min60min90min11953657067511003.35215165155--21953657067511003.35225185180--31953657067511003.40225190190--41953657067511004.18225--22017坍落度损失• 使用K2CO3控制坍损（应用实例）：1234NF 0.60NF 0.60NF 0.40NF 0.70STTP 0.07STTP 0.07CLS 0.30STTP 0.07AE 0.02K2CO3 0.07STTP 0.07K2CO3 0.06CMC 0.01AE 0.02K2CO3 0.07硅油 0.10--CMC 0.01CMC 0.01--掺量 0.70掺量 0.77掺量 0.85掺量 0.93坍落度损失适当调整配合比，保持坍落度 •有时在配合比与外加剂匹配方面存在问题，因为外加剂不仅 受配合比中各种原材料的影响还受材料用量的影响。

•用水量的影响最大，在保证混凝土性能的前提下，适当提高 用水量可保证坍落度损失较小 •细砂同样会增大坍落度损失，尤其是砂子吸水率高时更为明 显适当降低砂率，有助于解决坍落度问题 •外加剂掺量过小，坍落度损失快使用外加剂时，有一个合 适的掺量，如低于某一掺量，外加剂的作用不能持续发挥， 必然导致坍落度损失过快 •掺和料用量调整在强度等有保证的前提下，适当增加掺和 料比例，不但可降低混凝土成本，对混凝土的工作性也有很 大好处坍落度静态和动态损失• 在静态和动态的情况下，坍落度的损失是不一样的 • 正常情况下，静态损失比动态损失要大10~20mm因初 试坍落度不同，其差别也不同 • 有时，在试验室进行坍落度损失试验，发现坍落度损失 很快，而工程应用中损失很小，这种现象不是经常发生 • 发生这种现象的原因很可能与水泥有关水泥中石膏的 形态在磨细过程中发生了轻度改变，部分石膏由二水状 态变为半水或无水状态与水接触后半水或无水石膏又 转变为二水石膏，即发生轻度假凝，在静态时，坍落度 表现为损失快，而在动态时，石膏无法形成固态结构， 因此混凝土的坍落度和流动性并无太大变化混凝土的离析和泌水• 配制流态混凝土时，流动性和粘聚性失去平 衡，当粘聚性低时混凝土在自身重力或其它 外力作用下产生相分离，破坏了材料组成的 均匀性和稳定性，导致分离。

• 通常，泌水是离析的前奏，离析必然导致分 层，增加堵泵的可能• 少量泌水在工程中是允许的，而且对防止产 生混凝土表面裂缝有利混凝土的离析和泌水•产生混凝土离析和泌水的主要原因： 1. 砂率偏低或砂子中细颗粒含量少使混凝土保水性 低，砂子含泥量大易产生浆体沉降，即“抓底”； 2. 胶凝材料总量少，浆体体积小于300L/m3； 3. 石子级配差，或单一粒径的石子； 4. 用水量大，使混凝土拌合物粘。