水泥与外加剂的适应性讲解

减水剂作用机理
3、润滑作用 高效减水剂的极性亲水基团定向吸附于水泥颗
粒表面，多以氢键形式与水分子缔合，再加上水分 子之问的氢键缔合，构成了水泥微粒表面的一层稳 定的水膜，阻止水泥颗粒问的直接接触，增加了水 泥颗 粒间的滑动能力，起到润滑作用，从而进一 步提高浆体的流动性。水泥浆巾的微小气泡，同样 对减水剂分的定向吸附极性基团所包裹，使气泡与 气泡及气泡 与水泥颗粒问也因同电性相斥而类似在水泥微粒间 加入许多微珠，亦起到润滑作用，提高流动性。
外加剂的技术指标及在混凝土中的主要作用
1、减水率—主要起增强作用。减水率越高，增强效 果越好。混凝土中保持水泥用量不变，可减少用 水量，能大幅提高混凝土的强度；保持强度不变， 可减少水泥用量，节约成本。
2、第二代外加剂：
减水率为12%~20%标志的外加剂，如奈系、脂肪族、蒽 系、三聚氢胺系；掺量0.5-1.0%,减水率10%-25%.根据 最终产品中硫酸钠含量,分为高浓(≤20%)和低浓(≤3%).
外加剂的发展历史
3、第三代外加剂：
减水率为20%~35%标志的外加剂，如氨基磺酸盐、聚 羧 酸盐。 氨基磺酸盐系高效减水剂:掺量低,减水率高(砂浆减水率 达35-50%),低水灰比下流动性好,与水泥适应性好,混凝 土坍落度大且损失小. 聚羧酸类高效减水剂:原材料包括丙烯酸,丙烯酸丁酯等. 对水泥的分散性好,保坍ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能好.减水率大.目前成本较高. 目前外加剂70%为第二代，30%为第三代。
水泥与外加剂的适应性
水泥外加剂的定义
专业名称应为混凝土外加剂，是一种在混 凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以 改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能 的材料。
混凝土外加剂按其主要功能为四类：
1、改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。 包括各种减水剂、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、着色剂、粘结 剂和碱-骨粉反应抑制剂等。
减水剂作用机理
减水剂作用机理
1、静电斥力理论 水泥水化后，由于离子间的范德华力作用以
及水泥水化矿物、水泥主要矿物在水化过程中带 不同电荷而产生凝聚，导致了混凝土产生絮凝结 构。高效减水剂大多属阴离子型表面活性剂，掺 入到混凝土中后，减水剂中的负离子-SO—、COO—就会在水泥粒子的正电荷Ca2+矿的作用 下而吸附于水泥粒子上，形成扩散双电层(Zel。 a电位)的离子分布，在表面形成扩散双电层的离 子分布，使水泥粒子在静电斥力作用下分散，把 水泥水化过程中形成的空间网架结构中的束缚水 释放出来，使混凝土流动化。
按化学成分分类
1减水剂：它具有增大混凝土流动性，改善和易性 等特点。如木质素磺酸钙、糖蜜等普通减水剂、 高效减水剂、早强减水剂、缓凝型减水剂、引气 型减水剂等。 2早强剂：提高混凝土的早期强度，降低水泥用量， 缩短养护时间。如氯化钙、氯化钠等普通早强剂。 3抗冻剂：可降低混凝土的冻结温度，促进混凝土 在零度以下强度的增长。如氯化钠、尿素、碳酸 钾、氨水等。 4速凝剂：加速水泥的水化反应，促使混凝土迅速 凝结和硬化。如：铝氧熟料、水玻璃溶液及铝酸 钠等。 5缓凝剂：延长混凝土凝结时间，降低水化热。如 酒石酸，石膏、酒石钾钠等。
按化学成分分类
6、引气剂：在混凝土中引入大量均匀封闭的微小 气泡，改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗冻性 及耐久性。如松香酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇等。 7、消泡剂（又称去泡剂）：它可抑制或消除混凝 土过多的有害气泡，如有机硅、磷酸脂、聚氧乙烯 等。 8、膨胀剂：在混凝土硬化过程中通过体积膨胀补 偿混凝土收缩，并限制条件下出现适宜的自应力。 如：明矾石、石膏、氧化钙、氧化镁等。 9、防水剂：可增加混凝土密实性，提高抗渗性， 对水泥有一定的促凝作用且提高强度。如氟硅酸盐、 粉煤灰、硅藻土、沥青乳液、松香。 10、密实剂：可在混凝土形成胶状的悬浮颗粒， 堵塞混凝土内毛细通道，提高密实性。如：三乙醇 胺等。
基本术语
外加剂掺量：外加剂掺量以外加剂占水泥(或总 胶凝材料)质量的百分数表示。
减水率：在混凝土坍落度基本相同时，基准混凝 土和受检混凝土单位用水量之差与基准混凝土单 位用水量之比。
泌水率：单位质量混凝土泌出水量与其用水量之 比。
初始坍落度：混凝土搅拌出机后，立刻测定的坍 落度。
坍落度损失：混凝土初始坍落度与某一特定时间 的坍落度保留值的差值。
按外加剂性能分类
1、高性能减水剂 （早强型、标准型、缓凝型） 2、高效减水剂（早强型、标准型、缓凝型） 3、普通减水剂（早强型、标准型、缓凝型） 4、引气减水剂 5、泵送剂 6、早强剂 7、缓凝剂 8、引气剂 目前市场上使用的外加剂都复合有不同的组成材料。
外加剂的发展历史
1、第一代外加剂：
减水率为5%~10%标志的外加剂，如木钙、糖蜜类外加剂； 掺量0.2—0.3%,减水率5-15%, 适用于5度以上的混凝土工 程,不宜蒸汽养护。如水泥中采用硬石 膏或氟石膏作调凝 剂,则应慎用.
减水剂作用机理
2、立体位阻效应 掺有高效减水剂的水泥浆中，高效减水剂的有机分
子长链实际上在水泥微粒表面是呈现各种吸附状态的。 不同的吸附态是因为高效减水剂分子链结构的不同所致， 它直接影响到掺有该类减水剂混凝土的坍落度的经时变 化。有研究表明萘系和三聚氰胺系减水剂的吸附状态是 棒状链，因而是平直的吸附，静电排斥作用较弱。其结 果是Zeta电位降低很快，静电衡容易随着水泥水化进程 的发展受到破坏，使范德华引力占主导，坍落度经时变 化大。而氨基磺酸类高效减水剂分子在水泥微粒表面呈 环状、引线状和齿轮状吸附，它使水泥颗粒之问的静电 斥力呈现立体的交错纵横式，立体的静电斥力的Zeta电 位经时变化小，宏观表现为分散性更好，坍落度经时变 化小。而多羧酸系接枝共聚物高效减水剂大分子在水泥 颗粒表面的吸附状态多呈齿形。这种减水剂不但具有对 水泥微粒极好的分散性而且能保持坍落度经时变化很小。