混凝土外加剂

学号：0804230101

化学外加剂

2011 ~ 2012学年秋学期

学院：材料科学与工程学院

专业班级：无机08-1班

姓名：王玉蜂

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论文翻译

化学外加剂

简介

除了水、骨料、液压水泥和纤维增强复合物之外，外加剂这种材料是在混凝土或砂浆拌合之前或拌合期间迅速加入其中的一种成分。在组成上，外加剂从表面活性剂，可溶性盐和聚合物到不溶性矿物变化。新拌和硬化阶段混凝土的性质可以通过向混合物中添加外加剂来改变。在所有生产的混凝土中，70%至80%的混凝土都含有一种或多种外加剂。因此，我们应熟悉常用的外加剂及它们的应用和限制。尽管混凝土具有固有的技术和经济优势，钢筋锈蚀还是导致了混凝土过早劣化，有时甚至崩溃，这已成为全世界的一个主要问题。混凝土劣化这个紧迫的问题已经使寻找新材料成为必要，而这种新材料可以使混凝土更加密实，更加牢固，更耐化学腐蚀，和更防水、防冻。如今，混凝土耐久性已成为一个必不可少的技术创新。必不可少的外加剂已引起了混凝土和砂浆在基础设施施工、维修/康复过程中的革新和发展。

外加剂用于改善新拌混凝土，砂浆和灰浆等的性能：

1.可以不增加和降低水含量来提高和易性或在长期操作中保持和易性。

2.按需求准确的延缓初凝时间。

3.改变渗透速率或能力

4.减少聚集。

5.提高泵送能力。

6.降低放热速率。

7.提高暴露条件下混凝土的耐久性。

8.降低坍落度损失。

外加剂也被用来改善硬化混凝土，砂浆和灰浆等性能：

1.在硬化初期降低放热。

2.能够在初期阶段获得高强度。

3.降低混凝土的渗透性。

4.控制由碱集料反应引起的膨胀。

5.增加混凝土对钢筋粘结力。

6.增加已有的和新的混凝土之间的联结。

7.改善冲击和磨损。

8.抑制内部金属的腐蚀。

9.生产彩色混凝土或砂浆。

总之，混凝土外加剂的优点是在混凝土塑性阶段获得可造，运输，易压缩存储的高性能耐久混凝土，在硬化阶段获得持久高强抗渗的混凝土。

了解外加剂如何作用是很重要的；那么我们就可以有效地监测所需参数。这些外加剂在水化体系的化学反应中发挥活性作用。

在被用于任何大的建筑活动之前，所有化学外加剂应充分测试它们的预期性能。重要的是准备试验的混凝土外加剂，符合要求，具有相同的类型和等级的水泥拟在现场使用。外加剂应在规定的剂量内，过量可能损害混凝土。最重要的是要记住，对优良的混凝土实例，外加剂是没有替代品的。

分类

外加剂在化学组成上差异很广，可能并不仅仅起到一种作用。因此，通过功能分类是很困难的。作为外加剂的化学物质大致分为两类：一些化学物质通过影响水的表面张力和吸附在水泥颗粒表面对水泥-水系统发挥瞬时作用；另一些则在几分钟到几小时之后分散成离子成分影响水泥化合物和水的反应。这些外加剂的物理作用对新拌混凝土流变性的影响显得立即明显，但化学作用却需要几天到几个月。

表面活性化学物质或表面活性剂

它们通过表面相互作用产生影响，包括引起减水剂。

引气剂

是在混凝土搅拌过程中能引入可控和稳定质量的空气，且不严重影响混凝土的凝结时间的外加剂。

常用的引气剂：

松香树脂类，如松香热聚物。

烷基苯磺酸盐累，如十二烷基硫酸钠，溴化十六烷基硫酸钠。

它改善了混凝土在冻融循环过程和de-icing盐腐蚀中的耐久性。空气泡沫作为一种可压缩球轴承，协助集料粒子的相互运动。引气剂在防止冻害方面的价值源于其能提供的具体范围内的无数微小气泡来缓解膨胀压力。

引气剂涉及一个发生在系统组成材料表面的物理化学过程。引气剂与水形成稳定的泡沫，在混凝土，这些分散的气泡具有稳定的大小和间距。泡沫的产生依赖于降低水的表面能。由于水分子中的氢键需要更多的能量来将它们分散。因为它们是表面活性剂，在混凝土混合物中，它们通过在表面与空气，水，水泥和骨料相互作用而发生作用。在水气界面，极性基团都朝向水相，降低表面张力，促进泡沫的形成和消除分散气泡凝聚的趋势。在固水界面，存在于水泥表面的极性基团，绑定到固体，而非极性基团则朝向水，使水泥表面产生的疏水性，使空气可以取代水并保持与固体粒子的连接。引气剂的基本结构是一个带有亲水性首部和疏水性尾部的长链分子。这使表面活性剂分子以这样的方式定位，水的表面张力得以降低，从而形成稳定的泡沫。

减水增塑剂、减水剂

由于水泥颗粒与水接触时有强烈的絮凝倾向，所以为达到一定的工作鞋，添加更多的水是有必要的，在水泥水化中产生孔隙度会导致浆体结构的弱化和耐久性的降低。为克服这个问题需要添加减水增塑剂。

增塑剂可以被定义为一种外加剂，添加时，可以在不改变工作性的前提下减少水含量，或者在不添加额外的水而提高工作性。

减水剂也叫高效减水剂，是因为他们能够在一个给定的混凝土配合比条件下，减少三至四倍的水。常用的减水剂是：

一）磺化三聚氰胺甲醛缩合物

范围通常在50 - 60，分子量在20000，由于磺酸盐侧链上钠的形成说明是非常易溶于水的。

二)磺化萘甲醛缩合物

范围在5 - 10，分子量为2000。

三）木素磺酸盐改性原油

来源于木pulp s，通常用作增塑剂。木质素磺酸的基本单位中有一个相当复杂的phenyl-propane骨架。取代基不同，除了磺酸盐外可能包括酚类，羧酸和甲氧基。

四）酸酰胺/多糖混合物和其他高分子量聚合物。

superplasticisers产生的机制，其效果是非常类似的正常增塑剂。前者由非常大的分子（胶体大小），溶于水，具有非常高的负电荷的离子。这些阴离子被吸引到水泥颗粒的表面和在正常水平的合使用，被吸附在足够数量的周围形成一个完整的单层。静电斥力和大离子的结合引起了个别水泥颗粒的快速分散。这样，困在原来的絮体中的水被释放，可以促进水泥浆体的流动性，从而提高混凝土的工作性。

凝结控制化学品

化学品用于改善所需的凝结时间。它们影响水化速度，从而控制凝结时间。

速凝剂

因为能提高水化速率所以这种外加剂能缩短凝结时间；这期间水泥仍然是可行的，导致早期混合的加剧。它们引起了水泥化合物的更快速溶解，特别是硅酸三钙，更能促进这些化合物的水化。大多数促凝剂在初期阶段对水泥浆体的流变性影响并不显著，因此不影响混合的一致性。然而，后期若在运输和存放过程中耽搁，水泥水化加强和混合加剧的效果将会影响新拌混凝土的和易性。混合加速器应放在最后位置，不得无故拖延。

氯化钙是最广泛使用的增速物。仅适用素质混凝土。它是作为液体或薄片，达到水泥重量的2%。尽管其有效性，氯化钙已失宠，因为其促进混凝土中钢

筋的腐蚀。由于这一趋势，在预应力或后张法预应力钢筋混凝土中它的使用被限制。氯化钙被甲酸钙所取代，但量是相同的。三乙醇胺和可溶性无机盐也被用来作为速凝剂。

缓凝剂

缓凝剂降低了凝结时间，他们放慢对水泥颗粒的初始水化率，使更多的时