混凝土外加剂基础知识讲座2013
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产品性能特点
减水率：18%～25%，甚至更高； 引气：几乎不引气，掺量高时含气量增加； 缓凝：无缓凝； 强度：早期强度高，28d强度提高20~40％； 坍损：采用超掺法，或混凝土浇筑前添加效果较
GB 50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》
二、 表面活性剂基本知识
表面活性剂定义
➢ 定义
一种显著降低液体表面张力或二相间界面张 力的物质。
➢ 基本作用
降低分散体系中两相界面的界面自由能，提 高分散体系的稳定性。
➢ 分子构造
极性基团 ——原子团 非极性基团——长碳链
疏水基（亲油基） 亲水基
高效减水剂
主要品种
1. 萘系高效减水剂（使用量最广，减水率较高） 2.蒽系高效减水剂（用量少，价格便宜） 3.三聚氰胺系高效减水剂（减水增强效果好，价格较高） 4.氨基磺酸盐系高效减水剂（减水率高，保坍较好） 5.脂肪族高效减水剂（减水率较高，保坍一般）
萘系高效减水剂分子结构
萘系粉剂
萘系水剂
萘系高效减水剂
表面活性剂在固体表面的 吸附，或是生成表面化合物，都
能改变固体的润湿性。
减水剂作用机理——（3）润滑
水泥
润滑
减水剂极性亲水基团与氢键缔合，在水泥颗粒表面形成溶剂 化水膜，减小摩擦，起到润滑作用。
表面活性剂分子量与性能关系
三、 常用外加剂介绍
常用外加剂
常用外加剂
减水剂 引气剂 缓凝剂 早强剂
减水剂定义
➢ 普通减水剂（第一代）
在混凝土坍落度基本相同的条件下，能够减少拌和用 水量的外加剂。（WR≥8%）
➢ 高效减水剂（第二代）
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。 （WR≥14%）
➢ 高性能减水剂（第三代）
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。 （WR≥25%）
普通减水剂应用范围
应用范围
（1）普通混凝土 （2）大体积混凝土 （3）大坝混凝土 （4）水工混凝土 （5）泵送混凝土等
主要用于配制强度等级不大 于C30的混凝土，可用于现浇混 凝土，钢筋混凝土及预应力混凝 土，但是由于普通减水剂具有一 定的引气、缓凝作用，不宜单独 使用于蒸养混凝土。
大体积混凝土 碾压混凝土
混凝土外加剂
沙建芳
2013.08.01
思考题
❖ பைடு நூலகம்夏季高温季节，搅拌站商品混凝土经约1.5h 的车程运输用于浇注隧道混凝土，需使用哪些外 加剂？ ❖现需浇注东北地区一海工桥梁桩基混凝土，如 何合理使用外加剂以提高混凝土耐久性？
纲要
❖ 混凝土外加剂定义与分类 ❖ 表面活性剂基本知识 ❖ 常用外加剂介绍 ❖ 特种外加剂介绍 ❖ 外加剂应用注意事项
表面活性剂分类
按离子类型分类：
如C12H25SO3-+Na+ 如C16H33NH3++Cl-
如CH3CH(NH2)COOH
表面活性剂基本功能
• 润湿：提高液体的润湿能力 • 分散：增加粒子间静电斥力 • 乳化：一种液体以微小液滴或液晶形式均匀分散 到另一
种不相混溶的液体介质中形成稳定的多相分散体系
减少单方水泥用量； 缩小构筑物尺寸。
混凝土中不可 缺少的第五组 分。
混凝土外加剂主要执行标准
GB 8076-2008 《混凝土外加剂》 JG/T 223-2007《聚羧酸高性能减水剂》 GB 8075-2005 《混凝土外加剂定义、分类、命名
与术语》 GB 8077-2012 《混凝土外加剂匀质性试验方法》
收缩率比
定义：28d龄期时受检混凝土与基准混凝土的收 缩率的比值。
混凝土外加剂主要技术要求
普通减水剂
木质素磺酸盐：造纸废液经适当处理得到的产品， 兼有减水、引气、缓凝功能。
糖 钙： 制糖工业副产品——废蜜与石灰乳制成 的产品。兼有减水、缓凝功能。
掺量 减水率 含气量 缓凝 泌水性能 抗压强度比 其它
• 增溶：使不溶或微溶于水的有机化合物溶解度显著增大 • 起泡 • 消泡
减水剂作用机理
吸附分散 润湿 润滑
减水作用机理——（1）吸附分散
（1）吸附分散（静电效应）: 减水剂的疏水基团定向吸附在水泥质点表面，水泥表面上
带相同电荷，在静电斥力作用下絮凝结构解体，游离水释放。
减水剂作用机理——（2）润湿
减水剂性能评价指标
减水率
抗压强度比
主要评价指标
收缩率比
含气量
凝结时间差
泌水率比
1h经时变化量（坍落度）
减水剂性能评价指标
减水率
定义：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。
减水剂性能评价指标
抗压强度比
定义：掺外加剂混凝土与基准混凝土同龄期抗压 强度的比值。
剂、养护剂、脱模剂等
外加剂的用途
➢ 改善新拌混凝土、砂浆、水泥浆的性能
改善混凝土的和易性，减少离析、泌水，减小 坍损，改善可泵性； 缩短或延长初凝时间。
➢ 改善硬化混凝土力学、耐久性能
提高强度、弹模； 减少收缩或补偿收缩； 提高抗渗、抗冻融、抗碳化能力； 抑制碱集料反应。
➢ 获得良好的经济效益
粉煤灰
矿粉
外加剂定义
狭义：一般是指掺量不大于水泥质量5％（特殊情况 除外）的化学外加剂 。
广义： 化学外加剂和矿物外加剂
混凝土外加剂的分类
分类（按主要功能划分）
改善流变性能: 减水剂、泵送剂，增稠剂 调节凝结时间、硬化性能: 速凝剂、缓凝剂、早
强剂、促凝剂 改善耐久性: 引气剂、防水剂、阻锈剂 改善其它性能: 膨胀剂、防冻剂、着色剂、减缩
木质素磺酸盐
糖钙
0.1%~0.3%
0.1%~0.3%
8%~14% 增加2~5%
5%~8% 增加1~2%
延长2~4h 减小泌水
延长3~10h 减小泌水
105~120%
100~110%
1. 遇硬石膏做调凝剂的水泥，可能产生假凝； 2. 超掺时严重缓凝，可能不凝；
目前市场减水剂中已很少单独使用普通减水剂，一般与高效减水剂复合使用。
一、 混凝土外加剂定义与分类
外加剂定义
外加剂定义（GB/T 8075－2005） 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。
矿物外加剂（GB/T 18736-2002 ） 矿物外加剂是在混凝土搅拌过程中加入的、具有一定细度
和活性的用于改善新拌和硬化混凝土性能（特别是耐久性 能）的某些矿物类产品。
减水率：18%～25%，甚至更高； 引气：几乎不引气，掺量高时含气量增加； 缓凝：无缓凝； 强度：早期强度高，28d强度提高20~40％； 坍损：采用超掺法，或混凝土浇筑前添加效果较
GB 50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》
二、 表面活性剂基本知识
表面活性剂定义
➢ 定义
一种显著降低液体表面张力或二相间界面张 力的物质。
➢ 基本作用
降低分散体系中两相界面的界面自由能，提 高分散体系的稳定性。
➢ 分子构造
极性基团 ——原子团 非极性基团——长碳链
疏水基（亲油基） 亲水基
高效减水剂
主要品种
1. 萘系高效减水剂（使用量最广，减水率较高） 2.蒽系高效减水剂（用量少，价格便宜） 3.三聚氰胺系高效减水剂（减水增强效果好，价格较高） 4.氨基磺酸盐系高效减水剂（减水率高，保坍较好） 5.脂肪族高效减水剂（减水率较高，保坍一般）
萘系高效减水剂分子结构
萘系粉剂
萘系水剂
萘系高效减水剂
表面活性剂在固体表面的 吸附，或是生成表面化合物，都
能改变固体的润湿性。
减水剂作用机理——（3）润滑
水泥
润滑
减水剂极性亲水基团与氢键缔合，在水泥颗粒表面形成溶剂 化水膜，减小摩擦，起到润滑作用。
表面活性剂分子量与性能关系
三、 常用外加剂介绍
常用外加剂
常用外加剂
减水剂 引气剂 缓凝剂 早强剂
减水剂定义
➢ 普通减水剂（第一代）
在混凝土坍落度基本相同的条件下，能够减少拌和用 水量的外加剂。（WR≥8%）
➢ 高效减水剂（第二代）
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。 （WR≥14%）
➢ 高性能减水剂（第三代）
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。 （WR≥25%）
普通减水剂应用范围
应用范围
（1）普通混凝土 （2）大体积混凝土 （3）大坝混凝土 （4）水工混凝土 （5）泵送混凝土等
主要用于配制强度等级不大 于C30的混凝土，可用于现浇混 凝土，钢筋混凝土及预应力混凝 土，但是由于普通减水剂具有一 定的引气、缓凝作用，不宜单独 使用于蒸养混凝土。
大体积混凝土 碾压混凝土
混凝土外加剂
沙建芳
2013.08.01
思考题
❖ பைடு நூலகம்夏季高温季节，搅拌站商品混凝土经约1.5h 的车程运输用于浇注隧道混凝土，需使用哪些外 加剂？ ❖现需浇注东北地区一海工桥梁桩基混凝土，如 何合理使用外加剂以提高混凝土耐久性？
纲要
❖ 混凝土外加剂定义与分类 ❖ 表面活性剂基本知识 ❖ 常用外加剂介绍 ❖ 特种外加剂介绍 ❖ 外加剂应用注意事项
表面活性剂分类
按离子类型分类：
如C12H25SO3-+Na+ 如C16H33NH3++Cl-
如CH3CH(NH2)COOH
表面活性剂基本功能
• 润湿：提高液体的润湿能力 • 分散：增加粒子间静电斥力 • 乳化：一种液体以微小液滴或液晶形式均匀分散 到另一
种不相混溶的液体介质中形成稳定的多相分散体系
减少单方水泥用量； 缩小构筑物尺寸。
混凝土中不可 缺少的第五组 分。
混凝土外加剂主要执行标准
GB 8076-2008 《混凝土外加剂》 JG/T 223-2007《聚羧酸高性能减水剂》 GB 8075-2005 《混凝土外加剂定义、分类、命名
与术语》 GB 8077-2012 《混凝土外加剂匀质性试验方法》
收缩率比
定义：28d龄期时受检混凝土与基准混凝土的收 缩率的比值。
混凝土外加剂主要技术要求
普通减水剂
木质素磺酸盐：造纸废液经适当处理得到的产品， 兼有减水、引气、缓凝功能。
糖 钙： 制糖工业副产品——废蜜与石灰乳制成 的产品。兼有减水、缓凝功能。
掺量 减水率 含气量 缓凝 泌水性能 抗压强度比 其它
• 增溶：使不溶或微溶于水的有机化合物溶解度显著增大 • 起泡 • 消泡
减水剂作用机理
吸附分散 润湿 润滑
减水作用机理——（1）吸附分散
（1）吸附分散（静电效应）: 减水剂的疏水基团定向吸附在水泥质点表面，水泥表面上
带相同电荷，在静电斥力作用下絮凝结构解体，游离水释放。
减水剂作用机理——（2）润湿
减水剂性能评价指标
减水率
抗压强度比
主要评价指标
收缩率比
含气量
凝结时间差
泌水率比
1h经时变化量（坍落度）
减水剂性能评价指标
减水率
定义：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。
减水剂性能评价指标
抗压强度比
定义：掺外加剂混凝土与基准混凝土同龄期抗压 强度的比值。
剂、养护剂、脱模剂等
外加剂的用途
➢ 改善新拌混凝土、砂浆、水泥浆的性能
改善混凝土的和易性，减少离析、泌水，减小 坍损，改善可泵性； 缩短或延长初凝时间。
➢ 改善硬化混凝土力学、耐久性能
提高强度、弹模； 减少收缩或补偿收缩； 提高抗渗、抗冻融、抗碳化能力； 抑制碱集料反应。
➢ 获得良好的经济效益
粉煤灰
矿粉
外加剂定义
狭义：一般是指掺量不大于水泥质量5％（特殊情况 除外）的化学外加剂 。
广义： 化学外加剂和矿物外加剂
混凝土外加剂的分类
分类（按主要功能划分）
改善流变性能: 减水剂、泵送剂，增稠剂 调节凝结时间、硬化性能: 速凝剂、缓凝剂、早
强剂、促凝剂 改善耐久性: 引气剂、防水剂、阻锈剂 改善其它性能: 膨胀剂、防冻剂、着色剂、减缩
木质素磺酸盐
糖钙
0.1%~0.3%
0.1%~0.3%
8%~14% 增加2~5%
5%~8% 增加1~2%
延长2~4h 减小泌水
延长3~10h 减小泌水
105~120%
100~110%
1. 遇硬石膏做调凝剂的水泥，可能产生假凝； 2. 超掺时严重缓凝，可能不凝；
目前市场减水剂中已很少单独使用普通减水剂，一般与高效减水剂复合使用。
一、 混凝土外加剂定义与分类
外加剂定义
外加剂定义（GB/T 8075－2005） 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。
矿物外加剂（GB/T 18736-2002 ） 矿物外加剂是在混凝土搅拌过程中加入的、具有一定细度
和活性的用于改善新拌和硬化混凝土性能（特别是耐久性 能）的某些矿物类产品。