混凝土外加剂复习资料及试题Word文档下载推荐.doc
《混凝土外加剂复习资料及试题Word文档下载推荐.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土外加剂复习资料及试题Word文档下载推荐.doc（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
可能的情况是:
糖类缓凝剂：
是C3S水化的强延缓剂，能抑制C-S-H凝胶及CH晶核的形成，使水化延迟甚至完全停止。
不过糖是一种不稳定的缓凝剂，对有的水泥是优良的缓凝剂，对另一部分水泥则可能是促凝。
羟基羧酸类：
与C3S等溶出的钙离子结合，生成螯合环，吸附于C3S钙离子表面，控制C3S钙离子的溶出，减缓水化反应，使之缓凝。
磷酸盐类：
可溶性磷酸盐与水泥粒子表面溶出的钙离子结合生成不溶于水的钙盐覆盖于水泥粒子表面，生成不透水层，从而延缓了水泥的水化过程。
3、早强剂作用机理
是加速混凝土早期（1d、3d、7d）强度发展的外加剂。
氯盐类：
氯离子吸附于C3S和C2S表面，增加水泥颗粒的分散度，加速水泥初期水化反应，使溶液中存在大量的氯离子和钙离子，加速了水化物晶核的生成及成长；
与C3A作用，生成几乎不溶于水的水化氯铝酸钙和固溶体，与氧化钙作用生成溶解度极小的氧氯化钙，这些综合作用使水泥浆体中固体相比例增大，促使水泥凝结硬化，早期强度提高；
与水泥水化产物Ca（OH）2作用生成氯化钙，当有石膏存在时，氯化钙能加速C3A和石膏的反应，生成钙矾石，当硫酸根耗尽时，C3A和CaC12形成氯铝酸钙。
上述复盐的生成，发生体积膨胀，促使水泥石结实，加速凝结硬化，使早期强度提高。
硫酸盐类：
硫酸盐溶入水中与水泥水化产物Ca（OH）2反应，生成氢氧化钠和硫酸钙。
此硫酸钙颗粒很细，活性比外掺硫酸钙要高，因而与C3A反应的速度要快得多。
而氢氧化钠是活化剂，能提高C3A与石膏的溶解度，加速硫氯酸钙的形成，增加混凝土中硫氯酸钙的数量，促使水泥凝结硬化和早期强度的提高。
三乙醇胺类：
不改变水泥的水化生成物，但促使C3A与石膏之间形成硫氯酸钙的反应，而且与无机盐类复合使用时，既能催化水泥本身的水化，又能在无机盐类与水泥的反应中起
催化作用。
所以，三乙醇胺复合早强剂的早强效果优于单掺早强剂的效果。
4、引气剂的作用机理
是在混凝土搅拌过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。
（1）界面活化作用
引气剂的界面活化作用，即引气剂在水中被界面吸附，形成憎水化吸附层，降低界面能，使混凝土拌合过程中引入的气泡能够稳定存在。
（2）气泡作用
引气剂在混凝土中形成的气泡，属于溶胶性气泡，彼此独立存在，其周围被水泥浆体、骨料等包裹而不易消失。
5、防水剂作用机理
是能提高硬化混凝土在静水压力下的不透水性能的外加剂。
（1）减水类：
减水剂作为防水剂使用，能提高混凝土的抗渗性。
由于其对水泥具有强烈的分散作用和吸附作用，大大降低了水泥颗粒间的吸引力，有效地阻碍和破坏了颗粒间的絮凝作用，并释放出絮凝体中的水，从而减少混凝土用水量，使硬化后孔结构的分布得以改善，混凝土的密实度提高。
（2）引气类：
具有憎水作用的表面活性物质，能显著降低混凝土拌合水的表面张力，经搅拌可在混凝土拌合物中产生大量微细、密闭、互不连通的气泡，使毛细孔管变得细小、曲折、分散，减少了渗水通道。
另外还可增加粘滞性，改善和易性，减少沉降泌水和分层离析，弥补混凝土结构上的缺陷，从而提高混凝土的密实性和抗渗性。
（3）三乙醇胺类：
是水泥的激发剂，使水泥在水化早期生成较多的水化物，部分游离水结合为结晶水，相应减少了毛细管通道和孔隙，从而提高了混凝土的抗渗性。
当与氯盐、硫酸盐等无机盐复合时，三乙醇胺还能促进这些无机盐与水泥的反应，所形成的氯铝酸钙等络合物，体积膨胀，使混凝土密实性提高。
（4）其它无机质类：
三氯化铁、水玻璃、硅质粉末等。
三氯化铁、水玻璃与水泥水化产物氢氧化钙反应，分别形成氢氧化铁胶体和不溶性硅酸钙，填充砂浆或混凝土的孔隙，使抗渗性提高。
硅质粉末主要通过与水泥水化生成物反应，反应产物堵塞孔隙，同时，矿物质粉末还能增加水泥的水化反应，使混凝土抗渗性提高。
（5）其它有机质类：
主要是具有憎水作用的表面活性剂或化合物，通过憎水作用使混凝土防水。
（6）复合类：
多组分共同作用，优势互补，使混凝土抗渗防水能力得到提高。
6、膨胀剂作用机理
是能使混凝土产生体积微膨胀的外加剂。
（1）硫铝酸钙类：
在水泥水化过程中，生成钙矾石结晶体，产生体积膨胀，对混凝土起补偿收缩、防止开裂作用，并应能使混凝土中的钢筋在承载前受到一定的拉应力，从而使混凝土获得一定的预应力。
因生成的钙矾石填充于混凝土的毛细孔或气孔中，并能与C-S-H凝胶微晶交呈网络结构，使混凝土结构更加致密。
（2）石灰类：
膨胀剂中的CaO，在水泥水化初期，水化成胶凝状的Ca（OH）2产生体积膨胀；
胶凝状的Ca（OH）2发生晶型转化，变为更大的异方型、六方板状晶体，再次产生体积膨胀。
7、泵送剂的作用机理
泵送剂是能改善混凝土拌合物性能使之适应泵压输送的外加剂。
是一种和外加剂，主要成分为减水剂、引气剂和缓凝剂等。
因组成的组分不同，作用机理有所区别。
一个共性的机理是增加混凝土拌合物的坍落度；
降低水泥水化速度，分散水泥颗粒，使混凝土拌合物的坍落度保持或减小损失；
在压力输送状态下，保持拌合物的稳定性。
8、防冻剂作用机理
是能使混凝土在负温下硬化，或加速混凝土硬化，使之在规定时间内和养护条件下达到抗冻临界强度的外加剂。
是一种复合外加剂，主要有三种：
1.氯盐类；
2.氯盐阻锈类；
3.无氯盐类。
主要防冻成分有：
氯盐（氯化钙、氯化钠）、硝酸盐（亚硝酸钠、亚硝酸钙）、碳酸盐（碳酸钙、碳酸钾）、氨水（氢氧化铵）、尿素等。
其作用机理是降低混凝土中液相的冰点，防止混凝土受冻，并促进胶凝材料水化，使混凝土在负温下硬化。
四、生产工艺简介
目前混凝土中使用的外加剂，主要是以高效减水剂为主体（母体）与其它功能的外加剂或材料配制的复合型外加剂，单一性能的外加剂很少在混凝土中直接使用，通过复配的多功能外加剂是市场的主体。
外加剂的生产有化工合成和物理复配两种工艺。
（一）合成工艺
高效减水剂主要通过化工生产线合成制成，合成工艺有：
磺化反应、缩合反应、共聚反应、中和反应等。
（二）复配工艺
各种外加剂或其它材料通过试验确定配方，在混合设备中混合均匀制成需要性能的外加剂，混合过程中不发生化学反应，属物理复配。
（三）生产技术特点
1、对混凝土使用水泥的针对性（适应性），对不同水泥一般不通用；
2、不同组分的相容性；
3、不同组分的叠加效应，比单一组分使用效果更好；
4、定向配制的不通用性，针对不同的混凝土原材料，不同的季节等不具有通用性。
五、技术性能及质量要求
外加剂产品技术性能和质量既要符合国家产品标准的质量要求，又要满足相关国家规范标准的规定和混凝土施工的技术要求。
（一）产品标准要求
我国现有15种混凝土化学外加剂产品制订了相应的国家标准，其中泵送剂、聚羧酸高性能减水剂，既有国家标准也有国家行业标准。
1.匀质性指标。
生产单位通过8项匀质性技术指标设定控制值，每批控制。
在产品说明书、出厂检验报告中应明示匀质性指标的控制值，作为用户选用和质量验收的依据。
意义：
外加剂生产过程中同批和不同批之间的均匀性，要有效控制，质量等效。
1.氯离子含量：
不超过生产厂控制值；
无氯盐防冻剂≤0.0%。
2.总碱量：
不超过生产厂控制值。
3.含固量：
生产厂控制值＞25%时，控制在0.95-1.05倍范围内，小于时控制在0.90-1.10倍范围内。
4.含水率（固）：
生产厂控制值大于5%时，应控制在0.90-1.10倍范围内，小于或等于5%时，应控制在0.80-1.20倍范围内。
5.密度（液）：
生产厂控制值大于1.1时，应控制在控制值的±
0.03；
生产厂控制值小于或等于1.1时，应控制在控制值的±
0.02。
6.细度（固）：
应在生产厂控制值范围内。
7.PH值：
8.硫酸钠含量：
9.净浆流动度：
应不小于生产控制值的95%。
10.砂浆减水率（胶砂流动度）：
2.掺外加剂混凝土的性能指标。
2.1掺防冻剂混凝土的性能指标
（二）混凝土施工验收规范要求
外加剂使用前应检验外加剂与混凝土施工所用的水泥的适应性。
（三）环保要求
用于室内工程的混凝土中且能释放氨的外加剂，应控制氨的释放量。
室外工程的混凝土外加剂氨的释放量不受限制。
释放氨的限量，以氨（NH3）质量分数表示，混凝土外加剂中释放氨的量≤0.10%。
六、外加剂应用技术
n
（一）外加剂的选择
n
（二）外加剂的掺量
n（三）外加剂使用中的质量控制
外加剂在混凝土中的使用应严格遵守国家强制性建设标准《混凝土工程施工质量验收规范》和《混凝土外加剂应用技术规范》的要求，经试配进场复验合格后方可使用。
（一）外加剂的选择
1、外加剂的品种应根据设计和施工要求选择，通过试验及技术经济指标比较确定。
2、严禁使用对人体产生危害、对环境产生污染的外加剂。
3、掺外加剂混凝土所用水泥，宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥，并应检验外加剂与水泥的适应性，符合要求方可使用。
4、不同品种外加剂复合使用时，应注意其相容性及对混凝土性能的影响，使用前应进行试验，满足要求方可使用。
如聚羧酸系减水剂与萘系减水剂不能复合使用。
（二）外加剂掺量
1、外加剂掺量应以胶凝材料总量的百分比表示。
使用时分为内掺和外掺。
2、外加剂的掺量应按生产厂家提供的推荐掺量以及使用要求、施工条件、混凝土原材料等因素通过试验确定。
4、处于与水相接触或潮湿环境中的混凝土，当使用碱活性骨料时，由外加剂带入的碱含量（以当量氧化钠计）不宜超过1kg/m3混凝土，混凝土总碱量尚应符合国家标准《混凝土结构设计规范》的规定。
（三）外加剂使用中的质量控制
1、按GB50119—2003《混凝土外加剂应用技术规范》的规定，选用的外加剂应有生产厂家提供的下列文件：
（1）产品使用说明书，并应标明产品主要成分；
（2）出场检验报告及合格证；
（3）掺外加剂混凝土性能检验报告。
2、按GB50119—2003混凝土外加剂应用技术规范的规定，外加剂运到工地（或搅拌站）应立即取样进行复检，检验的项目应包括下表所列项目，进货与工程试配时一致，方可入库、使用。
3、外加剂应按不同生产单位、不同品种、不同牌号分别存放，标识应清楚。
4、粉状外加剂应防止受潮结块，如有结块，经性能检验合格后应粉碎至全部通过0.63mm筛后方可使用。
液体外加剂应放置阴凉干燥处，防止日晒、受冻、污染、进水或蒸发，如有沉淀等现象，经性能检验合格后方可使用。
5、外加剂配料计量应准确，计量误差（每盘或累计）不大于外加剂用量的1%。
6、外加剂以溶液掺加时，溶液中的水量应从拌合水中扣除。
7、液体外加剂宜与拌合水同时加入搅拌机内，粉状外加剂宜与胶凝材料同时加入搅拌机内。
8、含亚硝酸盐、碳酸盐的外加剂会引起应力腐蚀和晶格腐蚀，严禁用于预应力混凝土。
9、含氯盐的外加剂对钢筋有促锈作用，严禁用于预应力混凝土和潮湿环境中的钢筋混凝土。
10、尿素等铵盐配置的外加剂，在混凝土中碱性环境下产生化学反应释放出氨，对人体有刺激性危害，严禁用于办公、居住等建筑工程。
11、含有重鉻酸盐、亚硝酸盐、硫氰酸盐的外加剂，对人体有一定毒害作用，严禁用于饮水工程及于食品相接触的工程。
七、试验方法
（一）检验类别
分为出厂检验、型式检验和进场复验三种。
（二）取样方法
1、取样批量：
按进场批号逐批检验，不超过50t为一检验批，膨胀剂不超过200t为一检验批。
2、取样数量：
每一检验批取样量不少于0.2t水泥所用的外加剂量。
（三）匀质性检验
1、氯离子含量测定
1）离子色谱法
2）电位滴定法
2、碱含量测定：
按GB/T8077—2000进行测定
（1）方法原理
试样用约80℃的热水溶解，以氨水分离铁、铝；
以碳酸铵分离钙、镁。
滤液中碱（钾和钠），采用相应的滤光片，用火焰光度计进行测定。
（2）标准曲线的绘制
以6个不同浓度的氧化钾、氧化钠标准溶液分别在火焰光度计上按仪器操作规程进行测定，根据测得的检流计读数，对应标准溶液的浓度，分别绘制氧化钾及氧化钠的标准曲线。
3、密度测定：
对液体外加剂的密度有3种试验方法：
比重瓶法、液体比重天平法、精密密度计法。
可任选一种方法检测。
试验时要满足两个条件：
被测试样的温度保持20±
1℃；
试样必须清澈，如有沉淀应滤去。
检测结果允许差：
试验室内允许差为0.001g/mL；
试验室间允许差为0.002g/mL.
4、细度测定：
5、PH值测定
6、含固量测定
；
7、硫酸钠含量测定
采用重量法测定，试样加入氯化铵溶液发现絮凝物而不易过滤时改用离子交换重量法。
重量法
离子交换重量法
8、水泥净浆流动度测定：
9、砂浆减水率（胶砂流动度方法）测定
10、含水率测定
（四）掺外加剂混凝土性能检验
1、材料
（1）水泥：
使用混凝土外加剂性能检验用基准水泥，品质指标满足国家相关标准的规定，有效期为自生产之日起半年。
（2）砂：
使用中砂，细度模数为2.6~2.9，含泥量小于1%。
（3）石子：
使用公称粒径为5~20mm的碎石或卵石，采用二级配，其中5~10mm占40%，10~20mm占60%，满足连续级配要求，针片状颗粒含量小于10%，孔隙率小于47%，含泥量小于0.5%，如有争议以碎石结果为准。
（4）水：
使用饮用水或符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》的技术要求。
2、配合比掺外加剂的基准配合比，即为受检混凝土配合比
ａ） 水泥用量：
掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的单位水泥用量为360kg／m3；
掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土单位水泥用量为330kg／m3。
ｂ） 砂率：
掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的砂率均为43％～47％；
掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土的砂率为36％～40％；
但掺引气减水剂或引气剂的受检混凝土的砂率应比基准混凝土的砂率低1％～3％。
ｃ） 外加剂掺量：
按生产厂家指定掺量。
ｄ） 用水量：
掺高性能减水剂或泵送剂的基准混凝土和受检混凝土的坍落度控制在（210±
10）ｍｍ，用水量为坍落度在（210±
10）ｍｍ时的最小用水量；
掺其他外加剂的基准混凝土和受检混凝土的坍落度控制在（80±
10）ｍｍ。
混凝土防水剂可选择坍落度再180±
10mm时的最小用水量。
用水量包括液体外加剂、砂、石材料中所含的水量。
e）砂、石子用量：
按JGJ55计算确定。
3、混凝土的搅拌
采用符合JG3036要求的公称容量为60Ｌ的单卧轴式强制搅拌机。
搅拌机的拌合量应不少于20Ｌ，不宜大于45Ｌ。
外加剂为粉状时，将水泥、砂、石、外加剂一次投入搅拌机，干拌均匀，再加入拌合水，一起搅拌2min。
外加剂为液体时，将水泥、砂、石一次投入搅拌机，干拌均匀，再加入掺有外加剂的拌合水一起搅拌2min
出料后，在铁板上用人工翻拌至均匀，再行试验。
各种混凝土试验材料及环境温度均应保持在（20±
3）℃。
4、试件制作
混凝土试件制作及养护按GB/T50080进行，但混凝土预养温度为（20±
5、检验项目及数量
6、减水率测定
减水率为坍落度基本相同时，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。
减水率按式
（2）计算，应精确到0.1％。
………………………
（2）
式中：
WR——减水率，％；
W0——基准混凝土单位用水量，单位为kg/m3；
W1——受检混凝土单位用水量，单位为kg/m3。
WR以三批试验的算术平均值计，精确到1％。
若三批试验的最大值或最小值中有一个与中间值之差超过中间值的15%时，则把最大值与最小值一并舍去，取中间值作为该组试验的减水率。
若有两个测值与中间值之差均超过15%时，则该批试验结果无效，应该重做。
7、泌水率测定
8、含气量及含气量1h经时变化量测定
9、坍落度1h经时变化量及坍落度测定
10、凝结时间差的测定
12、50次冻融强度损失率比测定
13、渗透高度比测定
14、吸水量比测定
15、相对耐久性测定
16、抗压强度比测定
（五）环保要求指标检验
1、释放氨量测定
2、甲醛含量测定
（六）施工规范要求检验
（1）外加剂的水泥适应性检验方法
按水泥净浆流动度测定掺外加剂水泥净浆流动度，水泥称量600g，加水174g，或210g（液体外加剂应扣其含水率）搅拌4min。
（2）测定水泥净浆流动度
八、质量评定
（一）按产品标准的判定
（1）匀质性判定：
以生产厂的控制值为基准判定。
（2）混凝土性能评定：
各品种外加剂的混凝土拌合物性能指标有合格判定指标和参考指标之分，参考指标不影响产品是否合格的判定。
硬化混凝土性能指标各品种外加剂都要符合要求。
（3）判定规则：
①出厂检验判定。
型式报告在有效期内，且出厂检验结果符合匀质性指标的要求，可判定为该批产品检验合格。
②型式检验。
③复验
复验以封存样进行。
如果使用单位要求现场取样，应在生产和使用单位人员在场的情况下于现场抽取3个以上等量试样混合得到平均样，按照刑事检验或规范要求的项目检验。
（二）施工规范要求质量评定
外加剂与水泥适应性不符合使用要求的外加剂不能再工程中使用。
（三）外加剂检验中应注意的问题
1、多品种复合功能外加剂检验时，要满足每个品种的技术要求。
如具有泵送和防冻功能的外加剂，要同时满足泵送剂和防冻剂的技术要求。
2、按混凝土使用的水泥特点配制的外加剂，在使用基准水泥检测时，外加剂的性能可能会有不一致性，应注意具体情况具体分析，如区别强制性指标和推荐性指标，分别对待。
3、对既有国家标准也有国家行业标准的外加剂，在检验或验收中的选择，应遵照标准选择的一般原则，也要考虑用户需求的选择。
4、防冻剂负温指标的检验温度与使用温度（产品说明书给定的使用温度）有差别，使用温度比检测温度低5℃。
九、矿物外加剂简介
矿物外加剂，又称为混凝土矿物掺合料，已经成为商品混凝土中不可缺少的一个组分。
随着研究工作的不断深入，以及实际工程应用经验的积累，人们对矿物外加剂的认识也发生了很大的变化。
随着商品混凝土的普及和高性能混凝土的研究与应用，粉煤灰等一些工业废渣和天然矿物具有许多优良的特性，用于改善混凝土的性能，满足设计和施工要求。
（一）粉煤灰品质标准及其应用的有关规定
（二）磨细矿粉的品质标准及其应用有关规定
（三）硅灰的品质标准及其应用有关规定
硅灰是硅铁合金厂和硅单质厂在冶炼时通过收尘装置收集的随气体从烟道排除的极细粉末。
硅灰的主要化学成分是SiO2,一般占85%~96%。
通常在混凝土中使用的硅灰是指生产硅单质和75硅铁时的工业副产品。
矿物组成比较简单，主要是一些无定形的SiO2矿物。
在混凝土中的作用于粉煤灰相同，但作用效果有较大差异:
活性比粉煤灰大;
单用需水量大，与超塑化剂复合用有减水作用；
防止泌水、离析的作用更大；
对提高混凝土强度、耐久性能有更大的作用。
1、名词解释:
1、缓凝高效减水剂：
兼有缓凝和大幅度减少拌和水用量的外加剂。
2、无氯盐防冻剂：
氯离子含量≤0.1％的防冻剂称为无氯盐防冻剂。
3、混凝土膨胀剂：
与水泥、水拌和后经水化反应生成钙矾石、钙矾石和氢氧化钙或氢氧化钙，使混凝土产生膨胀的外加剂。
4、基准水泥：
符合GB8076规定，专门用于检验混凝土外加剂性能的水泥。
5、基准混凝土：
按照标准试验条件规定配制的不掺外加剂的混凝土。
6、受检混凝土：
按照标准试验条件规定配制的掺外加剂的混凝土。
7、砂浆、混凝土防水剂：
能降低砂浆、混凝土在静水压力下的透水性的外加剂。
8、防冻剂：
能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。
9、减水率：
坍落度基本相同时基准混凝土和掺外加剂混凝土单位用水量之差与基准混凝土单位用水量之比。
10、收缩率比：
龄期28d掺外加剂混凝土与基准混凝土干缩率的比值。
11、抗压强度比：
抗压强度比以受检混凝土与基准混凝土同龄期抗压强度之比表示。
12、室内允许差：
同一分析试验室同一分析人员（或两个分析人员），采用标准方法分析同一试样时，两次分析结果的允许偏差。
13、室间允许差：
两个试验室采用标准同一方法对同一试样各自进行分析时，所得分析结果的平均值之差的允许值。
14、坍落度增加值：
水灰比相同时受检混凝土与基准混凝土坍落度的差值。
15、受检负温混凝土：
按照标准规定的试验条件配置掺防冻剂并按规定
升级会员 