第四章 混凝土第四章 混凝土

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第四章 混凝土 第四章 混凝土

第一节 混凝土概述第一节 混凝土概述 第二节 混凝土的的组成材料第二节 混凝土的的组成材料 第三节 混凝土的主要技术性质第三节 混凝土的主要技术性质 第四节 混凝土配合比设计第四节 混凝土配合比设计 第五节 混凝土外加剂第五节 混凝土外加剂 第六节 其他混凝土第六节 其他混凝土

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第五节 混凝土外加剂第五节 混凝土外加剂

在混凝土拌和时或拌和中掺入的、掺量不大于在混凝土拌和时或拌和中掺入的、掺量不大于水 泥质量水 泥质量 5%5% （特殊情况下除外）并能对混凝（特殊情况下除外）并能对混凝土的正常性能按要求而改善的物质。土的正常性能按要求而改善的物质。

定义：定义：

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混凝土外加剂功能

品种较多，功能各异，提高和改善混凝土各项性能。 外加剂新品种和应用技术迅速发展，促进了混凝土施工新技术的发展，在保证顺利施工和控制质量方面功效巨大 。

满足工程耐久性要求的最佳、最有效、最易行的途径之一。

改善混凝土性能，促进了施工技术革命

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种类 ①改善新拌混凝土流变性能的外加剂，如普通减水剂、高效减水剂，早强减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、泵送剂等。

②调节混凝土凝结硬化性能的外加剂，如早强剂、缓凝剂、速凝剂等。

③改善混凝土耐久性的外加剂，如引气剂、阻锈剂、防冻剂等。

④改善混凝土其他性能的外加剂，如加气剂、防水剂、着色剂、膨胀剂等。

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一、减水剂 概念 减水剂是指在保持混凝土稠度不变的条件下，具有

减水增强作用的外加剂。

根据减水剂的作用效果及功能情况，可分为普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂及引气减水剂等。

分类

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减水剂的减水作用 当水泥加水拌合后，由于水泥颗粒间分子凝聚力的作用，使

水泥浆形成絮凝结构。 减水剂的表面活性作用，致使憎水基团定向吸附于水泥颗粒

表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同的电荷，在电斥力作用下，水泥颗粒互相分开，絮凝结构解体，包裹的游离水被释放出来，从而有效地增加了混凝土拌合物的流动性。

减水剂作用原理可由吸咐——分散作用、润滑作用、湿润作用三部分组成。只要掺入少量的减水剂，就可使硬化前混凝土和易性改善，硬化后混凝土性能改善，减水剂已成为高性能混凝土主要成分。

一、减水剂

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根据使用目的不同，在混凝土中加入减水剂后，一般可取得以下效果：

增加流动性 在用水量及水泥用量不变时，混凝土坍落度可增大 100 ～ 200mm ，明显提高混凝土流动性，且不影响混凝土的强度。泵送混凝土或其他大流动性混凝土均需掺入高级减水剂；

提高混凝土强度 在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌合水量 10 ％～ 15 ％，从而降低了水灰比，使混凝土强度提高 15 ％～ 20 ％。特别是早期强度提高更为显著。掺人高效减水剂是制备早强、高强、高性能混凝土的技术措施之一；

一、减水剂减水剂的技术经济效果

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节约水泥 在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以在减少拌合水量的同时，相应减少水泥用量，即在保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量 10 ％～ 15 ％，且有利于降低工程成本；

改善混凝土的耐久性 由于减水剂的掺入，显著地改善了混凝土的孔结构，使混凝土的密实度提高，透水性降低，从而可提高抗渗、抗冻、抗化学腐蚀及防锈蚀等能力。

掺用减水剂后，还可以改善混凝土拌合物的泌水、离析现象，延缓混凝土拌合物的凝结时间，减慢水泥水化放热速度。防止因内外温差而引起的裂缝。

一、减水剂

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定义 是加速混凝土早期强度发展，并对后期强度无显著影响的

外加剂。早强剂能加速水泥的水化和硬化，缩短养护期，从而达到尽早拆模、提高模板周转率，加快施工速度的目的。早强剂可以在常温、低温和负温 (不低于一 5°C)条件下加速混凝土的硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。

分类 无机盐类 ( 氯盐类、硫酸盐类 )； 有机胺（三乙醇胺）； 复合早强剂；

二、早强剂

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概念 是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。

分类： 缓凝剂主要有四类：糖类，如糖蜜：木质素磺酸盐类，如木钙、木 钠：羟基羧酸及其盐类，如柠檬酸、酒石酸：无机盐类，如锌盐、硼酸盐等。常用的缓凝剂是木钙和糖蜜，基中糖蜜的缓凝效果最好。

三、缓凝剂

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缓凝剂的作用原理缓凝剂的作用原理十分复杂，至今尚没有一个比较完满的分析理论。常有以下几种解释： 吸附理论 认为缓凝剂被吸附在未水化水泥颗粒表面上，这是通过离子键、氢键或偶极间作用，由于屏蔽而防止水分子靠近，阻碍了水化反应。 沉淀理论 认为是缓凝剂与水泥中某些组分生成了不溶性物质，它包围了水泥颗粒从而阻碍了水化反应进行。又有的理论认为是 Ca(OH)2晶核上吸附了缓凝剂，妨碍了它的进一步生成、长大，这须使溶相中达到一定过饱和以后， Ca(OH)2才能继续生长。由于 Ca(0H)2 不能及时析出就妨碍了硅酸盐相的进一步水化。

三、缓凝剂

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是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。 种类 应用较多的引气剂为松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐等。 性能特点 松香热聚物是松香与苯酚、硫酸、氢氧化钠以一定配比经加热缩聚而成。松香皂是由松香经氢氧化钠皂化而成。松香热聚物的适宜掺量为水泥质量的 0.005 ％～ 0.02 ％，混凝土的含气量为3 ％～ 5 ％，减水率为 8 ％左右。

概念

四、引气剂

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改善混凝土拌合物的和易性； 显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性； 降低混凝土强度 一般混凝土的含气量每增加 1 ％时，其抗压强度将降

低 4 ％～ 6 ％，抗折强度降低 2 ％～ 3 ％。 引气剂可用于抗渗混凝土、抗冻混凝土、抗硫酸盐侵蚀

混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻混凝土，以及对饰面有要求的混凝土等，但引气剂不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土。

作用

四、引气剂

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概念 是能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期足够防冻强度的外加剂。

分类 常用的防冻剂为复合型，由防冻、早强、减水、引气

等多组分组成各尽其能，完成预定抗冻性能。

五、防冻剂

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应用（不同类别的防冻剂、性能具有差异，合理选用） 氯盐类防冻剂适用于无筋混凝土； 氯盐阻锈类防冻剂可用于钢筋混凝土； 无氯盐类防冻剂可用于钢筋混凝土工程和预应力钢筋混凝土工程。 硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐易引起钢筋的应力腐蚀，故此类防冻剂不适用于预应力混凝土以及与镀锌钢材相接触部位的钢筋混凝土结构。 含有六价铬盐，亚硝酸盐等有毒成分的防冻剂，严禁用于饮水工程及与仪器接触的部位。防冻剂用于负温条件下施工的混凝土。目前，国产防冻剂品种适用于 0 ～一 20°C的气温，当在更低气温下施工时，应增加其他混凝土冬季施工措施，如暖棚法、原料(砂、石、水 ) 预热法等。

五、防冻剂

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定义 是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。 类别 速凝剂主要有无机盐类和有机物类两类。我国常用的速

凝剂是无机盐类，主要有红星 I型、 711型、 728型、8604型等。在满足施工要求的前提下，以最小掺量为宜。

六、速凝剂

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性能特点 能使混凝土在 5min 内初凝， 10min 内终凝， 1h就可产生强度， 1d强度提高 2 ～ 3倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺时的 80 ％～ 90 ％。

工程应用 矿山井巷、铁路隧道、引水涵洞、地下工程以及喷锚支护时的喷射混凝土或喷射砂浆工程。

六、速凝剂

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在混凝土中掺用外加剂，若选择和使用不当，会造成质量事故。因此，应注意以下几点：

外加剂品种的选择 外加剂品种、品牌很多，效果各异，特别是对不同品种水

泥效果不同。在选择外加剂时，应根据工程需要，现场的材料条件，参考有关资料，通过试验确定。

外加剂掺量的确定 混凝土外加剂均有适宜掺量。掺量过小，往往达不到预期

效果；掺量过大，则会影响混凝土质量，甚至造成质量事故。因此，应通过试验试配，确定最佳掺量。

外加剂的选择和使用

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外加剂的掺加方法 外加剂的掺量很少，必须保证其均匀分散，一般不能直接加

入混凝土搅拌机内。掺入方法会因外加剂不同而异，其效果也会因掺入方法不同而存在差异。故应严格按产品技术说明操作。如：减水剂有同掺法、后渗法、分掺法等三种方法。

同掺法 为减水剂在混凝土搅拌时一起掺入； 后掺法 是搅拌好混凝土后间隔一定时间，然后再掺入： 分掺法 是一部分减水剂在混凝土搅拌时掺人，另一部分在

间隔一段时间后再掺人。而实践证明，后掺法最好，能充分发挥减水剂的功能。

外加剂的选择和使用

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混凝土外加剂大多为表面活性物质或电解质盐类，具有较强的反应能力，敏感性较高，对混凝土性能影响很大，所以在储存和运输中应加强管理。

失效的、不合格的、长期存放、质量未经明确的禁止使用；

不同品种类别的外加剂应分别储存运输； 应注意防潮、防水、避免受潮后影响功效； 有毒的外加剂必须单独存放，专人管理； 有强氧化性外加剂必须进行密封储存； 同时还必须注意储存期不得超过外加剂的有效期。

外加剂的储运和保管

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