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编辑:甘肃宇鸿建材极速飞艇时间:2019-08-05

混凝士外加剂

       混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加人的、用以改善混凝土性能的材料,包括化学类外加剂和矿物类外加剂,化学类外加剂的掺量般小于5%,矿物类外加剂(磨细矿渣、磨细粉煤灰等)则以改善混凝士的耐久性能为主要目的。目前人们通常所指的混凝土外加剂就是化学类外加剂。混凝土外加剂的特点是品种多、掺量小、在改善新拌和硬化混凝土性能中起着重要的作用,外加剂的研究和应用促进了混凝土施工新技术和新品种混凝土的发展。比如高性能混凝土,混凝士达到高性能的最重要的技术途径是使用优质的高效减水剂和矿物外加剂。前者能降低混凝土的水灰比,增大坍落度和控制坍落度损失,赋予混凝土高密实度和优异施工性能;后者能填充胶凝材料的孔隙,参与胶凝材料的水化,改善混凝土的界面结构,提高混凝土的密实性,强度和耐久性。

混凝土外加剂的历史与发展

       混凝土外加剂作为产品在混凝土中应用的历史大约有一百年。但古代,人们已在建筑用胶凝材料中使用糯米汁、动物血等物质作为添加剂。正式的工业产品始见于1910年,到30年代在美国开发北美洲时,混凝土路面由于严寒气候的除冰而很快受到破坏,为提高路面混凝土质量而使用了“文沙树脂”来提高混凝土的耐久性。1935年美国 MasterBuilderl的E.W. Scxiptrt研究制造成功以纸浆废液中木质磺酸盐为主要成分的“普浊里”( Pozzolitn)减水剂。40年代中期开发出了羟基羧酸盐类减水剂。50年代使用的绝大多数是普通减水剂,1954年制定了第一批混凝土外加剂检验标准。进人了20世纪60年代以后是混凝土外加剂发展最具历史意义的时期。当时由于要求混凝土具有更高的强度和更大的流动度,而普通减水剂如木质磺酸盐及文沙树脂等引气剂已不能满足要求。1962年日本花王石碱公司的服部健一首先研制成功了萘系减水剂,即麦地高效减水剂。1964年前西德又研制成功了以磺化三聚氰胺甲醛树脂为主要成分的另一类高效减水剂“ Mement”(梅尔门特)。这类减水剂减水15%以上,并且不引气,适于配制高强大流动度混凝土,很快得到各国的公认。这种减水剂在美国叫做Highragewater redncing agent(高度减

水),英国、澳大利亚、加拿大等国称为 Superplastic-zer(超塑化剂)和Fluifier(流化剂)。随后前苏联建工部托拉斯伏尔加河岸地区建设总局又制造出一种新超塑化剂“ Anuaccah由含硫酸盐的丙烯酸盐废料加工而成。这种塑化剂能够生产复杂结构的密筋构

件,与未掺塑化剂的混凝土相比,能够用较低标号的水泥获得高强混凝士;新拌混凝土可以作长距离运输。在混凝土中掺入超塑化剂,保证拌合物不分层能把振动时间缩短1/2~1/3或者不用振动;混凝土拌合物的流动度可提高5倍,而不降低强度;抗渗性可提高2~3个标号;减少拌合用水量,保证拌合物和易性,混凝土强度可提高1~2个等级膨胀剂是一类掺量较大的外加剂在20世纪60年代中期首先由日本开发应用,日本的河野俊夫研制成功了石灰系膨胀剂。膨胀剂和膨胀水泥都有可以配制成补偿收缩混凝土和自应力混凝土,本首创的混凝土膨胀剂,给膨胀一自应力混凝土的广泛应用带来了生机,它的使用灵活、方便,与用膨胀水泥相

比,成本大大下降。近年来美国为解决大体积混凝土冷缩裂缝问题,在普通水泥中掺人MgO,它产生的膨胀率能符合大体积混凝土补偿冷缩的要求。欧洲日本的一些专利还提出用铁屑和催氧剂等掺人普通混凝土中,通过Fe203水化生成Fe(OH)3,可使混凝土体积产生膨胀,这种膨胀只适于在浇注机械底座和地脚螺栓时应用。前苏联的研究成果则是利用含铝矿渣、含铝酸钙的工

业废渣、硫酸盐熟籵和煅烧明矾石等经磨细混合成为明矶石系膨胀剂。

         近年来又开发了以低级乙醇的氧化物为主要成分的非离子型有机减缩剂。它将水泥凝胶毛细孔中间隙水的表面张力降低,由于毛细管张力,使凝胶的收缩减小。使用减缩剂后,混凝土的千缩可以减小40%。随着混凝土中特殊性能要求而发展起来的速凝剂、缓凝剂、引气剂(发气剂)、阻锈剂、防水剂、泵送剂、着色剂、脱模剂、养护剂、水化抑制剂等品种日益增加。目前国内外总的外加剂品种在500种左右。我国大规模硏制、开发和使用外加剂是在解放后,大致可分成4个阶段。

       20世纪50年代初期到60年代中期为发展的起步阶段。最早由重工业部和水利部研究采用松香类引气剂和加气水泥,使用于塘沽新港及佛子岭水库。50年代还广泛地使用了氯化钙早强剂。铁道部硏究院对纸浆废液进行了大量的研究,提出了亚硫酸盐纸浆废液、芦苇浆废液及其石灰沉淀制剂等外加剂的加工和应用。其后又提出了用制糖工业的废液经加工后制成糖钙缓凝减水剂。但到了60年代初由于外加剂使用中的一些技术问题没有很好解决而阻碍了进一步的发展。如氯化钙引起的钢筋锈蚀问题由于引气剂质量而引起的混凝土强度损失,木钙掺量过大而引起的严重缓凝等问题。

      由20世纪70年代中期至80年代中期为第二个阶段。我国出现了一个大量研究生产外加剂,特别是减水剂的高潮。如由中国建科院、北京建科所、治金部建筑研究院等组成了木钙研究推广协作组,鉴定推广了木钙减水剂。1978年由冶金部和武汉化工所共同研究和鉴定了萘系减水剂FDN等。儿乎国外常用的类型我国也都相继研制成功,虽然质量上还有一定差距。

      20世纪80年代到90年代中期为第个阶段。这一时期的特点为以标准化为中心规范了外加剂的质量,推动了外加剂的应用技术发展。由于外加剂品种发展很快,为了规范生产和使用,必须要有相应的标准。这一阶段共制订了14种外加剂的8个国家标准和1个技术规范使生产外加剂有章可循,有了统一的质量评定和比较标准

     20世纪90年代至今为第四个阶段。混凝土外加剂在这一阶段走向高科技领域的时代,随着90年代高性能混凝土(HPC)的出现和发展,对外加剂提出了更高要求,复合型外加剂、新的更高性能外加剂是发展方向。


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