混凝土泵送剂的配制实例.docx
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混凝土泵送剂的配制实例
混凝土外加剂复配技术
混凝土泵送剂的配制实例
v混凝土拌和物顺利通过输送管道、不堵塞、不离析、粘聚性良好。
v远距离输送的泵送混凝土，必须抑制流动性损失。
泵送剂的主要组分
⑴高效减水剂：
固体的掺量一般为水泥掺量的0.５－１.０％。
⑵缓凝成分：
调节凝结时间，减少坍落度损失。
常用三聚磷酸钠和葡萄糖酸钠，根据气温和水泥成分的变化来调节。
⑶引气剂：
少量优质的引气剂能在混凝土中形成小的圆形封闭气孔，提高流动性，减少离析和泌水，改善耐久性。
混凝土泵送剂的配制原则
v配制外加剂时，要充分考虑各种原材料之间的适应性、不同成分之间的交互作用。
v减水组分：
氨基磺酸系、脂肪族系、萘系减水剂和葡萄糖酸钠等二者共同使用，减水率显著提高。
v缓凝组分：
葡萄糖酸钠、聚磷酸盐等叠加缓凝效果。
v引气组分：
不同引气剂的引气效果叠加或受很多因素影响，如水泥细度、石子粒径、砂含泥量、温度、配合比等。
掺加粉煤灰时、细料多、石子粒径小、坍落度大、温度低等，混凝土含气量会高。
v总之，外加剂的调整应根据实际情况进行，以试验结果为依据，不能想当然。
混凝土泵送剂配方
基本要求：
掺量1.5~2.5％，减水率25％，含固量40％，60min混凝土坍落度损失10~20mm，混凝土凝结时间12~14hr。
1吨配方实例：
v减水组分：
氨基磺酸系32%100kg＋萘系减水剂92%350kg
v缓凝组分：
葡萄糖酸钠15kg＋六偏磷酸钠15kg
v引气组分：
松香酸钠引气剂2kg
v水：
550kg
混凝土防冻剂的配制实例
v防冻剂使混凝土在负温下正常水化硬化，并在规定时间内硬化到一定程度而不会产生冻害。
v防冻剂组分：
①防冻组分：
降低冰点，孔隙水结成微晶态冰。
②减水组分：
减小水灰比或混凝土的拌合用水。
③早强组分：
促进水泥低温水化。
④引气组分：
均匀分布的微小封闭气泡，缓解充水孔隙的局部冻胀应力。
⑤其他：
提高均匀性。
现代混凝土防冻剂的配制原理
v无氯、低碱、低掺量，以液体产品为主；
v高工作性、坍落度损失小，早强和高耐久性；
v大幅度减少用水量，减少游离水含量，提高液相中离子浓度；
v提高混凝土密实度，改善孔结构，减少孔含量，减小孔直径；
v降低液相冰点，促进低温水化，尽快达到临界强度；
v改善冰晶形貌，降低冻胀应力；
v防冻与抗冻结合，提高混凝土耐久性。
混凝土防冻剂配方
基本要求：
掺量3.0~4.0％，减水率25％，含固量35％，60min混凝土坍落度损失10~20mm，混凝土凝结时间15~18hr，新拌混凝土－10℃防冻。
1吨配方实例：
v减水组分：
萘系减水剂92%250kg
v缓凝组分：
葡萄糖酸钠15kg
v防冻组分：
亚硝酸钠50kg
v早强组分：
硫代硫酸钠50kg
v引气组分：
松香酸钠引气剂3.5kg
v水：
550kg
防冻剂冬季施工特点
⑴、混凝土凝结时间长，0—4℃混凝土凝结时间比15℃延长3倍；温度到0下3～5℃时，混凝土开始冻结，冻结后水化基本停止，在-10℃时，水泥水化完全停止，混凝土强度不再增长。
⑵、混凝土中的水分冻结时体积膨胀9%左右，使硬化混凝土结构遭破坏，即发生冻害。
v未掺防冻剂混凝土特点：
⑴、未掺防冻剂混凝土受冻后，抗压强度损失40%—60%。
⑵、未掺防冻剂混凝土受冻后，抗渗等级降为0；粘结强度降为1MPa。
负温对硬化混凝土强度影响
⑴、刚硬化的混凝土（终凝，但未达到一定硬化程度）发生冻结称早期受冻，使混凝土各项性能永久性降低。
当达到一定的临界强度，水饱和度降低到一定程度，再受冻就不会产生冻害。
⑵、已充分硬化的混凝土，一次性受冻不会使强度及其他性能受损，但反复冻融的积累作用会使混凝土受损。
掺防冻剂混凝土的养护
⑴、在负温下养护，不得浇水，外露表面必须覆盖。
⑵、气温不低于-15℃时，混凝土受冻强度不得低于4MPa。
⑶、拆模后混凝土表面温度与环境温度之差大于15℃时，应采取保温材料覆盖养护。
复合组分材料
v减水剂：
减水母料
v消泡剂：
有机硅类、嵌段聚醚
v引气剂：
OP乳化剂、表面活性剂、三萜皂甙类
v缓凝：
葡萄糖酸钠、HEDP、PBTC、ATMP
v早强、防冻：
三乙醇胺、硝酸盐、乙二醇、亚硝酸盐
一些复配减水剂产品会呈现浑浊、变色、分散不良的现象，防止变质（化学反应）与分层
混凝土矿物外加剂的作用
v改善混凝土的粘聚性和均匀性，提高混凝土工作性
v具有反应活性，增强密实，提高混凝土耐久性和强度
v矿物超细粉的来源不同，则影响作用有较大差别，对减水剂的要求很高。
矿物细粉的磨细活化机理
v矿渣、钢渣、粉煤灰、沸石粉、偏高岭土等材料，含有部分无定型的SiO2、Al2O3等活性成分。
磨细活化：
v在机械粉碎过程中吸收外界能量，由于反复破碎，不断形成新的表面，颗粒变细小而具有极大的比表面积和很高的表面能。
v表面层离子的极化变形和重排使表面晶格畸变加剧，有序性降低。
v随着粒子的微细化，比表面积增大，表面结构的有序程度受到愈来愈强烈地扰乱不断向颗粒深部扩展，使粉体表面结构更趋于无定型化，表面能增加，稳定性降低，水化反应活性提高。
使用情况：
v广泛应用的有粉煤灰、矿渣、硅灰、沸石粉，如国产各种复合矿物超细粉；
v挪威的埃肯硅灰，东南亚进口矿物超细粉，国外进口国内原料，也有产品返销国内建筑市场。
v日本代理美国的硅藻土、偏高岭土类增稠剂产品
v混凝土防腐增强矿物材料
混凝土现代科学技术
v混凝土是一种复合材料，水泥基复合材料，包括水泥、矿物外加剂、混凝土外加剂、天然集料、人造集料，纤维、钢筋、聚合物等，
v混凝土科学技术涉及无机材料、有机材料、金属材料，多种材料的复合，多种功能组合，学科交叉的一门应用技术
v关键技术：
高性能减水剂与矿物外加剂双掺
超细粉的填充效应
图1粒子组合与空隙率的变化
超细粉的流化效应
水胶比29%，外掺萘系高效减水剂NF0.9%，测定净浆流动性
水泥：
超细粉
超细粉品种
100：
0
95：
5
90：
10
80：
20
70：
30
100%超细粉*
不掺NF
掺NF
NZ（7000cm2/g）
/
255
242
不流动
不流动
不流动
不流动
BFS（6820cm2/g）
/
260
265
270
280
80
285
PS（6800cm2/g）
/
265
270
275
285
85
280
NZ-SF
/
250
260
170
不流动
NZ-BFS（7000cm2/g）
/
265
258
246
215
水泥（2800cm2/g）
240
/
/
/
/
高效减水剂固定掺量（0.9%）超细粉掺量对浆体流动性的影响
不同减水剂掺量下的净浆流动度
NO.
胶结材料的组成（%）
高效减水剂掺量（%）
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1
水泥100
129
138
155
190
235
2
水泥80，矿渣20
125
136
185
230
265
3
水泥80，磷渣20
132
170
215
250
270
4
水泥80，沸石20
/
/
130
195
237
超细粉的强度效应
NO.
W/B
单方混凝土材料用量（Kg/m3）
水泥
水
超细粉
砂
碎石
高效减水剂
1
42
400
168
/
800
1000
8
2
42
340
168
60MK
800
1000
8.8
3
42
340
168
60SF
800
1000
10
NO.
混凝土拌合物性能
抗压强度（MPa）
3d
7d
28d
1
坍落度19cm，泌水，板结
20.1（100%）
35.3（100%）
37.4（100%）
2
坍落度16cm，稍泌水，无板结
28.5（142%）
47.7（135%）
61.1（163%）
3
坍落度5cm，无泌水，板结
26.4（131%）
42.3（120%）
52.4（140%）
超细粉的耐久性效应
v含MK15%的混凝土56d导电量，比基准混凝土明显下降，约为基准混凝土导电量一半左右。
说明掺入超细粉混凝土耐久性提高。
矿物外加剂降低水泥用量
v提高混凝土抗化学腐蚀性
v增加混凝土的密实度
v改善水泥浆体与骨料间的过渡区结构
v降低水化温升
使用高效减水剂和其它必要的化学外加剂，降低水胶比和用水量
v高性能混凝土的水胶比必须很低，以得到很低的渗透性；以及使活性矿物掺合料充分发挥其强度效应。
v为了获得低水胶比，高效减水剂成为高性能混凝土必要的组分。
外加剂应用中的常见问题
v
（1）混凝土外加剂的选择与应用问题
v
（2）坍落度损失问题
v（3）混凝土的离析和泌水
v（4）混凝土的滞后泌水
v（5）混凝土的异常凝结
v（6）混凝土“硬壳”现象
v（7）混凝土外观质量
v（8）原材料存放
混凝土外加剂的选择与应用问题
外加剂的品种选择
v外加剂种类繁多，性能各异，品种的选择应根据工程特点及混凝土施工工艺，依据其使用目的、要求的技术性能和技术经济效果来确定。
v常用混凝土外加剂的适用范围见表4-24。
外加剂的使用要求
1）环境对外加剂品种与成分的要求。
v依据《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）的要求，严格控制外加剂的环保性指标。
v铬盐或亚硝酸盐等严禁用于饮水工程及与食品接触的部位；
v居住或办公用建筑物不得采用以尿素或硝氨外加剂。
v不得在钢筋混凝土中采用氯盐、含氯盐的外加剂。
v
（2）掺量确定。
外加剂品种选定后，需要慎重确定其掺量。
在没有可靠资料供参考时，其最佳掺量应通过现场试验来确定。
v（3）掺入方法选择。
必须根据外加剂的特点及施工现场的具体情况来选择适宜的掺入方法。
v（4）施工工序质量控制。
对掺有外加剂的混凝土应做好各施工工序的质量控制，尤其是对计量、搅拌、运输，浇筑等工序，必须严格加以要求。
v（5）材料保管。
外加剂应按不同品种、规格、型号分别存放和严格管理，并有明显标志。
已经结块或沉淀的外加剂在使用前应进行必要的试验以确定其效果，并应进行适当的处理使其恢复均匀分散状态
（2）混凝土坍落度损失问题
适当调整配合比，保持坍落度
v有时在配合比与外加剂匹配方面存在问题，因为外加剂不仅受配合比中各种原材料的影响还受材料用量的影响。
v用水量的影响最大，在保证混凝土性能的前提下，适当提高用水量可保证坍落度损失较小。
v细砂同样会增大坍落度损失，尤其是砂子吸水率高时更为明显。
适当降低砂率，有助于解决坍落度问题。
v外加剂掺量过小，坍落度损失快。
使用外加剂时，有一个合适的掺量，如低于某一掺量，外加剂的作用不能持续发挥，必然导致坍落度损失过快。
v掺和料用量调整。
在强度等有保证的前提下，适当增加掺和料比例，不但可降低混凝土成本，对混凝土的工作性也有很大好处。
坍落度静态和动态损失
v在静态和动态的情况下，坍落度的损失是不一样的。
v正常情况下，静态损失比动态损失要大10~20mm。
因初始坍落度不同，其差别也不同。
v有时，在试验室进行坍落度损失试验，发现坍落度损失很快，而工程应用中损失很小，这种现象不是经常发生。
v发生这种现象的原因很可能与水泥有关。
水泥中石膏的形态在磨细过程中发生了轻度改变，部分石膏由二水状态变为半水或无水状态。
与水接触后半水或无水石膏又转变为二水石膏，即发生轻度假凝，在静态时，坍落度表现为损失快，而在动态时，石膏无法形成固态结构，因此混凝土的坍落度和流动性并无太大变化。
（3）混凝土的离析和泌水
v配制流态混凝土时，流动性和粘聚性失去平衡，当粘聚性低时混凝土在自身重力或其它外力作用下产生相分离，破坏了材料组成的均匀性和稳定性，导致分离。
v泌水通常是离析的前奏，离析必然导致分层，增加堵泵的可能。
v少量泌水在工程中是允许的，而且对防止产生混凝土表面裂缝有利。
v产生混凝土离析和泌水的主要原因：
1.砂率偏低或砂子中细颗粒含量少使混凝土保水性低，砂子含泥量大易产生浆体沉降，即“抓底”；
2.胶凝材料总量少，浆体体积小于300L/m3；
3.石子级配差，或单一粒径的石子；
4.用水量大，使混凝土拌合物粘性低；
⒌外加剂掺量过大，且外加剂中含有易泌水的成分；
⒍水泥中熟料部分已水化，使得水泥保水变差；
⒎使用矿渣或矿渣水泥，保水性不好，易泌水、离析；
三大矛盾：
v
（1）大坍落度与坍落度损失的矛盾；
v
（2）变形能力与抗离析性的矛盾；
v（3）流动性与粘聚性的矛盾。
混凝土的离析和泌水
v浆体体积（Ve）、砂浆体积（Ves）和抗离析性的关系：
1.Ve>330L,Ves>430L时，混凝土具有良好的工作性；
2.Ve<330L,Ves>430L时，混凝土泌水的可能性不大，但混凝土粘聚性、和易性差；
3.Ve>330L,Ves<430L时，混凝土保水性差，易泌水、离析、分层等。
v除了原材料的因素，在做混凝土配合比设计时，应重点考虑石子体积、浆体体积的比例。
用正确的思路指导混凝土配合比的设计是最重要的。
泌水、离析的解决办法
防止离析、泌水的具体措施
石子级配合理，单一粒径的石子应提高砂率；
1.引气可减小泌水，特别是用卵石配制低强度等级的大流动性混凝土时；
2.产生泌水的主要原因是砂率偏低，合理的砂率能保证混凝土的工作性和强度；
3.掺加粉煤灰，特别是配制低强度等级的大流动性混凝土，粉煤灰掺量应适当提高，从而提高其保水性；
4.掺加增稠剂提高混凝土的粘聚性和保水性，防止泌水和离析；
5.减少用水量或外加剂的掺量，使得游离水的比例减少，提高混凝土的粘聚性等。
以上措施应有针对性的应用，采取一种或综合方法。
（4）混凝土的滞后泌水
v滞后泌水：
是指混凝土初始时工作性符合要求，但经过一段时间后（比如1h）才产生大量泌水的现象。
v可能的原因为：
砂率偏低、掺和料等的吸水和放水平衡、外加剂缓凝组分较多有关。
滞后泌水的原因及对策
原因
对策
真实砂率低、砂含石过高
提高砂率
砂子中细颗粒含量少
提高掺和料用量，做必要补充
石子级配不合理、单一粒径
提高砂率2~5%
水泥、掺和料泌水率大
更换水泥、掺和料；增加增稠组分
低强度等级或贫混凝土
采用引气剂或提高胶凝材用量
不明原因
改变外加剂配方或以上综合措施
（5）混凝土的异常凝结
v急凝：
混凝土搅拌后迅速凝结。
日常工作中很少遇到。
其原因不外乎：
水泥过热、水泥中石膏严重不足、外加剂与水泥严重不适应，冬季时使用热水温度过高同时投料顺序不正确，热水与水泥直接接触等。
v凝结时间过长：
经常遇到。
分两种情况:
1、整体混凝土严重缓凝；2、混凝土局部严重缓凝。
v
混凝土的异常凝结原因
1.后加外加剂，搅拌不均匀，造成外加剂局部富集；
2.现场加水，混凝土粘聚性降低，混凝土离析，浇筑时振捣使局部浆体集中，水灰比变大且外加剂相对过量；
3.使用粉状外加剂时有结块，混凝土浇筑后外加剂逐渐溶解，使得混凝土局部外加剂严重过量；
4.使用液体外加剂时，长时间不清理沉淀物，此沉淀物粘稠不易搅碎，其成分基本为不易溶解的缓凝组分，从而造成混凝土的局部过度缓凝。
（6）混凝土“硬壳”现象
v浇筑混凝土后，混凝土表面已经“硬化”，但内部仍然是未凝结状态，形成“糖芯”，姑且称之为“硬壳”现象。
v这一现象经常出现在天气炎热，气候干燥的季节。
其实表面并非真正硬化，很大程度上是由于水分蒸发使得混凝土失水干燥造成。
表层混凝土的强度将降低30%左右,而且再浇水养护也无济于事。
v除了气候因素，外加剂的配料也有一定关系。
同时，混凝土掺和料的种类也有影响。
v外加剂中含有糖类及其类似缓凝组分时容易形成硬壳。
使用矿粉时比使用粉煤灰更为明显。
解决硬壳现象的办法
1.外加剂配方进行适当调整，缓凝组分使用磷酸盐等，避免使用糖、木钙、葡萄糖、葡萄糖酸钠等；
2.使用粉煤灰做掺和料，其保水性能比矿粉优异；
3.最有效的办法应该是施工措施，即避免混凝土受太阳直晒，或采取覆盖等保湿措施。
（7）混凝土外观质量
v混凝土外观质量主要是色差、气泡、麻面问题。
v色差形成的原因既有原材料的原因，也有施工中模板和脱模剂的原因。
v气泡的生成原因较多，如原材料状况、含泥量情况、配合比、坍落度、外加剂、模板、脱模剂、振捣方式、温度等因素都影响混凝土表面气泡。
v麻面的形成主要受混凝土坍落度、粘聚性、振捣等因素影响。
混凝土的粘度过低很容易形成表面无光泽、砂纹、麻面等。
（8）原材料的存放
v粉状材料应存放在干燥库房内，8—10包为一堆垛。
v不同的原材料应分别存放，并设有醒目标志，有专人负责发放，以免混淆。
v液体外加剂有油桶存放时，严禁与其它同类包装物存放在一起。
v亚硝酸钠应单独存放，存放或配制亚硝酸钠溶液的容器上应标有“毒品”字样和标志，并妥善保管，严禁在存放或配制外加剂的室内进食。
必须防止外加剂溶液，特别是亚硝酸钠落在皮肤上和食物上。
v存放晶体亚硝酸钠的室内，禁止吸烟和进行明火作业。
被这种盐溶液浸透的易燃物容易点燃，且难于熄灭。
灭火时不得用水，应用灭火器或砂子。
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