(1)防水剂。
防水剂是能够减少混凝土孔隙和填塞毛细管通道,以阻止渗水和吸水,在搅拌混凝土过程中掺入的外加剂。按其作用的不同,可分为防潮剂和防渗剂。前者为阻止水分进入干燥的材料中,后者是指防止在一定压力下水分渗透。防水剂一般分为无机防水剂、有机防水剂及复合防水剂。
常用的有机防水剂分为憎水性塑化剂、皂类防水剂、乳液防水剂等。
憎水性塑化剂对混凝土(及砂浆)有引气、减水作用,并使硬化后的混凝土表面及内部毛细孔表面憎水化,常用的是有机硅防水剂及三乙醇胺早强防水剂。
皂类防水剂是由硬脂酸、松香酸等与氢氧化钾、水等按一定比例混合加热皂化而成的浆状物,也可用硬脂酸钡及氢氧化铝、氧化钙、硫酸亚铁等组成粉末状防水剂。
常用的无机防水剂有氯化铁、硅粉、锆化合物、水玻璃等。
防水剂主要用于房屋建筑的屋面、地下室,隧道工程,给排水工程及泵站等防水混凝土。含氯盐的防水剂不能用于钢筋混凝土工程。
(2)防冻剂。
防冻剂是能使混凝土在负温下硬化,并在规定时间内达到足够抗冻强度的外加剂。我国常用的防冻剂是由各组分复合而成,其主要组分有防冻组分、减水组分、引气组分、早强组分等。其中减水组分、引气组分、早强组分等可分别采用上述的各类外加剂。
防冻组分可以是氯盐类(常用氯化钠或氯化钙与氯化钠复合,其含量CaCl2∶NaCl=2∶1)、氯盐阻锈剂类 (氯盐与阻锈剂复合而成,阻锈剂广泛采用亚硝酸钠)、无氯盐类(如硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐、尿素等)。各类防冻组分适应温度范围为:
氯化钠单独使用时为-5℃;
硝酸盐(硝酸钠、硝酸钙)、尿素等为10℃;(www.xing528.com)
亚硝酸盐(如亚硝酸钠)为-15℃;
碳酸盐为-15~-25℃。
防冻剂对混凝土所起的防冻作用包括:改变混凝土中液相浓度,降低液相冰点,使水泥在负温下仍能继续硬化;减少混凝土拌和用水量,从而减少混凝土中能结冰的水量,进一步降低液相结冰温度;引入一定量的分散微小气泡,减少冰胀应力;提高混凝土的早期强度,增强其抵抗冰冻破坏的能力。
各类防冻剂具有不同的特性,有些还有毒副作用,选择时应十分注意。氯盐类防冻剂对钢筋有锈蚀作用,硝酸盐、亚硝酸盐及碳酸盐也不得用于预应力钢筋混凝土及与镀锌钢材或铝铁相接触部位的钢筋混凝土。含有六价铬盐、亚硝酸盐的防冻剂有一定毒性,严禁用于饮水工程及与食品接触的部位。防冻剂的掺量应根据施工环境温度条件通过试验确定。各类防冻组分掺量应符合有关规范的规定 [如 《混凝土外加剂应用技术规范》(GB 50119—2003)]。
(3)膨胀剂。
膨胀剂是能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。膨胀剂的种类有硫铝酸钙类、氧化钙类、氧化镁类、金属类等。
1)硫铝酸钙类膨胀剂包括:明矾石膨胀剂 (主要成分是明矾石与无水石膏或二水石膏)、CSA膨胀剂(主要成分是无水硫铝酸钙)、U形膨胀剂 (主要成分是无水硫铝酸钙、明矾石、石膏)等。这类膨胀剂加入水泥混凝土后,无水硫铝酸钙水化或参与水泥矿物的水化,或与水泥水化产物反应生成高硫型水化硫铝酸钙 (钙矾石),从而引起混凝土体积膨胀。
2)氧化钙类膨胀剂包括:在一定温度下煅烧的石灰加入适量石膏和粒化高炉矿渣制成的膨胀剂,生石灰与硬脂酸混磨制成的膨胀剂,以石灰石、黏土、石膏在一定温度下烧成熟料粉磨后再与经一定温度煅烧的磨细石膏混拌而成的膨胀剂等。这类膨胀剂的膨胀作用主要是由氧化钙晶体水化形成氢氧化钙晶体,体积膨胀而导致的。
3)氧化镁类膨胀剂,目前使用的主要是轻度过烧的氧化镁,其作用主要是过烧氧化镁迟后水化产生的膨胀作用使混凝土体积增大。
4)金属类膨胀剂常用的是由铁粉掺加适量的氧化剂 (如过铬酸盐、高锰酸盐等)配制而成的铁屑膨胀剂,其作用是由于铁粉中的金属铁与氧化剂发生氧化作用,形成氧化铁并在水泥水化的碱性环境中生成胶状的氢氧化铁而产生膨胀效应。
膨胀剂的品种及掺量应根据要求的混凝土膨胀性能进行选择并通过试验确定,应注意混凝土所处的环境是否对膨胀剂的选择有特殊要求。长期处于环境温度80℃以上的混凝土中不得掺用硫酸钙类膨胀剂;掺硫铝酸钙类或氧化钙类膨胀剂的混凝土,不宜使用氯盐类外加剂;掺铁粉膨胀剂的混凝土或砂浆,不得用于有杂散电流的工程和与铝镁材料接触的部位。
综上所述,混凝土外加剂的品种很多,它们对混凝土性能各有不同的影响。应根据不同的使用目的,选择适宜的品种及掺量,并应注意对混凝土其他性能的影响,使其充分发挥有益的效果,避免副作用。此外,同一种外加剂会因水泥品种不同而有不同的效果,称为 “外加剂对水泥的适应性”,选择时应当充分注意。使用外加剂时,应预先进行试验。
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