1、第六章緩凝劑與緩凝減水劑6.1 緩凝劑的品種與性能 6.2 緩凝減水劑的品種與性能 6.3 緩凝劑及緩凝減水劑對混凝土的影響 6.4 混凝劑及緩凝減水劑的工程應用 6.5 緩凝劑及緩凝減水劑的工程應用 定義：緩凝劑是一種能延長混凝土凝結時間的 外加劑。緩凝減水劑兼有緩凝和減水功 能外的外加劑。目的：用來調節新拌混凝土的凝結時間?？梢?根據要求使混凝土在較長時間內保持塑 性。6.1 緩凝劑的品種與性能按生產來源：工業副產品、純化學品按化學成分：無機鹽類、羥基羧酸鹽類、多羥基碳水化合物 類、木質素磺酸鹽類。6.1.1 無機鹽類緩凝劑無機鹽類緩凝劑有：磷酸鹽、硼砂、硫酸鋅。磷酸鹽：磷酸無緩凝作用，磷

2、酸鹽有較強緩凝作用。如：二聚磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等。緩凝機理：磷酸鹽與氫氧化鈣反應生成不溶磷酸鈣，阻礙 水化進行。摻量：0.1%左右。三聚磷酸鈉白色粉末，是鏈狀縮合磷酸鹽類，能溶于水，常見的三聚磷酸鈉有無水物和六水物兩種。三聚磷酸鈉還具有對油脂類懸浮分散、膠溶及乳化作用。在 pH 值 4.3 14 范圍內，具有很強的緩沖作用。可作為混凝土緩凝劑使用。 分子式： Na5P3O10 分子量： 367.86 用 途： 用作洗滌品助劑，亦可用于石油、冶金、采礦、造紙、水處理等 六偏離酸鈉分子式： (NaPO3)6 分子量： 611.77 用 途： 在工業生產中用作粘接劑、浮選劑、分散劑、軟水

3、劑、緩沖劑等。 六偏磷酸鈉 ( 六聚偏磷酸鈉、格雷姆鹽、磷酰鈉玻璃）， 是偏磷酸鈉 (NaPO3 ) 聚合體的一種。無色透明玻璃片狀或白色粒狀結晶。相對密度 2.484 ，熔點 616 ( 分解 ) 。溶于水，不溶于有機溶劑。在水中溶解度較大，但溶解速度緩慢，水溶液呈酸性。對鈣、鎂等金屬離子有生成可溶性絡合物的能力。可作為混凝土緩凝劑使用。 分子式：Na2B4O7.H2O分子量： 381.36 機理：硼酸鹽與溶液中鈣離子形成絡合物，抑制氫氧化 鈣結晶析出。摻量：1%2%。硼砂別名硼酸鈉、月石粉， 硼砂系五色半透明晶體或白色結晶粉末，無臭，味咸。在 60 時失去部分結晶水，在 320 時失去全部

4、結晶水。在空氣中風化。熔點 741 ，沸點 1575 。稍溶于冷水較易溶于熱水，微溶于乙醇。水溶液呈堿性，熔融時呈無色玻璃狀物質?？勺鳛榛炷辆從齽┦褂谩?硼砂6.1.2 有機物類緩凝劑按分子結構分為：羥基羧酸鹽類、糖類及其化合物、多元醇及其衍生物。1. 羥基羧酸鹽類純化工產品，分子結構上含有羥基（OH）和羧基（COOH）。主要品種： 酒石酸 化學名 ： 2 ， 3- 二羥基丁二酸分子式 ： C 4 H 6 O 6 分子量： 150.09 性狀 ：無色結晶或白色結晶粉末，無嗅、有酸味。熱至 100C 時失掉水。在空氣中穩定，密度 1.697 。用途 ：本品廣泛用于食品、醫藥、化工、輕工等行業。

5、如作為啤酒發泡劑、食品酸味劑、用于清涼飲料、糖果、果汁、沙司、冷菜、發酵粉等，其酸味為檸檬酸的 1.3 倍，特別適用作葡萄汁的酸味劑。為優良之食品添加劑。用于水泥緩凝劑。 檸檬酸 分子式： C 6 H 8 O 7 ；C 6 H 8 O 7 H 2 O 分子量： 192.12；210.13 用 途： 廣泛應用于食品、飲料的酸味劑和藥物添加劑，制造檸檬酸鹽的原料，化學工業作緩沖劑、催化劑、清洗劑、防垢劑等。 性 能 ：（ 2- 羥基丙烷 -1 ， 2 ， 3- 三羧酸， ) 。五色半透明結晶或白色結晶粉末，有悅人的酸味。易溶于水和醇，水溶液具有酸性，正常的使用量可認為是無害的。可作為混凝土緩凝劑使

6、用。 分子式： HOC 6 H 4 COOH ，分子量 ：138.12 。物理性能：白色針狀結晶或結晶性粉末，有辛辣味。相對密度1.443 ，熔點 158 161 ，沸點 211 ，在 76 開始升華。溶于丙酮、松節油、乙醇、乙醚、苯和氯仿，微溶于水，其水溶液呈酸性反應。在空氣中較穩定，但遇光要逐漸變色。對水泥基材具有緩凝作用，也可作為合成三聚氰胺系高效減水劑時的原料之一。 水楊酸 ( 鄰羥基苯甲酸) 蘋果酸 馬來酸 琥珀酸 緩凝機理：分子中具有（OH）、（COOH）,具有極性，被吸附在水化物晶核上，阻礙了結晶繼續生長，對硅酸三鈣水化物結晶轉化過程有延緩和推遲作用。摻量：0.05%0.2%。

7、2. 糖類（多羥基碳水化合物類） 葡萄糖、蔗糖、蜜糖、麥芽糊精。 葡萄糖CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO 葡萄糖粉葡萄糖化學式：C6H12O6 分子量：180物理特性：白色晶體，易溶于水，味甜溶點：146 化學名：2，3，4，5，6-五羥基己醛它是自然界分布最廣泛的單糖。葡萄糖含五個羥基，一個醛基，具有多元醇和醛的性質。 化學蔗糖分子量：342.3。分子式：C12H22O11。水中的溶解度： 每克水可以溶解 2.1 g蔗糖（25)。是一種高溶解度的糖類。 熔點： 186 麥芽糊精直鏈淀粉淀粉糊精麥芽糊精麥芽糖葡萄糖 ( 多糖 )-( 低聚糖 )-( 雙糖 )-( 單糖 ) 作用

8、機理：含有（OH）、（COOH），具有強極性，吸附作用而阻礙水化正常進行。摻量：0.1%0.3%。摻量過大會起促凝。優點：糖類化合物屬天然化合物，價廉、豐富，應用廣泛。3. 多元醇及衍生物類 丙三醇、山梨醇、甘露醇等。 醇類的同系物中，隨著羥基數的增多而對水泥的緩凝作用增強，如丙三醇可使水泥停止水化反應。緩凝作用的順序為： 簡單的一元醇對硅酸鹽水泥的水化起緩凝作用。產生緩凝的原因可以認為是由于羥基被水泥顆粒表面吸附以及羥基與水泥顆粒表面形成氫鍵的緣故。不同的水泥礦物對含有羥基的外加劑其吸附力不同，即 C 3 A 最強，其次是 C 4 AF 、 C 3 S 和 C 2 S 。分子量較大的多元醇，

9、如單糖、低聚糖等均具有較強的緩凝作用，同時隨著憎水基團的增大而表面活性增強，因而，對水泥產生塑化、減水等作用。 4. 纖維素類 甲基纖維素、羧甲基纖維素 主要用于增稠、保水，同時具有緩凝作用。 摻量一般較低，在0.1%以下。6.2 緩凝減水劑的品種與性能 緩凝減水劑是指同時具有緩凝與減水作用的外加劑。 主要品種：糖鈣、木鈣、木鈉。 糖鈣減水劑：制糖工業的副產品廢蜜與石灰乳化制成的產品。 廢蜜成分：甜菜糖（含糖總量：45%，蔗糖：43%，單糖2%） 甘蔗糖（含糖總量：51%，蔗糖：40%，單糖11%） 其他：水分、雜質。糖鈣減水劑制備：制糖工業的廢蜜和石灰乳反應生成蔗糖化鈣絡合物和單糖化鈣絡合物

10、及剩余的糖和氫氧化鈣?；瘜W反應：制備工藝：廢蜜相對密度調制1.2，相同質量的石灰乳徐徐加入廢蜜中，攪拌，陳化一周，80以內低溫烘干，粉磨后得到制品。 作用機理：糖類物質的吸附作用，進而阻止了水化產物。糖鈣對水泥礦物的吸附順序：C3A C4AF C3S C2S 減水率：5%7%。 摻量：0.1%0.3%。 復合：可與減水劑、引氣劑符合使用。 優點：摻量較小，價格便宜，改進工藝后，水溶性提高，沉淀減少。 假凝現象：硬石膏、氟石膏為調凝劑時會發生假凝現象以及塌落度損失。6.3 緩凝劑及緩凝減水劑對混凝土的影響6.3.1 對新拌混凝土的影響1. 延緩混凝土初終凝時間2. 降低水化放熱速率3. 降低塌落

11、度損失 名稱摻量 凝結時間（h:min）初凝終凝初終凝間隔空白07:2010:102:40木鈣0.310:3013:553:22木鈉0.39:3012:152:45糖鈣0.318:5523:555:00蔗糖0.0511:2514:503:35檸檬酸0.120:2524:404:15葡萄糖0.111:3018:106:40酒石酸0.214:5022:207:30三聚磷酸鈉0.19:5016:306:40聚乙烯醇0.18:0011:103:10羧甲基纖維素0.059:5014:555:05緩凝劑及緩凝減水劑的緩凝效果 編號 試驗溫度（ ） 外加劑名稱 摻加量（） 用水量（ % ） 初凝（ h:mi

12、n ） 終凝（ h:min ） 1 20 1 過磷酸鈣 1.0 26.9 3:23 5:05 2 20 1 過磷酸鈣 1.2 27.0 3:29 5:29 3 20 1 過磷酸鈣 1.3 26.5 4:45 6:11 4 20 1 過磷酸鈣 1.5 27.2 3:47 6:02 5 20 1 過磷酸鈣 1.8 27.2 3:57 6:10 6 20 1 過磷酸鈣 2.0 27.1 4:25 5:30 7 20 1 過磷酸鈣 2.3 27.2 4:51 6:04 8 20 1 過磷酸鈣 2.5 27.3 5:00 6:07 9 20 1 過磷酸鈣 2.7 27.7 6:00 7:25 10 20

13、 1 過磷酸鈣 3.0 27.6 6:25 8:10 11 20 1 過磷酸鈣 3.5 27.9 7:18 9:03 12 20 1 過磷酸鈣 4.0 27.9 7:00 8:32 13 20 1 過磷酸鈣 4.5 27.9 6:52 8:17 14 20 1 過磷酸鈣 5.0 27.9 7:02 8:37 不同摻量過磷酸鈣的水泥物理性能 葡萄糖酸鈣對混凝土塌落度及損失的影響6.3.2 對硬化混凝土性能的影響1. 對強度的影響 早期強度（1d、2d）會降低，7d以后會趕上來，28d后較不加的強度有提高，90d仍是提高趨勢。 抗彎強度趨勢相似。2. 收縮 收縮略有增加，隨摻量的增加而增加。3.

14、耐久性 基本上無變化。緩凝劑摻量%1d2d7d28d90d抗壓抗彎抗壓抗彎抗壓抗彎抗壓抗彎抗壓抗彎無011.83.521.64.837.87.645.38.653.98.8蔗糖0.510.02.921.65.047.17.859.88.162.88.2蔗糖1.01.30.411.82.843.27.653.97.960.39.4葡萄糖1.07.12.023.74.936.86.753.47.558.87.9葡萄糖2.01.00.18.32.527.95.545.67.451.57.9磷酸0.57.11.818.14.248.17.660.88.371.18.1磷酸1.02.20.514.73.

15、345.17.664.78.574.08.6磷酸2.01.20.212.33.244.17.760.37.569.68.0 緩凝劑對抗壓抗彎強度的影響 編號 外加劑名稱 摻加量（） 用水量（ % ） 凝結時間（ h:min ） 抗折強度 (Mpa) 抗壓強度(Mpa) 3d 抗壓強度下降率（ % ） 28d 抗壓強度 增進率（ % ） 初凝 終凝 3d 28d 3d 28d 1 無外加劑 27.6 2:50 3:15 4.3 7.9 20.2 44.8 2 蔗糖 0.25 27.8 4:10 5:40 4.2 7.8 19.9 48.5 1.5 8.3 3 蔗糖 0.30 27.5 6:05

16、7:10 4.0 8.0 19.6 48.8 3.0 8.9 4 蔗糖 0.35 27.6 6:25 7:50 3.9 7.5 19.1 50.1 5.4 11.8 5 蔗糖 0.40 28.0 6:30 8:10 4.1 8.1 19.3 49.8 4.5 11.2 6 過磷酸鈣 2.7 27.3 6:03 7:30 4.4 7.5 19.6 48.9 3.0 9.2 7 過磷酸鈣 3.0 27.8 6:20 8:09 4.1 7.9 19.4 49.1 4.0 9.6 8 過磷酸鈣 3.5 27.3 7:20 8:55 3.9 7.5 19.5 49.9 3.5 11.4 9 過磷酸鈣 4

17、.0 27.5 7:15 8:40 4.0 7.1 19.6 49.7 3.0 10.9 10 過磷酸鈣 4.5 27.6 7:00 8:50 4.0 7.6 19.2 50.5 5.0 12.7 11 過磷酸鈣 5.0 27.5 7:25 9:05 4.2 7.8 19.5 50.8 3.5 13.4 不同外加劑摻量對水泥強度的影響 6.4 混凝劑及緩凝減水劑的工程應用6.4.1 夏季高溫施工混凝土 高溫環境，運輸混凝土時使用緩凝劑或緩凝減水劑。在日平均氣溫超過25或最高氣溫在30以上環境施工，水分容易蒸發，容易造成施工困難，混凝土產生裂縫、不均勻等缺陷?；炷翜囟让可?0，混凝土用水量增

18、加3%5%，含氣量減少20%30%，強度下降2Mpa.摻與不摻外加劑在較高溫度下對混凝土塌落度的影響外加劑環境溫度 混凝土塌落度 mm時間 h 0 1 2 3 4 5不 摻 20 127 89 76 57 38 32緩凝減水劑 20 127 127 114 102 70 57不 摻 43 114 57 7 0 0 0緩凝減水劑 43 127 70 25 19 13 06.4.2 大體積混凝土 我國普通混凝土配合比設計規范規定：混凝土結構物中實體最小尺寸大于或等于1m的部位所用的混凝土即為大體積混凝土。 日本規定：結構斷面積尺寸在80cm以上，水化熱引起混凝土內的最高溫度與外界氣溫之差預計超過2

19、5的混凝土，稱為大體積混凝土。 美國規定：任何現澆混凝土，只要有可能產生溫度影響的混凝土均稱為大體積混凝土。 大體積混凝土的特點：1. 混凝土結構物體積較大，在一個塊體中需要澆注大量的混凝土。2. 大體積混凝土常處于潮濕或與水接觸的環境條件下。因此要求除一定的強度外，還必須具有良好的耐久性和抗滲性，有的要求具有抗沖擊或震動作用。3. 大體積混凝土由于水泥水化熱不容易很快散失，使內部溫升較高，在與外部環境溫差較大時容易產生溫度裂縫。對混凝土進行溫度控制是大體積混凝土最突出的特點。6.4.3 商品混凝土 商品是指由水泥、集料、水以及外加劑和摻合料等按一定比例，經集中攪拌站經計量、拌制后出售，并采用運輸車，運至使用施工現場的混凝土拌合物。由攪拌站統一經營管理，而把各種各樣成品混凝土供應給施工單位以商品形式出售。它實現了混凝土生產的專業化、商品化和社會化，具有加快施工進度、減少環境污染、提高工程質量和節約材料成本等優點。 商品混凝土優勢及發展1. 商品混凝土能有效地解決施工中產生的噪聲、粉塵等問題。2. 散裝水泥推廣能取得良好的社會效益和經濟效益。據測算，“九五”期間累計生產散裝水泥4.28億噸，從節約包裝用紙用料一項相當于