|
一、用途
用于大体积混凝土、碾压混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土、大面积浇筑的混凝土、避免冷缝产生的混凝土、需较长时间停放或长距离运输的混凝土、自流平免振混凝土、滑模施工或拉模施工的混凝土及其他需要延缓凝结时间的混凝土。可制备高强高性能混凝土。
二、执行标准：GB8076－1997
三、用量与用法
|
代 号 |
品 名 |
型号 |
状态 |
掺量， C × % |
减水率，≥ % |
|
1034 |
缓凝剂 |
MNC-H |
粉体 |
0.3 |
6 |
|
1035 |
缓凝减水剂 |
MNC-HJ |
粉体 |
0.4 |
8 |
|
1036 |
缓凝高效减水剂 |
MNC-HHJ |
粉体 |
1.0 |
18 | 与水泥、水、骨料同时加入搅拌机内，搅拌时间≥3min。浇注与振捣等与未掺外加剂混凝土相同，但应在终凝后才能浇水养护，当气候炎热风力较大时应在初凝后立即保持潮湿养护，当气温较低时，应加强保温保湿养护，可覆盖塑料薄膜和保温材料。
四、适用及禁用范围
1、不宜用于日最低气温5℃以下施工的混凝土，不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。2、不宜单独使用于水泥用量较低，水灰比较大的贫混凝土。3、在用硬石膏或工业废料石膏作调凝剂的水泥中掺用本品时，应先作水泥适应性试验，合格后方可使用。
五、包装、运输、贮存
1、用有塑料袋衬里的编织袋包装，每袋净重量：25kg～40kg。2、搬运严禁用钩，防止破袋发生。3、贮存注意防潮。贮存期为3年。
六、工程应用实例：金川水泥厂使用缓凝剂270吨用于生产道路水泥。
混凝土配合比申请单
工程名称及部位（构件名称及生产线） 砼构件边梁
设计强度等级 C60 要求坍落度或工作度 140-160mm
搅拌方法 机械 浇捣方法 机械 养护方法 标养
水泥品种及标号 P.O42.5 厂别牌号 兴发水泥厂 进场日期2005.5.10试验编号2005-S28
砂产地及种类 潮联?中砂 试验编号 2005-A42
石产地及种类 三河?碎石 最大粒径 20(mm) 试验编号 2005-162
外加剂名称 MNC-HHJ缓凝高效减水剂C×1.3%
混凝土配合比通知单
混凝土强度等级 C60 水灰比 0.32 砂率 36%
|
材料名称项目 |
水泥 |
水 |
砂 |
石 |
外加剂 |
配合比 |
|
每立方米用量
（ kg/m 3 ） |
500 |
160 |
644 |
1146 |
6.50 |
1:0.32:1.29:2.29 | 说明：1. 本配合比所使用材料均为干材料，使用单位应根据材料含水情况随时调整。
2. 本配合比采用水泥品种及所加入外加剂或掺合料发生变化时本配合比无效。
羟基 ( - OH)
典型的羟基化合物是脂肪醇类。简单的一元醇对硅酸盐水泥的水化起缓凝作用。产生缓凝的原因可以认为是由于羟基被水泥颗粒表面吸附以及羟基与水泥颗粒表面形成氢键的缘故。不同的水泥矿物对含有羟基的外加剂其吸附力不同，即 C 3 A 最强，其次是 C 4 AF 、 C 3 S 和 C 2 S 。醇类的同系物中，随着羟基数的增多而对水泥的缓凝作用增强，如丙三醇可使水泥停止水化反应。缓凝作用的顺序为：
分子量较大的多元醇，如单糖、低聚糖等均具有较强的缓凝作用，同时随着憎水基团的增大而表面活性增强，因而，对水泥产生塑化、减水等作用。
缓凝剂及缓凝减水剂常用掺量
|
类 别 |
掺量（水泥重量 % ） |
|
糖类 |
0.1~0.3 |
|
木质素磺酸盐类 |
0.2~0.3 |
|
羟基羧酸盐类 |
0.03~0.1 |
|
无机盐类 |
0.1~0.2 |
外加剂复合使用的凝结时间测定结果
|
外加剂组成 |
掺量（ % ） |
初凝时间（时：分） |
|
未掺 |
0 |
1~3 |
|
糖蜜类 |
0.1~0.75 |
＜ 3 |
|
木钙类 |
0.25~0.5 |
＜ 3 |
|
糖 蜜－ 锌盐 |
0.1~0.2 |
0:45~2:40 |
|
糖 蜜－ 磷酸盐 |
0.1~0.2 |
2:15~2:35 |
|
糖 蜜－ 硼酸盐 |
0.1~0.2 |
＜ 2 |
|
糖 蜜－ 柠檬酸 |
0.1~0.2 |
＜ 6 |
|
木 钙－ 磷酸盐 |
0.1~0.2 |
＜ 2:15 |
|
木 钙－ 锌盐 |
0.1~0.25 |
2:00~2:30 |
|
木 钙－ 硼酸盐 |
0.1~0.2 |
＜ 2:00 |
|
木 钙－ 柠檬酸 |
0.2 |
＜ 7:00 |
过磷酸钙缓凝剂
糖类和过磷酸盐对延缓水泥凝结时间、增加水泥试体的强度等方面有积极作用，这种延缓水化速度、推迟水化放热的特点，对于水工工程、大体积混凝土工程、炎热地区工程的施工非常有利。本试验通过在水泥试样中加入不同比例的蔗糖与过磷酸钙进行试验，研究这两种外加剂对水泥凝结时间和强度的影响关系，为工程施工提供依据。
一、蔗糖与过磷酸钙的缓凝机理
（ 1 ）蔗糖作为一种廉价、高效、多功能的糖密类缓凝剂，它具有非常强烈的延缓水化和延长凝结时间的作用。一般认为，在水泥水化过程中，蔗糖的羟基吸附在水泥颗粒表面与水化产物表面上的 O 2- 形成氢键，同时羟基又与水分子通过氢键缔合，同样使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜，从而抑制了水泥的水化过程，达到了缓凝的作用。
（ 2 ）过磷酸钙的主要成分是 Ca 3 (PO 4 ) 2 和 Ca(H 2 PO 4 ) 2 。在加入过磷酸钙外加剂的水泥水化过程中，同时也伴随着磷酸盐的溶解，这样，电离出的磷酸根离子便与水泥水化产物发生反应，在水泥颗粒表面生成致密难溶的磷酸盐薄层，抑制了水分子的进入，阻碍了水泥正常水化作用的进行，延长了水泥水化的诱导期，使 C 3 S 的水化速度减缓，从而使 C 3 A 的水化和钙矾石的形成过程都被延缓而起到了延缓作用。
二、外加剂延缓凝结时间的试验
1 、试验所用水泥试样的物理性能（表 1 ）。
表 1 试验所用水泥试样的物理性能
|
试样
名称 |
烧失量
（ % ） |
SO 3
（ % ） |
比表面积
（㎡ / ㎏ ） |
用水量
（ % ） |
凝结时间
（ h:min ） |
抗折强度 (Mpa) |
抗压强度 (Mpa) |
|
初凝 |
终凝 |
3d |
28d |
3d |
28d |
|
水泥 |
1.28 |
2.20 |
288 |
27.6 |
2:50 |
3:15 |
4.3 |
20.2 |
7.9 |
44.8 |
注：所用水泥试样为 STH 水泥厂生产的 P · O42.5 水泥，以下实验均是在该厂的实验室中完成的。
2 、加入不同比例蔗糖的水泥的物理性能
加蔗糖的水泥凝结时间数据见表 2 。针对表 2 的凝结时间情况，又补充了掺量为 0. 1 ‰的试验，并复验了掺量为 0. 3 ‰、 0. 4 ‰试验数据，见表 3 。
表 2 蔗糖外加剂对水泥凝结时间的影响
|
编号 |
试验温度（ ℃ ） |
外加剂名称 |
掺加量（‰） |
用水量（ % ） |
初凝（ h:min ） |
终凝（ h:min ） |
|
1 |
20 ± 1 |
蔗糖 |
0.15 |
28.8 |
3:08 |
4:30 |
|
2 |
20 ± 1 |
蔗糖 |
0.20 |
28.3 |
4:00 |
4:50 |
|
3 |
20 ± 1 |
蔗糖 |
0.25 |
28.7 |
4:01 |
5:35 |
|
4 |
20 ± 1 |
蔗糖 |
0.30 |
29.7 |
6:00 |
7:00 |
|
5 |
20 ± 1 |
蔗糖 |
0.40 |
30.0 |
6:05 |
8:00 |
表 3 蔗糖外加剂对水泥凝结时间的影响
|
编号 |
试验温度（ ℃ ） |
外加剂名称 |
掺加量（‰） |
用水量（ % ） |
初凝（ h:min ） |
终凝（ h:min ） |
|
1 |
20 ± 1 |
蔗糖 |
0.10 |
26.3 |
3:54 |
4:44 |
|
2 |
20 ± 1 |
蔗糖 |
0.30 |
26.9 |
6:35 |
7:50 |
|
3 |
20 ± 1 |
蔗糖 |
0.40 |
26.8 |
6:20 |
7:30 |
由表 2 和表 3 可知，当蔗糖掺加量在 0. 1 ‰～ 0.25 ‰范围内时，水泥的初凝时间约在 3 ～ 4h 之间，终凝时间在 4.5 ～ 5.5h 之间，初凝和终凝时间与未加外加剂的水泥试样比较分别约延长了 1h 左右；当蔗糖掺加量增加到 0.3 ‰～ 0.4 ‰范围内时，水泥的初凝时间约在 6 ～ 6.5h 之间，终凝时间在 7 ～ 8h 之间，与未加外加剂的水泥试样相比，初凝时间约延长了 3h 以上，终凝约延长了 4h 以上。可以看出，掺量在 0.3 ‰左右时凝结时间出现突变。
3 、过磷酸钙作外加剂的水泥物理性能
当使用过磷酸钙作外加剂时，是在试验室要求的温度条件下，进行了掺量在 1.0 ‰～ 5.0 ‰范围的试验，结果见表 4 。由表 4 可以看出，水泥的初凝与终凝时间基本上随着过磷酸钙加入量的增加而延长，并且当掺量在 3.5 ‰－ 5.0 ‰范围时，水泥的初凝时间可达 7 左右，终凝可达 8.5h 左右，甚至更长。比不加外加剂时初凝延长了 4h 左右，终凝延长了 5h 左右，达到了很好的缓凝效果。
表 4 不同掺量过磷酸钙的水泥物理性能
|
编号 |
试验温度（ ℃ ） |
外加剂名称 |
掺加量（‰） |
用水量（ % ） |
初凝（ h:min ） |
终凝（ h:min ） |
|
1 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
1.0 |
26.9 |
3:23 |
5:05 |
|
2 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
1.2 |
27.0 |
3:29 |
5:29 |
|
3 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
1.3 |
26.5 |
4:45 |
6:11 |
|
4 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
1.5 |
27.2 |
3:47 |
6:02 |
|
5 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
1.8 |
27.2 |
3:57 |
6:10 |
|
6 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
2.0 |
27.1 |
4:25 |
5:30 |
|
7 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
2.3 |
27.2 |
4:51 |
6:04 |
|
8 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
2.5 |
27.3 |
5:00 |
6:07 |
|
9 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
2.7 |
27.7 |
6:00 |
7:25 |
|
10 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
3.0 |
27.6 |
6:25 |
8:10 |
|
11 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
3.5 |
27.9 |
7:18 |
9:03 |
|
12 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
4.0 |
27.9 |
7:00 |
8:32 |
|
13 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
4.5 |
27.9 |
6:52 |
8:17 |
|
14 |
20 ± 1 |
过磷酸钙 |
5.0 |
27.9 |
7:02 |
8:37 |
4 、温度对缓凝效果的影响
考虑到水泥在实际施工时环境温度对凝结时间的影响，我们特意在室外条件下（温度为 3 5 ～ 37 ℃ ）对过磷酸钙掺量在 2. 3 ‰～ 3.0 ‰范围内进行了凝结时间试验，试验结果见表 5 。对比表 4 与表 5 可看出，对于相同的外加剂掺量，从试验室（ 20 ± 1 ℃ ）到室外（ 3 5 ～ 37 ℃）两种不同的温度条件下，凝结时间至少要缩短 1h ，最长可缩短 3h ，这也符合水泥的水化特性。由此可见，实际混凝土施工掺入外加剂时，外加剂的适宜掺量需根据试验和环境温度而定，对于水工工程、大体积混凝土工程、炎热地区工程的施工更应如此。
表 5 室外温度条件下的凝结时间试验
|
编号 |
试验温度（ ℃ ） |
外加剂名称 |
掺加量（‰） |
用水量（ % ） |
初凝（ h:min ） |
终凝（ h:min ） |
备注 |
|
1 |
3 5 ～ 37 |
过磷酸钙 |
2.3 |
27.5 |
3:52 |
4:52 |
试验是在室外
条件下进行 |
|
2 |
过磷酸钙 |
2.5 |
27.3 |
3:45 |
5:10 |
|
3 |
过磷酸钙 |
2.7 |
27.5 |
4:10 |
5:10 |
|
4 |
过磷酸钙 |
3.0 |
27.5 |
3:35 |
5:00 |
5 、强度试验
根据试验所得的初凝时间在 6 ～ 7h 之间，终凝时间在 7 ～ 8h 之间的蔗糖和过磷酸钙的掺量范围，分别对相应掺量的水泥试样进行了强度试验，结果见表 6 。
表 6 不同外加剂掺量对水泥强度的影响
|
编号 |
外加剂
名称 |
掺加量
（‰） |
用水量
（ % ） |
凝结时间
（ h:min ） |
抗折强度 (Mpa) |
抗压强度(Mpa) |
3d 抗压强度
下降率（ % ） |
28d 抗压强度
增进率（ % ） |
|
初凝 |
终凝 |
3d |
28d |
3d |
28d |
|
1 |
无外加剂 |
－ |
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 |
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 |
过磷酸钙 |
2.7 |
27.3 |
6:03 |
7:30 |
4.4 |
7.5 |
19.6 |
48.9 |
3.0 |
9.2 |
|
7 |
过磷酸钙 |
3.0 |
27.8 |
6:20 |
8:09 |
4.1 |
7.9 |
19.4 |
49.1 |
4.0 |
9.6 |
|
8 |
过磷酸钙 |
3.5 |
27.3 |
7:20 |
8:55 |
3.9 |
7.5 |
19.5 |
49.9 |
3.5 |
11.4 |
|
9 |
过磷酸钙 |
4.0 |
27.5 |
7:15 |
8:40 |
4.0 |
7.1 |
19.6 |
49.7 |
3.0 |
10.9 |
|
10 |
过磷酸钙 |
4.5 |
27.6 |
7:00 |
8:50 |
4.0 |
7.6 |
19.2 |
50.5 |
5.0 |
12.7 |
|
11 |
过磷酸钙 |
5.0 |
27.5 |
7:25 |
9:05 |
4.2 |
7.8 |
19.5 |
50.8 |
3.5 |
13.4 |
注：编号 1 数据为表 1 中的水泥试样强度数据，以此为基准进行比较；编号 2 ～ 11 数据均为实验室温度条件下的实验结果。
由表 6 可知，加入蔗糖和过磷酸钙的水泥强度， 3 d 抗压强度稍有下降，但下降幅度不大（下降率为 1.5 % ～ 5.5% ），而 28d 强度却有较大幅度的提高（增进率为 8.0 % ～ 13.0% ）；随着外加剂掺量的增加，凝结时间相应延长，但 3d 强度下降幅度逐渐增加，而 28d 强度增进较慢。
关于加入上述缓凝剂后，早期强度稍有下降而后期强度有所提高的原因，具有关文献分析，当掺入一定量的缓凝剂后，减缓了水泥的水化速度，使得水泥颗粒周围溶液中的水化硅酸钙等水化产物的分布更加均匀，有利于水泥颗粒充分水化，从而提高水泥石的中后期强度。
三、结束语
（ 1 ）作为外加剂延缓水泥的凝结时间，蔗糖和过磷酸钙两者均可达到较好的缓凝效果。
（ 2 ）用蔗糖作外加剂时，当掺量在 0. 3 ‰～ 0.4 ‰范围内时，初凝时间可以延长 3h 以上，终凝时间可延长 4h 以上；用过磷酸钙作外加剂时，当掺量在 3.5 ‰～ 5.0 ‰范围内时，初凝时间可延长 4h 以上，终凝时间可延长 5h 以上。
（ 3 ）在满足凝结时间要求的前提下，合适的外加剂掺量虽然使水泥的早期强度稍有下降，但对后期强度却有提高的趋势。
（ 4 ）在实际施工过程中，环境温度对外加剂掺量和凝结时间的影响不可忽视。
各种缓凝剂对水泥浆凝结时间的影响
|
外加剂种类 |
掺量 (%) |
W/C=0.29 |
W/C=0.245 掺 UNF-51% |
|
初凝 (min) |
终凝 (min) |
初凝 (min) |
终凝 (min) |
|
空白 |
0 |
125 |
190 |
160 |
210 |
|
水杨酸 |
0.05 |
170 |
218 |
— |
— |
|
柠檬酸 |
0.05
0.10 |
170
295 |
265
475 |
240
415 |
397
590 |
|
蔗糖 |
0.05
0.10 |
255
465 |
288
520 |
357
— |
395
— |
|
三乙醇胺 |
0.05 |
205 |
260 |
340 |
375 |
|
聚乙烯醇 |
0.10 |
225 |
356 |
240 |
475 |
|
甲基纤维素 |
0.05
0.10 |
145
170 |
240
350 |
200
— |
355
— |
|
羧甲基纤维素钠盐 |
0.05
0.10 |
125
175 |
240
265 |
188
282 |
345
405 |
|
磷酸 |
0.05
0.10 |
262
350 |
298
430 |
340
410 |
410
470 |
| 
