缓凝剂的种类有哪些?作用机理是什么?

小编来为大家详细介绍缓凝剂的种类、作用机理、特点、产品用途、使用方法、注意事项、包装与贮运、有效期、缓凝效果的评价方法及如何正确选择缓凝剂?一起来了解下吧!

缓凝剂的种类

1、糖蜜缓凝剂

糖蜜缓凝剂是由制糖下脚料经石灰处理而成，其主要成分为已糖钙、蔗糖钙等。一般掺量为水泥质量的0.1%～0.3%(粉剂)，0.2%～0.5%(水剂)，混凝土的凝结时间可延长2～4h，掺量每增加0.1%(水剂)，凝结时间约延长1h，当掺量大于1%时，混凝土长时间酥松不硬;掺量为4%时，28d强度仅为不掺的1/10。

2、羟基羧酸及其盐类缓凝剂

这类缓凝剂一般掺量为水泥质量的0.03%～0.10%，混凝土凝结时间可延长4～10h。这类缓凝剂会增加混凝土的泌水率，在水泥用量低或水灰比大的混凝土中尤为突出。若与引气剂一起使用，则可得到改善。

3、木质素磺酸盐类缓凝剂

这类缓凝剂一般掺量为水泥质量的0.2%～0.3%，混凝土凝结时间可延长2～3h。

缓凝剂的作用机理

缓凝剂的作用机理比较复杂，很难用一种理论来概括。目前较为认可的理论有：吸附理论、生成络盐理论、沉淀理论和控制氢氧化钙结晶生长理论。

1、吸附理论

缓凝剂吸附在水泥颗粒表面形成一层致密的吸附膜层，改变了水泥颗粒表面的双电层结构，使水泥颗粒吸附水分的过程及水化反应受到抑制。另外，有些缓凝剂离子可以吸附到水泥水化产物晶体表面，抑制晶体的生长，也会起到延缓水化的作用。该理论比较适用于糖类、多元醇及其衍生物。

2、生成络盐理论

Ca2+达到饱和，生成Ca(OH)2晶体，是促使水泥水化诱导期结束的重要原因。缓凝剂分子中的-OH、-COO-等官能团可以与溶液中的Ca2+形成络盐，抑制Ca(OH)2的结晶，从而有效地延长水泥水化的诱导期。该理论比较适用于羟基羧酸、氨基羧酸及其盐。

3、沉淀理论

沉淀理论认为缓凝剂能在水泥颗粒表面形成一层难溶性沉淀层，阻止水分与水泥颗粒的接触，抑制水泥颗粒表面成分的溶解，从而延缓水泥的水化反应。该理论比较适用于糖蜜缓凝剂。

4、控制氢氧化钙结晶生长理论

控制氢氧化钙结晶生长理论认为缓凝剂阻碍了Ca(OH)2结晶，使C3S无法正常生成水化硅酸钙凝胶，从而抑制水泥的水化反应。该理论比较适用于无机缓凝剂。

缓凝剂的特点

1、优良的缓凝减水增强效果。

2、改善混凝土工作性。

3、大幅度降低水泥早期水化热，推迟水化热峰的出现。

4、可在终凝后加速混凝土硬化。

5、对钢筋无锈蚀作用。

缓凝剂的产品用途

1、各类工业与民用建筑、水利、交通、港口、市政等工程。

2、预制和现浇混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土。

3、缓凝或超缓凝混凝土，需长时间停放或长距离运输的混凝土、自流平免振混凝土。

4、大体积混凝土、碾压混凝土、炎热气侯条件下施工的混凝土、大面积浇筑的混凝土、避免冷接缝产生的混凝土。

5、配制高强高性能混凝土。

6、根据用户需要可配制适用特殊水泥，掺各种混合材料的有不同性能要求的棍凝土外加荆。

缓凝剂的使用方法

1、本剂与拌合水一起加人搅拌机中拌合，搅拌时间参照国家标准。生产高强混凝土宜使用强制式搅拌机。

2、根据需要也可采用二次掺加法。

3、具体使用方法应遵循GB50119-2003《混凝土外加荆应用技术规范》。

缓凝剂的注意事项

1、本品超掺后，凝结时间会延长。

2、本品超掺不足时工作性能会降低，坍落度损失会加快，不受影响。

3、本产品宜用于日最低气温5℃以上施工的混凝土。

4、本品在与其它品种外加剂复合使用时，应注意其相容性，使用前应进行试验。

5、在水泥品种变更或新进水泥时，应检验外加剂与水泥的适应性，符合要求方可使用。

缓凝剂包装与贮运

1、液体产品为桶装或罐装，粉剂用塑料编织袋包装。

2、应在防潮、防火、干燥、通风的条件下贮运。

缓凝剂的有效期

1、粉剂产品密封条件下至少可存放3年。

2、液体产品密封常温条件下可存放12个月。

缓凝剂缓凝效果的评价方法

1、目前，针对缓凝剂缓凝效果的评价方法还比较局限，主要是凝结时间和凝结时间差的测定。对于净浆，标准方法为《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GBT 1346-2011)规定的测试方法。该方法所用仪器为标准维卡仪，测定凝结时间之前需预先测定标准稠度用水量，再按照标准稠度用水量制备水泥净浆，测定水泥净浆的初凝和终凝时间。该方法的优点是方便、快捷，缺点是存在较大的人为误差，主要体现在操作过程及读数方面的偶然性，尤其是在确定终凝时间时的人为误差更加明显。

2、对于混凝土，标准方法为《混凝土外加剂》(GB8076-2008)规定的测试方法。该方法所用仪器为贯入阻力仪，测定凝结时间之前需将混凝土拌合物用5mm(圆孔筛)振动筛筛出砂浆并装入标准规格金属圆筒中，可得到贯入阻力值与时间的关系曲线，然后求出贯入阻力值达3.5MPa时，对应的时间作为初凝时间;贯入阻力值达28MPa时，对应的时间作为终凝时间。该方法的优点是结果准确、误差较小，缺点是操作过程比较复杂，耗时费力。

3、随着科技的进步，国内外学者也尝试利用一些新的手段来评价缓凝剂的缓凝效果，如水化温升、X射线衍射、低场核磁共振、电阻法等方法，虽然简单有效，但准确性尚须大量工程实践检验，且都没有形成相关标准。因此，目前工程上仍以传统方法为主。

4、凝结时间差是缓凝剂作用效果的最直观的体现，而缓凝剂的好坏却不只是由这两者决定。理想的缓凝剂应当在掺量较小的情况下具有显著的缓凝作用，而且在一定掺量范围内凝结时间可调性强，并且不产生异常凝结现象。另外，尤为重要的是，缓凝剂应能使水泥浆体初凝结时间明显延缓，而初凝和终凝间的间隔尽量缩短。

如何正确选择缓凝剂

一、根据使用目的选择缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂

选择缓凝剂的目的通常有以下几点。

1、调节新拌混凝土的初、终凝时间，使混凝土按施工要求在较长时间内保持塑性，以利于浇筑成型;应选择能显著影响初凝时间，但初、终凝时间间隔短的缓凝剂。

2、控制混凝土的坍落度经时损失，使混凝土在较长时间内保持良好的流动性与和易性，使其经长距离运输后满足泵送施工工艺要求;应选择与所用胶凝材料相容性好，并能显著影响初凝时间，但初、终凝时间间隔短的缓凝剂。

3、降低大体积混凝土的水化热，并推迟放热峰的出现。应选择显著影响终凝时间或初、终凝间隔较长，但不影响后期水化和强度增长的缓凝剂。

4、提高混凝土的密实性，改善耐久性。选择同3所述的缓凝剂。

缓凝减水剂和缓凝高效减水剂的选择通常应考虑混凝土的强度等级和所选择的施工工艺，根据所需要的减水率性能进行选择。由于其减水率不高，缓凝减水剂通常在强度等级不高、水灰比较大的场合时选择使用;而缓凝高效减水剂则通常在对强度等级和控制水灰比有较高的要求时选用。

二、根据缓凝时间的要求选择缓凝剂

1、缓凝减水剂中，木质素磺酸盐类具有引气性，缓凝时间较短，在一定程度上超掺不致引起后期强度低的缺陷，但超掺会引起含气量过高，可导致混凝土结构酥松引起事故。

2、糖钙减水剂不引气，缓凝与掺量的关系视水泥品种而异，超掺后是缓凝还是促凝不确定，需要试验确定，应引起重视。

3、不同的磷酸盐，其缓凝程度差异显著，需要超缓凝时，更多地选用焦磷酸钠而不是磷酸钠。

4、在应用超缓凝的场合，通常不采用单一品种的缓凝剂，而采用多组合复合，以防止单一组分缓凝剂量过大引起后期强度增长缓慢。

三、根据使用温度选用缓凝剂

1、羟基羧酸类缓凝剂在高温时对C3S的抑制程度明显减弱，因此缓凝性能降低明显，使用时需加大掺量。而醇、酮、酯类缓凝剂对C3S的抑制程度受温度变化影响小，使用中用量调整少。气温降低，羟基羧酸盐及糖类、无机盐类缓凝时间将显著延长，所以缓凝类外加剂不宜用于5℃以下的环境施工，不宜用于蒸养混凝土。

2、缓凝类外加剂一般情况下不应超出厂家推荐的掺量使用，超量1—2倍使用即可使混凝土长时间不凝结，若含气量增加很多，会引起强度明显下降，造成工程事故。

3、使用某些种类缓凝剂的混凝土，若只是缓凝过度而含气量增加并不多，可在混凝土终凝后带模保湿养护足够长时间，强度有可能得到保证。

4、缓凝剂与其他外加剂，尤其是早强型外加剂存在相容性问题，或者是酸碱性中和问题，或者是溶解度低的盐沉淀问题，复合使用前应当先行试验。

水泥缓凝剂的主要成分是什么?

水泥缓凝剂的主要成分是糊精、各种类型的淀粉、干酪素以及某些含蛋白的物质;还有蔗糖、葡萄糖、木质磺酸钙盐或钠盐、羧甲基纤维素钠(CMC)、羧乙基纤维素(CHC)以及他们的混合物。

有机类缓凝剂大多对水泥颗粒以及水化产物新相表面具有较强的活性作用，吸附于固体颗粒表面，延缓了水泥和浆体结构的形成。无机类缓凝剂，往往是在水泥颗粒表面形成一层难溶的薄膜，对水泥颗粒的水化起屏障作用，阻碍了水泥的正常水化。

这些作用都会导致水泥的水化速度减慢，延长水泥的凝结时间。缓凝剂对水泥缓凝的理论主要包括吸附理论、生成络盐理论、沉淀理论和控制氢氧化钙结晶生产理论。多数有机缓凝剂有表面活性，它们在固液界面产生吸附，改变固体粒子表面性质，即亲水性。

由于吸附作用，它们分子中的羟基在水泥粒子表面，阻碍水泥水化过程，使晶体相互接触受到屏蔽，改变了结构形成过程。如葡萄糖吸附在C3S表面生成吸附膜，因此掺0.1﹪葡萄糖是水泥凝结时间延长70﹪。

扩展资料

缓凝剂分子在水泥离子上的吸附层的存在，使分子间的作用力保持在厚的水化层表面上，使水泥悬浮体也有分散作用。它们不但在原胶凝物质的粒子表面吸附，而且在水化和硬化过程中吸附在新相的晶胚上，并使其稳定。

这种稳定作用组织结构形成过程，并降低早期强度。缓凝剂不仅由于在原化合物和最终化合物上的吸附作用，而且由于改变了饱和溶液中晶胚生成的速度，因此控制了胶凝物上的吸附作用，而且由于改变了饱和溶液中晶胚生成的速度，因此控制了胶凝物的水化和硬化过程。

无论是使用何种缓凝剂，在水泥水化继续进行过程中，由于水泥粒子的膨胀引起吸附层分子之间的空隙扩大或膜层破裂，因此水化作用可照常进行。

这样对后期强度的发展几乎没有坏的影响，在合理掺量范围内(0.01﹪～0.20﹪)甚至可以增加后期强度。

缓凝作用的机理另一观点认为，缓凝剂吸附在氢氧化钙核上，抑制了其继续生长，在达到一定过饱和度之前，氢氧化钙的生长将停止。这个理论中重点放在缓凝剂在氢氧化钙上的吸附，而不是在水化产物上吸附。但是，研究表明仅仅抑制或改变氢氧化钙生长状态不足引起缓凝，而更重要的是缓凝剂子在水化的C3S上的吸附。

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