硫酸铝在水泥中的作用

硫酸铝不能用于生产水泥。

1、硫酸铝只能用于生产水泥增强剂。

2、生产水泥增强剂时硫酸铝的用量比例是40-70％。

3、硫酸铝是铝盐典型的代表，因此具有铝盐的一些特点，在制作水泥过程中，将硫酸铝混合在水泥砂浆中，然后充分搅拌，过一段时间后硫酸铝会与水泥砂浆中的水化的生成物质发生化学反应，生成物为氢氧化铝和氢氧化铁。这两种物质呈胶体状，都不会溶解于水中，硫酸铝还会与水泥里的水化铝酸钙发生化学变化，生成种具有膨胀作用的化学物质，在水泥的制作过程中，这些生成的胶体的和膨胀的物质填满了水泥在硬化阶段出现一条条的小缝隙，因此水泥的密度会更大，更结实，它的防水性能和抗渗的性能会更好。所以说硫酸铝在水泥的制作过程中起到了防水剂的作用。制作时将硫酸铝以一定的比例加入水泥浆中，这样生产出的水泥涂抹在建筑物的表面起到永久的防水防潮的作用。

三、混凝土速凝剂技术指标：

1、细度（%）小于12.6

2、凝结时间：初凝（min）2-3终凝（min）8-10

3、含水量（%）小于2

4、ld抗压强度（Mpa）大于等于8

5、28d抗压强度比（%）(Mpa)大于等于75

四、混凝土速凝剂使用方法及注意事项

1、使用前，需对施工所用水泥做适应性试验，确定最佳掺量。

2、施工中，应严格将水灰比控制在0.40-0.45之间，水灰比过大，会延长凝结时间，影响使用效果。

3、应用于喷射混凝土施工时，应将沙子、石子、水泥、速凝剂按比例干拌配成混合料，调节其水灰比，立即喷射。干拌混合料堆放时间过长（大于20分钟），否则，会影响速凝效果，而降低喷射混凝土强度。

4、施工条件较差或水泥与本剂适应性较差时，需试验确定或适当加大掺用量。

如果使用塑性混凝土，或成型比较大的水泥制品，则不可能1小时内脱模，最快的脱模时间也在4小时左右。

能够加速水泥凝结硬化和强度发展化学外加剂有很多，包括氯化钙（不得用于钢筋混凝土）、硫酸铝、硫酸钠、碳酸钠、碳酸锂、硝酸钙、亚硝酸钙，等等。

按化学结构分类，水泥助磨剂可以分为三种：聚合有机盐助磨剂、聚合无机盐助磨剂和复合化合物助磨剂。使用的水泥助磨剂产品大都属于有机物表面活性物质。由于单组分助磨剂价格较高，使用效果也不十分理想，复合化合物助磨剂应用较为广泛。

粉体（固体）水泥助磨剂的组分常有：元明粉、工业盐、粉煤灰、三乙醇胺、粉体助磨剂母液等。

液体水泥助磨剂的组分常有：液体助磨剂母液、三乙醇胺、聚合多元醇、聚合醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、丙二醇、丙三醇、脂肪酸钠、氯化钙、氯化钠、醋酸钠、硫酸铝、甲酸钙、木钙、木钠等。

2.可以显著提高水泥台时产量、各龄期水泥强度，改善其流动性。水泥助磨剂能大幅度降低粉磨过程中形成的静电吸附包球现象，并可以降低粉磨过程中形成的超细颗粒的再次聚结趋势。水泥助磨剂也能显著改善水泥流动性，提高磨机的研磨效果和选粉机的选粉效率，从而降低粉磨能耗。使用助磨剂生产的水泥具有较低的压实聚结趋势，从而有利于水泥的装卸，并可减少水泥库的挂壁现象。作为一种化学添加剂，助磨剂能改善水泥颗粒分布并激发水化动力，从而提高水泥早期强度和后期强度。

混凝土的外加剂是指在混凝土拌和过程中掺入的能显著改善砼的性能的物质。其掺量一般不大于水泥质量的5%。由于外加剂对混凝土性能的改善，它在工程中应用的比例越来越大，不少国家使用掺外加剂的混凝土已占混凝土总量的60%～90%,因此，外加剂逐渐成为混凝土占的第五种成分。

一、外加剂分类

混凝土外加剂种类繁多，根据《混凝土外加剂的分类、命名与定义》规定，混凝土外加剂按其主要功能分为四类：

1.改善工作性的外加剂：减水性、泵送剂、引气剂

2.调节凝结硬化时间的外加剂：缓凝剂、早强剂、速凝剂

3.改善耐久性的外加剂：阻锈剂、防水剂、引气剂

4.改善其它性能的外加剂：加气剂、着色剂、膨胀剂、防冻剂

二、减水剂

减水剂是指在砼坍落度基本相同条件下，加入能显著减少拌和用水量的外加剂。

(一) 减水剂的作用机理

减水剂为表面活性物质，其分子由亲水基团和憎水基团两个部分组成。水泥加水拌和，水泥浆成絮凝结构，包裹一部分拌和水，降低了流动性。减水剂的作用机理表现在以下三个方面：

（1）其疏水基团定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同电荷，斥力作用使水泥颗粒分开，放出絮凝结构游离水，增加流动性；

（2）亲水基吸附大量极性水分子，增加水泥颗粒表面溶剂化水膜厚度，起润滑作用，改善工作性；

（3）减水剂降低表面张力，水泥颗粒更易湿润，使水化比较充分，从而提高混凝土的强度。

图水泥浆的絮凝结构和减水剂作用示意图

(二) 减水剂的技术经济效果

1.增大流动性。在用水量及水灰比不变时，混凝土坍落度可增大100～200mm，且不影响混凝土的强度。

2.提高混凝土的强度。在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可减少拌和用水量10％～15％，从而降低水灰比，使混凝土强度提高15％～20％。

3.节约水泥。在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以在减少拌和水量的同时，相应减少水泥用量。

4.改善混凝土的耐久性。

(三)减水剂的种类

按化学成分主要有木质素系、萘系、水溶性树脂类、糖蜜类和复合型减水剂等。

1.木质素系减水剂

包括木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸钠（木钠）、木质素磺酸镁（木镁）等。其中木钙减水剂应用较多。

木钙减水剂是以生产纸浆或纤维浆剩余下来的亚硫酸浆废液为原料，采用石灰乳中和，经生物发酵除糖、蒸发浓缩、喷雾干燥而制得的棕黄色粉末。

木钙减水剂的适宜掺量，一般为水泥质量的0.2％～0.3％。其减水率为10％～15％，混凝土28d抗压强度提高10％～20％；若不减水，混凝土坍落度可增大80～100mm；若保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，可节约水泥用量10％左右。木钙减水剂对混凝土有缓凝作用，掺量过多或在低温下，其缓凝作用更为显著，而且还可能使混凝土强度降低，使用时应注意。

木钙减水剂可用于一般混凝土工程，尤其适用于大体积浇筑、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。木钙减水剂不宜单独用于冬季施工，在日最低气温低于5℃，应与早强剂或防冻剂复合使用。木钙减水剂也不宜单独用于蒸养混凝土及预应力混凝土，以免蒸养后混凝土表面出现疏松现象。

2.萘磺酸盐系减水

萘系减水剂，是用萘或萘的同系物经磺化与甲醇缩回而成。目前，我国生产的主要有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建I型等减水剂，其中大部分品牌为非引气型减水剂。

萘系减水剂的适宜掺量为水泥质量的0.5％～1.0％，减水率为10％～25％，混凝土28d强度提高20％以上。萘系减水剂的减水增强效果好，对不同品种水泥的适应性较强。适用于配制早强、高强、流态、蒸养混凝土。

3.水溶性树脂减水剂

这类减水剂时以一些水溶性树脂为主要原料制成的减水剂，如三聚氰胺树脂、古玛隆树脂等。该类减水剂增强效果显著，为高效减水剂，我国产品有SM树脂减水剂等。

SM减水剂掺量为水泥质量的0.5％～2.0％，其减水率为15％～27％，混凝土3d强度提高30％～100％，28d强度可提高20％～30％。SM减水剂适于配制高强混凝土、早强混凝土、流态混凝土及蒸养混凝土等。

三、早强剂

早强剂是加速混凝土早期强度发展，并对后期强度无显著影响的外加剂。早强剂可以在常温、低温荷负温（不低于—5℃）条件下加速混凝土的硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。早强剂主要有无机盐类（氯盐类、磷酸盐类）和有机胺及有机－无机的复合物三大类。

1.氯盐类早强剂

氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钾、氯化铝及三氯化铁等，其中以氯化钙应用最广。氯化钙为白色粉末状物，其适宜掺量为水泥质量的0.5％～1.0％，能使混凝土3d强度提高50％～10％，7d强度提高20％～40％，同时能降低混凝土中水的冰点，防止混凝土早期受冻。

采用氯化钙作早强剂，最大的缺点使含有Cl-离子，会使钢筋锈蚀，并导致混凝土开裂。为了抑制氯化钙对钢筋的锈蚀作用，常将氯化钙与阻锈剂亚硝酸钠（NaNO2)复合作用。

2.硫酸盐类早强剂

硫酸盐类早强剂，主要有硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾等，其中硫酸钠应用较多。硫酸钠为白色粉状物，一般掺量为0.5％～2.0％，当掺量为1％～1.5％时，达到混凝土设计强度70％的时间可缩短一半左右。

硫酸钠对钢筋无锈蚀作用，适用于不允许掺用氯盐的混凝土。但由于它与氢氧化钙作用生成强碱NaOH,为防止碱骨料反应，硫酸钠严禁用于含有活性骨料的混凝土，同时应注意不能超量掺加，以免导致混凝土产生后期膨胀开裂破坏，并防止混凝土表面产生“白霜”。

3.有机胺类早强剂

有机胺类早强剂主要有三乙醇胺、三异丙醇胺等，其中早强效果以三乙醇胺为佳。

三乙醇胺为无色或淡黄色油状液体，呈碱性，能溶于水。掺量为水泥质量的0.02％～0.05％，能使混凝土早期强度提高。三乙醇胺对混凝土稍有缓凝作用，掺量过多会造成混凝土严重缓凝和混凝土强度下降，故应严格控制掺量。

四、缓凝剂

缓凝剂是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。缓凝剂主要有四类：糖类，如糖蜜；木质素磺酸盐类，如木钙、木钠。常用的缓凝剂是木钙和糖蜜，其中糖蜜的缓凝效果最好。

缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增强作用，对钢筋也无锈蚀作用。主要使适用于大体积混凝土和炎热气候下施工的混凝土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。

五、引气剂

引气剂是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌和物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。目前，应用较多的引气剂为松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐等。由于大量微小、封闭并均匀分布的气泡的存在，使混凝土的某些性能得到明显改善或改变。

1.改善混凝土拌和物的和易性

2.显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性

3.降低混凝土强度。一般混凝土的含气量每增加1％时，其抗压强度将降低4％～6％，抗折强度降低2％～3％。

引气剂可用于抗渗混凝土、抗冻混凝土、抗硫酸盐侵蚀混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻混凝土，以及对饰面有要求的混凝土等，但引气剂不宜用于蒸养混凝土及预应力混凝土。

六、防冻剂

防冻剂是能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。常用的防冻剂有氯盐类、氯盐阻锈类、物氯盐类。

防冻剂用于负温条件下施工的混凝土。目前，国产防冻剂品种适用于0～－15℃的气温，当在更低气温下施工时，应增加其它混凝土冬季施工措施。

七、速凝剂

速凝剂是指能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。速凝剂主要有无机盐和有机物类两类。我国常用的速凝剂使无机盐类，主要有红星I型、711型、728型、8604型等。

速凝剂掺入混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，1h就可产生强度，1d强度提高2～3倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺时的80％～90％。速凝剂的速凝早强作用机理，是使水泥中的石膏变成Na2SO4，失去缓凝作用，从而促使C3A迅速水化，并在溶液中析出其水化产物晶体，导致水泥浆迅速凝固。速凝剂主要用于矿山井巷、铁路隧道、饮水涵洞、地下工程以及喷锚支护时的喷射混凝土或喷射砂浆工程中。

速凝剂——可以使混凝土在几分钟内凝结。起速凝作用的常用材料为水玻璃和硫酸铝。

早强剂——缩短凝结时间，提高早期强度（7天内），不提高后期强度。常用起早强作用的材料包括硫酸钠、亚硝酸盐、硫氰酸酯（盐），等等。

提高强度矿物掺合料——硅灰和超细矿粉不显著影响凝结时间，但能够大幅度提高早期和后期强度。