混凝土外加劑應(yīng)用基礎(chǔ)

本書運(yùn)用水泥混凝土材料科學(xué)、表面化學(xué)、力學(xué)等學(xué)科的相關(guān)知識(shí)、全面系統(tǒng)地介紹了混凝土外加劑的應(yīng)用基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)。重點(diǎn)介紹了混凝土外加劑的合成和復(fù)配技術(shù)及其與水泥基材的相互作用機(jī)理，外加劑應(yīng)用指南，施工規(guī)范及摻加外加劑混凝土的養(yǎng)護(hù)措施。本書與現(xiàn)有的外加劑或混凝土方面的書籍相比，首次根據(jù)“按性能設(shè)計(jì)”混凝土的理念，提出了通過摻用混凝土外加劑，實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和體積穩(wěn)定性的技術(shù)途徑。

本書適于從事混凝土外加劑科研開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的技術(shù)人員閱讀，也可供從事混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工的工程技術(shù)人員參考，并可作為相關(guān)專業(yè)院校師生的教學(xué)參考書。

1 概論

1.1 混凝土外加劑概述

1.1.1 混凝土外加劑發(fā)展簡史

1.1.2 混凝土外加劑分類

1.1.3 混凝土外加劑定義

1.1.4 混凝土外加劑在水泥混凝土中的作用

1.2 混凝土外加劑科技創(chuàng)新與亟待解決的問題

1.2.1 科學(xué)思想與混凝土外加劑科技創(chuàng)新

1.2.2 亟待解決的混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)問題

1.2.3 產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用研究方向

1.2.4 重點(diǎn)研究課題探討

主要參考文獻(xiàn)

2 水泥混凝土科學(xué)

2.1 水泥品種與定義

2.1.1 硅酸鹽水泥

2.1.2 普通硅酸鹽水泥

2.1.3 礦渣硅酸鹽水泥

2.1.4 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥

2.1.5 粉煤灰硅酸鹽水泥

2.1.6 復(fù)合硅酸鹽水泥

2.2 硅酸鹽水泥的礦物組成

2.2.1 硅酸三鈣

2.2.2 硅酸二鈣

2.2.3 鋁酸三鈣

2.2.4 鐵相

2.2.5 水泥

2.3 水泥漿體性能

2.3.1 凝結(jié)

2.3.2 微觀結(jié)構(gòu)

2.3.3 結(jié)合力的形成

2.3.4 密度

2.3.5 孔結(jié)構(gòu)

2.3.6 表面積與水力半徑

2.3.7 力學(xué)性能

2.3.8 水泥漿的滲透性

2.3.9 老化現(xiàn)象

2.3.10 水泥漿體模型

2.4 混凝土

2.4.1 混凝土中的集料

2.4.2 新拌混凝土的性能

2.4.3 混凝土力學(xué)性能

2.4.4 普通混凝土的脆性斷裂

2.4.5 普通混凝土的變形

2.4.6 混凝土的耐久性

2.4.7 堿"para" label-module="para">

2.4.8 混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.4.9 有特殊要求的混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.4.10 高性能混凝土及其配合比設(shè)計(jì)

主要參考文獻(xiàn)

3 混凝土外加劑生產(chǎn)技術(shù)

3.1 混凝土外加劑生產(chǎn)概述

3.1.1 主導(dǎo)產(chǎn)品

3.1.2 主要原材料

3.1.3 混凝土外加劑物理復(fù)合技術(shù)

3.2 按使用要求設(shè)計(jì)混凝土外加劑的概念

3.2.1 高性能混凝土外加劑主導(dǎo)官能團(tuán)理論

3.2.2 主導(dǎo)官能團(tuán)的分類

3.2.3 主導(dǎo)官能團(tuán)組合與設(shè)計(jì)

3.3 主要減水劑合成技術(shù)

3.3.1 木質(zhì)素磺酸鹽減水劑

3.3.2 萘系減水劑

3.3.3 三聚氰胺系減水劑

3.3.4 蒽系減水劑

3.3.5 聚羧酸鹽減水劑

3.3.6 氨基磺酸系減水劑

3.3.7 脂肪族減水劑

3.4 礦物外加劑生產(chǎn)工藝

3.4.1 物理激發(fā)

3.4.2 化學(xué)激發(fā)

3.4.3 粉煤灰地聚合物

3.4.4 濕排粉煤灰的預(yù)水化活化技術(shù)研究

主要參考文獻(xiàn)

4 外加劑與水泥基材相互作用機(jī)理

4.1 表面吸附

4.1.1 外加劑吸附對(duì)表面性能的影響

4.1.2 外加劑吸附的化學(xué)過程

4.2 化學(xué)外加劑對(duì)水泥水化的影響

4.2.1 初始階段（Ⅰ階段）

4.2.2 誘導(dǎo)期（Ⅱ階段）

4.2.3 加速期（Ⅲ階段）

4.3 常用混凝土外加劑的作用機(jī)理

4.3.1 減水劑作用機(jī)理

4.3.2 調(diào)凝劑作用機(jī)理

4.3.3 引氣劑作用機(jī)理

4.3.4 防水劑作用機(jī)理

4.3.5 膨脹劑作用機(jī)理

4.3.6 防凍劑作用機(jī)理

4.3.7 泵送劑作用機(jī)理

4.3.8 高效能減水劑的作用機(jī)理

4.3.9 礦物外加劑作用機(jī)理

主要參考文獻(xiàn)

5 混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)

5.1 使用外加劑注意事項(xiàng)

5.1.1 外加劑的選擇

5.1.2 外加劑摻量

5.1.3 外加劑對(duì)水泥品種及外摻料的適應(yīng)性

5.1.4 外加劑摻加技術(shù)

5.1.5 外加劑的質(zhì)量控制

5.2 普通減水劑及高效減水劑

5.2.1 品種

5.2.2 適用范圍

5.2.3 施工

5.3 引氣劑及引氣減水劑

5.3.1 品種

5.3.2 適用范圍

5.3.3 施工

5.4 緩凝劑、緩凝減水劑及緩凝高效減水劑

5.4.1 品種

5.4.2 適用范圍

5.4.3 施工

5.5 早強(qiáng)劑及早強(qiáng)減水劑

5.5.1 品種

5.5.2 適用范圍

5.5.3 施工

5.6 防凍劑

5.6.1 品種

5.6.2 適用范圍

5.6.3 施工

5.6.4 摻防凍劑混凝土的質(zhì)量控制

5.7 膨脹劑

5.7.1 品種

5.7.2 適用范圍

5.7.3 摻膨脹劑混凝土(砂漿)的性能要求

5.7.4 設(shè)計(jì)要求

5.7.5 施工

5.7.6 混凝土的品質(zhì)檢查

5.8 泵送劑

5.8.1 品種

5.8.2 適用范圍

5.8.3 施工

5.9 防水劑

5.9.1 品種

5.9.2 適用范圍

5.9.3 施工

5.10 速凝劑

5.10.1 品種

5.10.2 適用范圍

5.10.3 施工

5.11 混凝土外加劑應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

5.11.1 混凝土膨脹劑發(fā)展歷程

5.11.2 水化硫鋁酸鈣的物理、化學(xué)性能

5.11.3 二次鈣礬石形成

5.11.4 延遲鈣礬石形成

5.11.5 干縮與冷縮的聯(lián)合補(bǔ)償模式

5.11.6 影響補(bǔ)償收縮效果的主要因素

5.11.7 膨脹混凝土的設(shè)計(jì)

5.12 摻外加劑混凝土的養(yǎng)護(hù)

5.12.1 養(yǎng)護(hù)的重要性

5.12.2 與養(yǎng)護(hù)有關(guān)的水泥漿體物理、化學(xué)性能

5.12.3 養(yǎng)護(hù)的定義

5.12.4 養(yǎng)護(hù)的基本要求

5.12.5 理想的養(yǎng)護(hù)條件

5.12.6 養(yǎng)護(hù)時(shí)間

5.12.7 內(nèi)養(yǎng)護(hù)

主要參考文獻(xiàn)

6 摻外加劑混凝土的流變與流動(dòng)

6.1 混凝土流變理論

6.1.1 牛頓體

6.1.2 非牛頓液體

6.1.3 觸變性

6.2 水泥基材料的流變性

6.2.1 新拌水泥漿的流變性

6.2.2 新拌混凝土的流變性

6.3 流態(tài)混凝土與自密實(shí)混凝土

主要參考文獻(xiàn)

7 摻外加劑混凝土及其結(jié)構(gòu)的耐久性

7.1 混凝土抗凍性能

7.1.1 混凝土凍害機(jī)理

7.1.2 引氣的作用

7.1.3 除冰鹽的影響

7.1.4 集料在受凍混凝土中的行為

7.1.5 抗凍性能試驗(yàn)

7.1.6 影響混凝土抗凍性的因素

7.1.7 抗凍混凝土外加劑選用

7.2 混凝土抗?jié)B性以及幾種侵蝕機(jī)理

7.2.1 影響混凝土滲透性能的主要因素

7.2.2 氯鹽侵蝕

7.2.3 軟水侵蝕

7.2.4 海水侵蝕

7.2.5 碳化

7.3 鋼筋銹蝕

7.3.1 鋼筋銹蝕機(jī)理

7.3.2 環(huán)境作用

7.3.3 影響鋼筋銹蝕的因素

7.3.4 防止鋼筋銹蝕的措施

7.4 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

7.4.1 充分考慮環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響

7.4.2 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的內(nèi)容

7.4.3 混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的模糊綜合判定

主要參考文獻(xiàn)

8 外加劑應(yīng)用與混凝土體積穩(wěn)定性

8.1 混凝土體積收縮

8.1.1 干燥收縮

8.1.2 自干燥與自收縮

8.1.3 冷縮

8.1.4 收縮裂縫

8.1.5 影響混凝土收縮的主要因素

8.1.6 混凝土收縮預(yù)測(cè)

8.2 堿"para" label-module="para">

8.2.1 堿"para" label-module="para">

8.2.2 堿"para" label-module="para">

8.2.3 堿"para" label-module="para">

8.2.4 測(cè)試方法

8.2.5 抑制堿"para" label-module="para">

8.2.6 混凝土堿"para" label-module="para">

主要參考文獻(xiàn)2100433B

本書以混凝土外加劑生產(chǎn)實(shí)際為出發(fā)點(diǎn)，主要介紹混凝土外加劑的生產(chǎn)與應(yīng)用所需的化學(xué)方面的知識(shí)，將有機(jī)化合物、高分子化合物、表面活性劑、外加劑在混凝土中的作用四部分融合在一起。有機(jī)化合物主要介紹有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與應(yīng)用；高分子化合物主要介紹高分子化合物的組成、結(jié)構(gòu)和性能；表面活性劑主要介紹表面活性劑的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用；混凝土外加劑部分主要介紹部分外加劑的命名、合成方法、性能及其應(yīng)用。

本書可作為高職高專材料工程技術(shù)專業(yè)的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的參考教材。

課程引導(dǎo)

01混凝土外加劑的概述1

011混凝土外加劑的作用1

012我國混凝土外加劑行業(yè)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀1

02混凝土外加劑基礎(chǔ)2

021有機(jī)化學(xué)2

022高分子化合物和高分子化學(xué)7

023表面活性劑化學(xué)9

第1篇 有機(jī)化學(xué)

脂肪烴的來源與制備

11甲烷的來源與制備12

111烷烴的通式和構(gòu)造異構(gòu)12

112烷烴的命名法13

113甲烷分子的正四面體構(gòu)造16

114烷烴的構(gòu)象17

115烷烴的物理性質(zhì)19

116烷烴的化學(xué)性質(zhì)20

117烷烴鹵代反應(yīng)歷程22

118重要的烷烴23

12乙烯的來源與制備24

121烯烴的定義和命名24

122烯烴的結(jié)構(gòu)27

123烯烴的物理性質(zhì)27

124烯烴的化學(xué)性質(zhì)28

125烯烴的親電加成反應(yīng)歷程和馬氏規(guī)則32

126烯烴的制備35

127重要的烯烴36

128環(huán)烷烴36

13乙炔的制備38

131炔烴的結(jié)構(gòu)和命名39

132炔烴的物理性質(zhì)39

133炔烴的化學(xué)性質(zhì)40

134乙炔及其他炔烴的制法43

135二烯烴44

14基本技能49

141蒸餾49

142水蒸氣蒸餾51

143減壓蒸餾52

144分餾53

15技能訓(xùn)練55

151甲烷的實(shí)驗(yàn)室制法與性質(zhì)55

152乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法57

153炔烴的實(shí)驗(yàn)制備58

思考題58

理論難點(diǎn)自測(cè)59

萘系高效減水劑的制備

21苯63

211苯的結(jié)構(gòu)63

212單環(huán)芳烴的同分異構(gòu)和命名64

213單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)65

214單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)66

215苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)的定位規(guī)律73

22稠環(huán)芳烴77

221萘77

222其他稠環(huán)芳烴81

23芳烴的來源83

231由石油加工得到芳烴83

232從煤焦油中提取芳烴83

24重要的芳烴83

241苯83

242甲苯84

243二甲苯84

244苯乙烯84

245聯(lián)苯84

246萘85

25技能訓(xùn)練——萘系減水劑的制備85

251反應(yīng)原理85

252合成工藝流程86

253合成方法86

理論知識(shí)自測(cè)86

溴乙烷的制備

31鹵代烴的分類、命名和同分異構(gòu)88

11鹵代烴的分類88

312鹵代烴的命名89

32鹵代烴的物理性質(zhì)90

33鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)91

331親核取代反應(yīng)91

332消除反應(yīng)92

333與金屬鎂反應(yīng)——格利雅試劑的生成93

334鹵代烯烴和鹵代芳烴的化學(xué)性質(zhì)95

34親核取代和消除的反應(yīng)機(jī)理96

341親核取代反應(yīng)機(jī)理96

342消除反應(yīng)機(jī)理99

343取代反應(yīng)和消除反應(yīng)的競爭100

35鹵代烴的制法101

351取代反應(yīng)101

352不飽和烴與鹵素或鹵化氫加成101

353芳環(huán)上的氯甲基化反應(yīng)101

354從醇制備102

36重要的鹵代烴102

361三氯甲烷102

362四氯化碳102

363氯乙烯和聚氯乙烯102

364二氟二氯甲烷103

365四氟乙烯103

366芐基氯(芐氯)104

367氯苯104

37技能訓(xùn)練——溴乙烷的制備104

371實(shí)驗(yàn)?zāi)康?04

372反應(yīng)原理104

373實(shí)驗(yàn)儀器與藥品104

374實(shí)驗(yàn)裝置104

375實(shí)驗(yàn)步驟104

技能思考105

理論知識(shí)自測(cè)106

B-萘乙醚的制備

41醇108

411醇的分類108

412醇的命名109

413醇的物理性質(zhì)110

414醇的化學(xué)性質(zhì)111

415醇的制法117

416重要的醇118

42酚119

421酚的分類、命名119

422酚的物理性質(zhì)120

423酚的化學(xué)性質(zhì)121

424酚的制法127

425重要的酚127

43醚129

431醚的分類、結(jié)構(gòu)、命名130

432醚的物理性質(zhì)131

433醚的化學(xué)性質(zhì)131

434醚的制法132

435重要的醚132

44技能訓(xùn)練——β萘乙醚的制備132

441實(shí)驗(yàn)?zāi)康?32

442反應(yīng)原理133

443實(shí)驗(yàn)儀器與藥品133

444實(shí)驗(yàn)裝置圖133

445實(shí)驗(yàn)步驟133

技能思考134

理論知識(shí)自測(cè)134

脂肪族減水劑的制備

51醛、酮138

511醛、酮的分類和命名138

512多官能團(tuán)有機(jī)化合物的命名法139

52醛、酮的物理性質(zhì)139

53醛、酮的化學(xué)性質(zhì)140

531羰基的親核加成反應(yīng)141

532與氨的衍生物的加成消除反應(yīng)144

533αH的反應(yīng)145

534氧化還原反應(yīng)147

54醛和酮的制法149

541醇脫氫或氧化149

542炔烴水合149

543羰基合成149

544傅瑞德爾克拉夫茨酰基化反應(yīng)150

55重要的醛酮150

551甲醛150

552乙醛151

553丙酮152

554苯甲醛152

555環(huán)己酮153

56技能訓(xùn)練——脂肪族羥基磺酸鹽系減水劑的制備153

561合成原理153

562生產(chǎn)工藝流程153

563操作要領(lǐng)154

564原材料消耗154

理論知識(shí)自測(cè)154

高級(jí)脂肪酸鈉鹽的制備

61羧酸156

611羧酸的分類和命名156

612羧酸的物理性質(zhì)157

613羧酸的化學(xué)性質(zhì)158

614羧酸的制備166

615重要的羧酸167

62羧酸衍生物170

621羧酸衍生物的命名170

622羧酸衍生物的物理性質(zhì)171

623羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)172

624重要的羧酸衍生物176

63技能訓(xùn)練——高級(jí)脂肪酸鈉鹽(肥皂)的制備178

631肥皂水溶液的性質(zhì)和制皂用的油脂178

632透明皂的制備182

理論知識(shí)自測(cè)183

氨基磺酸鹽的減水劑制備

71胺185

711胺的分類和命名185

712胺的物理性質(zhì)187

713胺的化學(xué)性質(zhì)188

714重氮化合物和偶氮化合物194

715胺的制法196

716重要的胺197

72酰胺198

721酰胺的結(jié)構(gòu)和命名198

722酰胺的物理性質(zhì)199

723酰胺的化學(xué)性質(zhì)199

73硝基化合物201

731硝基化合物的結(jié)構(gòu)和命名201

732硝基化合物的性質(zhì)201

74技能訓(xùn)練——氨基磺酸鹽減水劑的制備206

741合成反應(yīng)原理206

742合成工藝流程207

理論知識(shí)自測(cè)207

糖鈣減水劉的制備

81單糖210

811單糖的構(gòu)型210

812單糖的物理性質(zhì)213

813單糖的化學(xué)性質(zhì)213

814重要的單糖218

82二糖218

821還原性二糖218

822非還原性二糖219

83多糖220

831淀粉220

832纖維素222

833木質(zhì)素223

84技能訓(xùn)練——糖鈣減水劑的制備224

第2篇 高分子化學(xué)

聚羧酸系減水劑的制備

91高分子化合物的概述226

911高分子化合物的發(fā)展226

912高分子化合物的分類與命名227

913高分子化合物的組成、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)230

92高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性能231

921高分子鏈的結(jié)構(gòu)232

922高分子間的作用力234

923高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)與柔性235

924高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)236

93自由基聚合236

931自由基聚合的單體237

932自由基聚合機(jī)理239

933自由基聚合反應(yīng)的特征241

934引發(fā)劑241

935自由基共聚合反應(yīng)243

94縮聚反應(yīng)246

941縮合反應(yīng)247

942縮聚反應(yīng)247

943線形縮聚反應(yīng)機(jī)理248

944縮聚和逐步聚合的實(shí)施方法249

95聚合方法250

951本體聚合251

952溶液聚合252

953懸浮聚合253

954乳液聚合254

96技能訓(xùn)練——聚羧酸系減水劑的制備255

961聚羧酸醚類減水劑制備的原料及生產(chǎn)工藝255

962聚羧酸酯類減水劑的制備256

第3篇 表面活性劑化學(xué)

十二烷基苯磺酸鈉的制備

101表面活性劑的基本概念262

1011表面活性劑的定義262

1012表面活性劑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和表示方法262

1013表面活性劑的分類262

1014表面活性劑結(jié)構(gòu)263

1015表面活性劑的一般性質(zhì)268

102表面張力和表面吸附270

1021表面張力270

1022表面活性劑的吸附272

103表面活性劑在溶液中的狀態(tài)272

1031表面活性劑溶液的性質(zhì)272

1032表面活性劑膠團(tuán)與臨界膠團(tuán)濃度273

1033表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)臨界膠團(tuán)濃度的影響274

1034膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)、大小和形狀275

104潤濕277

1041潤濕過程277

1042接觸角與潤濕方程278

1043影響潤濕的因素278

1044潤濕劑279

105泡沫279

1051泡沫的形成279

1052泡沫的穩(wěn)定性280

1053界面膜的性質(zhì)281

1054氣體的透過性281

1055表面電荷282

1056消泡作用282

106乳化282

1061乳狀液282

1062乳狀液的穩(wěn)定性283

1063乳狀液的HLB、PIT理論及其應(yīng)用284

1064乳狀液的制備285

107分散作用286

1071分散體系的分類286

1072表面活性劑的分散作用287

1073分散體系的絮凝287

1074分散劑與絮凝劑288

108技能訓(xùn)練——十二烷基苯磺酸鈉的制備289

1081實(shí)驗(yàn)原理289

1082儀器和藥品289

1083操作步驟290

第4篇 混凝土外加劑化學(xué)

外加劑在混凝土中的作用

111分類291

112命名292

113術(shù)語293

1131基本術(shù)語293

1132性能術(shù)語293

114混凝土外加劑品種的選用295

1141混凝土外加劑的主要功能295

1142混凝土外加劑按其使用目的選用296

115減水劑296

1151減水劑的主要作用296

1152普通減水劑296

1153高效減水劑298

1154高性能減水劑——聚羧酸鹽高性能減水劑305

116緩凝劑307

117早強(qiáng)劑311

1171早強(qiáng)劑的作用311

1172主要品種及技術(shù)指標(biāo)311

118引氣劑316

1181概述316

1182引氣劑的種類與化學(xué)結(jié)構(gòu)316

119防凍劑318

1191防凍劑的組成及分類318

1192常用防凍組分及性能319

附錄1混凝土外加劑(GB 8076—2008)323

附錄2混凝土防凍劑(JC 475—2004)338

附錄3混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法(GB/T 8077—2000)344

參考文獻(xiàn) 361 2100433B