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福建減水劑對混凝土性能的作用機理

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福建減水劑對混凝土性能的作用機理

發布日期:2018-03-28 作者:福建減水劑 點擊:

福建減水劑對混凝土性能的作用機理

一般認為減水劑能夠產生減水作用主要是由於減水劑的吸附和分散作用所致。研究混凝土中水泥硬化過程可以發現,水泥在加水攪拌的過程中,由於水泥礦物中含有帶不同電荷的組分,而正負電荷的相互吸引將導致混凝土產生絮凝結構(如圖)。絮凝結構也可能是由於水泥顆粒在溶液中的熱運動致使其在某些邊棱角處互相碰撞、相互吸引而形成。由於在絮凝結構中包裹著很多拌合水,因而無法提供較多的水用於潤滑水泥顆粒,所以降低了新拌混凝土的和易性。

因此,在施工中為了較好地潤滑水泥顆粒,並達到分散的目的,就必須在拌合時相應地增加用水量,而這種用量的水遠遠超過水泥水化所需的水,從而導致水泥石結構中形成孔隙,致使其物理力學性能下降,從而留下缺陷,加速了混凝土因各種外界環境條件的作用而劣化,導致耐久性性能下降。加入混凝土減水劑就是將這些多餘的水分釋放出來,使之用於潤滑水粒顆粒,減少拌合水用量,因而提高混凝土物理力學性能和耐久性性能。

福建減水劑

混凝土中摻人減水劑後,可在保持水灰比不變的情況下增加流動性。普通減水劑在保持水泥用量不變的情況下,使新拌混凝土坍落度增大10cm以上,高效減水劑可配製出坍落度達到25cm的混凝土。

福建減水劑除了有吸附分散作用外,還有濕潤和潤滑作用。水泥加水拌合後,水泥顆粒表麵被水所濕潤,而這種濕潤狀況對新拌混凝土的性能影響甚大。濕潤作用不但能使水泥顆粒有效地分散,亦會增加水泥顆粒的水化麵積,影響水泥的水化速率。減水劑中的極性憎水基團定向吸附於水泥顆粒表麵上,而親水基團向外定向排列。親水基團很容易和水分子以氫鍵形式結合。當水泥顆粒吸附足夠的減水劑分子後,借助於磺酸基團負離子與水分子中氫鍵的締合,水泥顆粒表麵便形成一層穩定的溶劑化水膜,顆粒之間因這層水膜的隔離而得到潤滑,相對滑移更容易。由於減水劑是極性分子,吸附在水泥顆粒表麵,向外帶相同的電荷,而向內則帶另一種極性的相同電荷,故形成雙電層。由於水泥顆粒表麵均帶相同的電荷,從則由於靜電相斥作用而分散。

以上所介紹的就是減水劑的一種減水機理,即靜電斥力的解釋。但是,作為高效減水劑,特別是聚羧酸鹽類高效減水劑,由於側鏈結構複雜,因此隻用一種靜電斥力的機理,並不能為何減水效果更好,坍落度更大的問題。

該類減水劑結構呈梳形,主鏈上帶有多個活性基團,並且極性較強,還有較強的親水性的基團。有人對氨基磺酸鹽係(SNF)和聚竣酸鹽係(PC)高效減水劑進行了比較,結果表明,在水泥品種和水灰比均相同的條件下,當SNF和PC高效減水劑摻量相同時,水泥粒子對PC的吸附量以及摻PC水泥漿的流動性都大大高於摻SNF係統的對應值。但摻PC係統的雙電層ζ電位絕對值卻比摻SNF係統的低得多(ζ電位是負值,它的絕對值越大,顆粒之間的靜電斥力越大),這與靜電斥力理論是矛盾的。這也證明PC發揮分散作用的主導因素並非僅是靜電斥力,而是由減水劑本身大分子鏈及其支鏈所引起的空間位阻效應。這就是高效減水劑的空間位阻解釋。

靜電斥力理論適用於解釋分子中含有一S03基團的高效減水劑,如萘係減水劑、三聚氰胺係減水劑等,而空間位阻效應則適用於聚羧酸鹽係高效減水劑。

具有大分子吸附層的球形粒子在相互靠近時,顆粒之間的範德華力(分子引力)是決定體係位能的主要因素。當水泥顆粒表麵吸附層的厚度增加時,有利於水泥顆粒的分散。聚羧酸鹽係減水劑分子中含有較多較長的支鏈,當它們吸附在水泥顆粒表層後,可以在水泥表麵上形成較厚的立體包層,從而使水泥達到較好的分散效果。

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