减水剂的作用

减水剂的作用

1、改善混凝土或砂浆拌合物施工时的和易性;改善拌合物的泌水性;改善混凝土的泵送性;

2、 提高混凝土或砂浆的强度及其他物理力学性能; 节约水泥; 加速混凝土或砂浆的早期强度发展;

3、 调节混凝土或砂浆的凝结硬化速度;降低水泥水化初期水化热或延缓水化放热;

4、 提高混凝土或砂浆耐各种侵蚀性盐类的腐蚀性; 减弱碱—集料反应; 改善混凝土或砂浆的毛细孔结构; 提高钢筋的抗腐蚀能力; 调节混凝土或砂浆的含气量。

减水剂的作用机理

具有梳型结构的聚羧酸系减水剂可用图2(a)表示其结构,当聚羧酸系减水剂掺入新拌混凝土后,减水剂所带的极性阴离子活性基团如—SO 3-、—COO-等通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用紧紧地吸附在强极性的水泥颗粒表面,从而使水泥颗粒带电,根据同性电荷相斥原理,阻止了相邻水泥颗粒的相互接近,增大了水泥与水的接触面积,使水泥充分水化,并且在水泥颗粒扩散的过程中,释放出凝聚体所包含的游离水,改善了和易性,减少了拌水量。

  同时结构中具有亲水性的聚醚侧链,伸展于水溶液中,从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层。图2(b)是聚羧酸系减水剂对水泥颗粒的吸附示意图,当水泥颗粒靠近时,吸附层开始重叠,即在水泥颗粒间产生空间位阻作用,重叠越多,空间位阻斥力越大,对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大,使得混凝土的坍落度保持良好。

  因此,对水泥颗粒产生静电作用力和空间位阻斥力的聚羧酸系高效减水剂,在用量较小的情况下,便对水泥颗粒有显著的分散作用,同时聚合物的亲水聚醚侧链在水泥矿物水化产物中仍可以伸展开,这样聚羧酸类受到水泥的水化反应影响小,可长时间地保持分散效果,使坍落度损失减小。

1)静电斥力理论

    水泥水化后,由于离子间的范德华力作用以及水泥水化矿物、水泥主要矿物在水化过程中带不同电荷而产生凝聚,导致了混凝土产生絮凝结构。高效减水剂大多属阴离子型表面活性剂,掺入到混凝土中后,减水剂中的负离子-SO—、-COO—就会在水泥粒子的正电荷Ca2+矿的作用下而吸附于水泥粒子上,形成扩散双电层(Zel。a电位)的离子分布,在表面形成扩散双电层的离子分布,使水泥粒子在静电斥力作用下分散,把水泥水化过程中形成的空间网架结构中的束缚水释放出来,使混凝土流动化。

     电位的{jd1}值越大,减水效果就越好。随着水泥的进一步水化,电性被中和,静电斥力随之降低,范德华力的作用变成主导,对于萘系、三聚氰胺系高效减水剂的混凝土,水泥浆又开始凝聚,塌落度经时损失比较大,所以掺入这两类减水剂的混凝土所形成的分散是不稳定的。而对于氨基磺酸、多羧酸系高效减水剂,由于其与水泥的吸附模型不同,粒子间吸附层的作用力不用于前两类,其发挥分散作用的主导因素不是Zeta电位,而是一种稳定的分散。

    2)立体位阻效应

    掺有高效减水剂的水泥浆中,高效减水剂的有机分子长链实际上在水泥微粒表面是呈现各种吸附状态的。不同的吸附态是因为高效减水剂分子链结构的不同所致,它直接影响到掺有该类减水剂混凝土的坍落度的经时变化。有研究表明萘系和三聚氰胺系减水剂的吸附状态是棒状链,因而是平直的吸附,静电排斥作用较弱。其结果是电位降低很快,静电衡容易随着水泥水化进程的发展受到破坏,使范德华引力占主导,坍落度经时变化大。

     而氨基磺酸类高效减水剂分子在水泥微粒表面呈环状、引线状和齿轮状吸附,它使水泥颗粒之问的静电斥力呈现立体的交错纵横式,立体的静电斥力的Zeta电位经时变化小,宏观表现为分散性更好,坍落度经时变化小。而多羧酸系接枝共聚物高效减水剂大分子在水泥颗粒表面的吸附状态多呈齿形。这种减水剂不但具有对水泥微粒极好的分散性而且能保持坍落度经时变化很小。

水泥减水剂是用于水泥混凝土拌制的一种添加材料,既可以减少混凝土拌制时的用水量,提高混凝土的强度,又可以使混凝土保持较好的流动性。废旧塑料制水泥减水剂技术利用的原材料是废旧聚苯乙烯泡沫塑料,经过化学预处理后,加进有机溶剂和填料,制造出高效水泥减水剂。使用废旧塑料生产出的水泥减水剂,在添加到水泥混凝土中后,经过质量检验部门检测,混凝土的各项技术指标达到和部分超过国标一等品水平,综合性能优于目前国内市场上销售的密胺型xx减水剂



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