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減水劑的化學原理是什麽?
發布時間:2014-04-09        瀏覽次數:7399        返回列表
 水泥水化後,由於離子間的範德華力作用以及水泥水化礦物、水泥主要礦物在水化過程中帶不同電荷而產生凝聚,導致了混凝土產生絮凝結構。高效減水劑大多屬陰離子型表麵活性劑,摻入到混凝土中後,減水劑中的負離子-SO—、-COO—就會在水泥粒子的正電荷Ca2+礦的作用下而吸附於水泥粒子上,形成擴散雙電層(Zel。a電位)的離子分布,在表麵形成 擴散雙電層的離子分布,使水泥粒子在靜電斥力作用下分散,把水泥水化過程中形成的空間網架結構中的束縛水釋放出來,使混凝土流動化。Zeta電位的絕對值越大,減水效果就越好。隨著水泥的進一步水化,電性被中和,靜電斥力隨之降低,範德華力的作用變成主導,對於萘係、三聚氰胺高效減水劑的混凝土,水泥漿又開始凝聚,塌落度經時損失比較大,所以摻入這兩類減水劑的混凝土所形成的分散是不穩定的。而對於氨基磺酸、多羧酸高效減水劑,由於其與水泥的吸附模型不同,粒子間吸附層的作用力不用於前兩類,其發揮分散作用的主導因素不是Zeta電位,而是一種穩定的分散。
 
摻有高效減水劑的水泥漿中,高效減水劑的有機分子長鏈實際上在水泥微粒表麵是呈現各種吸附狀態的。不同的吸附態是因為高效減水劑分子鏈結構的不同所致,它直接影響到摻有該類減水劑混凝土的坍落度的經時變化。有研究表明萘係和三聚氰胺係減水劑的吸附狀態是棒狀鏈,因而是平直的吸附,靜電排斥作用較弱。其結果是Zeta電位降低很快,靜電衡容易隨著水泥水化進程的發展受到破壞,使範德華引力占主導,坍落度經時變化大。而氨基磺酸類高效減水劑分子在水泥微粒表麵呈環狀、引線狀和齒輪狀吸附,它使水泥顆粒之問的靜電斥力呈現立體的交錯縱橫式,立體的靜電斥力的Zeta電位經時變化小,宏觀表現為分散性更好,坍落度經時變化小。而多羧酸係接枝共聚物高效減水劑大分子在水泥顆粒表麵的吸附狀態多呈齒形。這種減水劑不但具有對水泥微粒極好的分散性而且能保持坍落度經時變化很小。原因有三:其一是由於接枝共聚物有大量羧基存在.具有一定的螫合能力,加之鏈的立體靜電斥力構成對粒子問凝聚作用的阻礙;其二是因為在強堿性介質例如水泥漿體中,接枝共聚鏈逐漸斷裂開,釋放出羧酸分子,使上述第一個效應不斷得以重視;其三是接枝共聚物Zeta電位絕對值比萘係和三聚氰胺係減水劑的低,因此要達到相同的分散狀態時,所需要的電荷總量也不如萘係和三聚氰胺係減水劑那樣多。對於有側鏈的聚羧酸減水劑和氨基磺酸鹽係高效減水劑,通過這種立體排斥力,能保持分散係統的穩定性。