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减水剂的功能和作用机理

信息来源:贵安新区龙腾水玻璃厂 | 发布时间:2018年07月28日

减水剂的功能和作用机理

 减水剂是指在不影响混凝土和易性条件下, 具有减水及增强作用的外加剂, 由于使用时在混凝土塌落度基本相同的条件下能使混凝土拌合物用水量明显减少, 因此而得名。目前国内生产的减水剂有几十个品种。按其化学成分可分为木质素系、萘磺酸盐系、树脂系、糖蜜系、腐殖酸系及复合系六大类; 按塑化作用效果可分为普通减水剂和高效减水剂; 按对混凝土凝结时间的调凝性质分为普通型、早强型、缓凝型; 按对混凝土的加气性质分为加气型和非加气型。目前常用的是木质素系及磺化煤焦油系减水剂。它产生于20 世纪70 年代, 而今, 随着混凝土性能的发展, 减水剂在混凝土的配制中充当的角色越来越重要, 人们甚至称它为混凝土的第五元素, 即除了水泥、砂、石、水之外的第五大要素。笔者从减水剂的功能、性质、分类、应用等方面对它作了一些探讨。

  1 减水剂的功能
  1.1 提高强度  在保持混凝土拌合物流动性不变和水泥用量不变的情况下, 减水剂可使混凝土的单位用水量减少10%~ 25% , 从而降低混凝土的水灰比, 使得混凝土的强度提高15%~ 20% , 若采用高效型减水剂可减少用水量20%~ 30% , 从而大幅度提高了混凝土早期或后期强度。
 1.2  节约水泥用量  在保持混凝土强度和塌落度不变的情况下, 水灰比不变, 可以在减少拌和用水量的同时, 相应减少水泥的用量, 从而节约水泥用量5%~ 20%。
  1.3  增加流动性  在保持混凝土的水灰比不变, 用水量不变的情况下, 可使混凝土塌落度增大100~200mm , 且不影响混凝土的强度, 从而可以满足升板、大模板、泵送混凝土等施工工艺要求。
1.4 提高耐久性  由于用水量的减少, 混凝土的泌水、离析现象减少, 提高了混凝土的抗渗性, 使透水性降低40%~80% , 从而提高了混凝土的耐久性。
  1.5  降低水化放热速度  采用缓凝型减水剂, 可以有效推迟混凝土的热峰出现的时间, 减慢混凝土的水化放热速度, 特别适用于大体积混凝土施工。
  1.6  配制特种混凝土  在普通水泥混凝土中渗入不同性能的减水剂, 就可制得高强混凝土、超高强混凝土、缓凝高强混凝土、早强混凝土及超早强混凝土、防水混凝土、抗腐蚀混凝土、膨胀混凝土、自应力混凝土等等, 这将比采用特种水泥更为经济、简便、灵活。

  2 减水剂的作用机理
  减水剂属于表面活性物质, 它具有表面活性物质的基本特性, 其分子结构是由两个部分组成的, 一端为易溶于水而难溶于油的亲水基团, 另一端为易溶于油而难溶于水的亲油基团。减水剂多为表面活性物质, 其本身并不与水源起化学反应生成新的水化产物, 而只是起表面物理化学作用。减水剂本身不会提高混凝土的强度, 但它可以改善混凝土的性质, 使水泥的水化过程及水泥石内部结构发生变化, 从而显著地影响和改善混凝土的一系列物理力学性能。
  2. 1  混凝土拌合物和易性降低混凝土拌合物中的水泥矿物在水化过程中所带电荷不同, 产生异性电荷的吸力, 或由于水泥颗粒在溶液中的热运动造成的棱角碰撞、吸附及粒子间的引力作用引起絮凝状结构, 其结构中包裹很多拌和水, 从而降低了混凝土拌合物的和易性。
  2.2   吸附-分散作用若在混凝土中掺入适量减水剂, 这种表面活性剂会定向吸附于水泥颗粒表面, 使亲水基团指向水溶液。由于亲水基团的电离作用, 使水泥颗粒带有相同符号的电荷, 在静电相斥作用下, 使水泥颗粒被分散, 导致絮凝状结构解体, 从而释放出水泥絮凝体中所包裹的水分达到减水目的, 并有效地增加了混凝土拌合物的流动性。
  2.3  减水剂的润滑和湿润作用阴离子表面活性类的减水剂, 其亲水基团的极性很强, 极易与水分子以氢键形式结合, 在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜, 它阻止了水泥颗粒间的直接接触, 在颗粒之间起到润滑作用, 提高混凝土的流动性, 改善混凝土拌和物的和易性。
  2.4  极性气泡的润滑作用  减水剂的掺入, 会引进一定量的微细极性气泡, 这些极性气泡被减水剂形成的吸附膜所包围, 与水泥颗粒吸附膜电荷的符号相同, 因而气泡与气泡、气泡与水泥颗粒间也因具有电性斥力而使水泥颗粒分散, 从而增加水泥颗粒间的滑动能力(如滚珠轴承作用)。
  2.5 提高混凝土的强度  由于减水剂对水泥的分散作用, 使得水泥颗粒与水接触的表面增多, 增大了水泥颗粒的水化面积, 使得水化比较充分, 并不同程度地改变了硬化后水泥石孔结构, 使大孔减少, 微孔增多, 从而提高混凝土的强度和耐久性。

贵州减水剂

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