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2023-10-13 10:05
PART 1

减水剂缓凝剂作用机理

JINHUADA

能延缓混凝土凝结时间的外加剂称为缓凝剂,具有缓凝兼减水功能的外加剂称为缓凝减水剂,缓凝剂分为有机物和无机物两大类。

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有机缓凝材料作用机理


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1 羟基羧酸、氨基羧酸及盐

此类缓凝剂对硅酸盐水泥的缓凝作用主要在于它们的分子结构中含―OH 等络合物形成基。羟基在水泥水化产物的碱性介质中与游离的 Ca2+生成不稳定的络合物,在水化初期控制了液相中的 Ca2+的浓度,产生缓凝作用。

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随着水化过程的进行,这种不稳定的络合物将自行分解,水化将继续正常进行,并不影响水泥后期水化。其次,羟基、氨基、羧基均易与水分子通过氢键缔合,再加上水分子之间的氢键缔合,使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜,阻止了水泥颗粒键的直接接触,阻碍水化的进行。

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2 糖类、多元醇类及其衍生物

此类缓凝剂对水泥的水化反应具有程度不同的缓凝作用,其缓凝作用在于羟基吸附在水泥颗粒表面与水化产物表面上的 O2-形成氢键,同时,其他羟基又与水分子通过氢键缔合,同样使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜,从而抑制水泥的水化进程。

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在醇类的同系物中,随其羟基数目的增加,缓凝作用逐渐增强。单糖、低聚糖,如葡萄糖、蔗糖等,均具有较强的缓凝作用,它们的缓凝机理同醇类。

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3 糖蜜类减水剂

糖蜜中的主要成分是己糖酸钙,具有较强的固―液表面活性,因此能吸附在水泥矿物颗粒表面形成溶剂化吸附层,阻碍颗粒的接触和凝聚,从而破坏了水泥的絮凝结构,使水泥的初期水化糖钙含有多个羟基,对水泥的初期水化有较强的抑制作用,可以使游离水增多,提高了水泥浆的流动性。


糖蜜属于非引气型缓凝剂,原因在于它的气―液界面活性较低,不利于降低水的表面张力,因而引气量不大。


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无机缓凝材料作用机理


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1 作用

水泥浆体凝聚过程的发展取决于水泥矿物的组成和胶体粒子间的相互作用,同时也取决于水泥浆体中电解质的存在状态。

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2 机理

如果胶体粒子之间存在相当强的斥力,水泥凝胶体系将是稳定的,否则将产生凝聚。电解质能在水泥矿物颗粒表面构成双电层,并阻止粒子的相互结合。


当电解质过量时,双电层被压缩,粒子间的引力强,水泥凝胶体开始凝聚。绝大多数无机缓凝剂都是电解质盐类,可以在水溶液中电离出带电离子。

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阳离子的置换能力随其电负性的大小、离子半径以及离子浓度不同而变化。而同价数的离子的凝聚作用取决于它的离子半径和水化程度。一般来讲,原子序数越大,凝聚作用越强。难溶电解质的溶度积也会对水泥浆体系稳定状态产生影响。


水泥的水化过程本质上就是一种低溶解度的固体与水生成更低溶解度的固体产物的反应过程。也就是说,这是一个随水泥浆体系中液相量不断消耗,而与之相接触的固相量不断增加的过程。


   因此,无机电解质的加入会影响 Ca(OH)2、C-S-H 析出成核及 C-A-S-H 的形成过程,进而延迟了水泥的凝结硬化。


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无机缓凝材料作用机理


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1 结论I

大多数无机缓凝剂是电解质盐类,在水溶液中电离出带电离子,产生置换和凝聚作用,在水泥的凝结硬化过程中产生难溶的膜层,阻止水泥的水化,产生缓凝效果。

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2 结论II

有机缓凝剂分类不同,缓凝机理不同。主要依靠形成络合物、水化薄膜、吸附层等来延缓水泥的水化。


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