氨基磺酸鹽高效減水劑改性水泥混凝土的作用機(jī)理研究


電位(靜電斥力)-分散”為主體的靜電斥力理論。該理論以DLVO 溶膠分散與凝聚理論為基礎(chǔ),認(rèn)為高效減水劑對(duì)水泥漿體的分散作用主要與以下3 個(gè)物理、化學(xué)作用有關(guān)。,即吸附、靜電斥力(
電位)和分散。體系對(duì)外加劑的吸附量增加,
電位增大)。 由于靜電斥力作用,一方面使團(tuán)聚的水泥顆粒得以分散,另一方面也降低水泥漿體的粘度,從而賦予漿體優(yōu)良的工作性。1.1 動(dòng)電電位(
電位)的研究
電位)容易測得一致的結(jié)果, 動(dòng)電電位對(duì)水泥漿的流動(dòng)性,凝結(jié)過程是一個(gè)重要的影響因素,因此對(duì)水泥分散體系動(dòng)電電位的研究比較重要。
電位),由于動(dòng)電電位與電泳速度有關(guān),所以,通過電泳速度的測定,再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理,得到
電位。
電位的測定結(jié)果及討論
電位的測定結(jié)果見圖1。
電位呈正電性, 這是由于水泥的主要礦物成分是C3S、C2S、C3A、C4AF。其中硅酸鹽水化物的粒子在水泥分散體系中帶有負(fù)電荷,鋁酸鹽水化物粒子帶有正電荷,由于鋁酸鹽水化物的溶解性大于硅酸鹽水化物,所以測得的水泥粒子帶有正電。 從圖1 可以看出,加入高效減水劑以后,由于水泥顆粒表面對(duì)減水劑分子的吸附作用,隨著AF質(zhì)量濃度的增大,
電位值也增大了。而且AF 高效減水劑的
電位值一直比NF 高效減水劑要高。從以上的
電位測定分析可以看出,
電位值愈大,分散性愈好,分散體系愈穩(wěn)定。2.1 主要儀器及原料
(1)萘系高效減水劑(NF),淮南合成材料廠生產(chǎn)。
(2)氨基磺酸鹽高效減水劑(AF),淮南合成材料廠生產(chǎn)。
(3)PO32.5級(jí)復(fù)合水泥,淮南特種水泥廠生產(chǎn)。



電位-分散”理論,飽和吸附量越大,水泥顆粒吸附的減水劑負(fù)電基團(tuán)數(shù)越多,
電位的絕對(duì)值越大,水泥間的斥力增大,減水劑的分散效果越好。 而實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,AF 在水泥顆粒的吸附量較NF的小,
電位又比NF 大, 而對(duì)水泥分散效果卻又遠(yuǎn)優(yōu)于NF(見圖4),顯然,單純的“吸附-
電位-分散”理論是難以解釋的。
電位-分散”理論和單純的“吸附-空間效應(yīng)-分散”理論都難以圓滿地解釋新型高效減水劑AF的分散作用機(jī)理。
電位的大小是顆粒帶電程度的標(biāo)志,
電位越大,顆粒帶電量越大,
電位越小,顆粒帶電量越??; 在摻加AF 和NF 濃度相似的情況下,AF的
電位比NF 大, 而水泥顆粒對(duì)AF 的吸附量較NF 的小,只有一種可能,便是在一個(gè)分子單元中AF所帶的負(fù)電荷數(shù)較NF 的多,AF的分子結(jié)構(gòu)見圖5(a),而NF的結(jié)構(gòu)見圖5(b)。
電位比NF 大也就不難理解了。 由于都具有較高的
電位,所以AF 和NF對(duì)水泥都具有良好的分散作用,表明靜電斥力作用在AF的分散作用中是不可忽略的一個(gè)重要因素;同時(shí)由于AF結(jié)構(gòu)的分支鏈多,而且在水泥顆粒上吸附呈環(huán)圈及尾狀吸附,因而空間位阻較大,由于空間位阻和靜電斥力的共同作用,使得AF具有優(yōu)良的減水分散性能。AF 的多個(gè)極性基團(tuán)容易以氫鍵形式與水分子締合, 在水泥顆粒表面形成一層厚溶劑化吸附層,具有良好的潤滑作用,增加了AF的分散性。 對(duì)于NF,分子結(jié)構(gòu)較簡單,屬于少支鏈的線型結(jié)構(gòu)。通過較多的磺酸基(-SO3-)吸附在水泥顆粒表面,在水泥顆粒上呈一種短棒式吸附形態(tài),吸附量較大,表現(xiàn)為
電位大,靜電斥力較大,空間位阻對(duì)排斥力貢獻(xiàn)較小,除磺酸基外無其他極性基團(tuán),通過氫鍵結(jié)合的水分子少,在水泥顆粒表面形成的溶劑化水層薄,潤滑作用小,對(duì)水泥顆粒的分散主要靠靜電斥力。 故
電位和空間位阻的共同作用,在宏觀上表現(xiàn)為AF較NF具有更加優(yōu)良的減水分散作用。4.1試驗(yàn)方法及原料配合比




5.1 實(shí)驗(yàn)原材料及實(shí)驗(yàn)儀器


(3)氨基磺酸鹽高效減水劑AF早期強(qiáng)度高。由于AF 的高效減水性,使得水化過程中失水也較少,產(chǎn)生的氣孔也就少,其密實(shí)性得以提高,強(qiáng)度自然得以增大。
(4)由于AF 具有使水泥顆粒高度分散性能,促進(jìn)水化作用,導(dǎo)致混凝土試樣用水量少,水化更快,水化產(chǎn)物更多,提高了早期強(qiáng)度。 此點(diǎn)與水泥砂漿,混凝土的強(qiáng)度測定結(jié)果相符。
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