水泥添加劑

1、1第五章第五章減水劑第一節(jié)減水劑的概念減水劑是指在保持砂漿稠度基本相同的條件下，能減少拌合用水量的添加劑。減水劑一般為表面活性劑，按其功能分為；普通減水劑、高效減水劑、早強(qiáng)減水劑、緩凝減水劑、緩凝高效減水劑和引氣減水劑等品種。參照國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑的分類、命名與定義》(GB807587)和《混凝土外加劑》(GB80761997)中的規(guī)定，用i：砂漿中的各種減水劑的定義如下：普通減水劑；在砂漿稠度基本相同的條件下，能減少拌合用水量的添

2、加劑。高效減水劑；在砂漿稠度基本相同的條件下，能大幅減少拌合用水量的添加劑。早強(qiáng)減水劑：兼有早強(qiáng)和減水功能的添加劑，通常由早強(qiáng)劑和減水劑復(fù)合而成。緩凝減水劑：兼有緩凝和減水功能的添加劑，部分緩凝減水劑由緩凝劑和減水劑復(fù)合。緩凝高效減水劑：兼有緩凝和大幅度減水功能的添加劑，通常由緩凝劑和高效減水劑復(fù)合而成。引氣減水劑：兼有緩凝和減水功能的添加劑，部分引氣減水劑由引氣劑和減水劑或高效減水劑復(fù)合而成。第二節(jié)減水劑的發(fā)展歷史和種類一、減水劑的發(fā)

3、展歷史減水劑的發(fā)展起源于20世紀(jì)30年代，最初的減水劑均是用于混凝土中，干粉砂漿中采用的減水劑均為混凝土減水劑。從20世紀(jì)30年代開始，美國、英國、日本等國家已經(jīng)相繼在公路、隧道、地下工程中開始使用減水劑。這個階段使用的減水劑主要包括松香酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉以及硬脂酸皂等有機(jī)物，這個時期隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，普通減水劑得到了廣泛應(yīng)用和較快發(fā)展。從20世紀(jì)60年代到80年代，是高效減水劑的合成與應(yīng)用階段，即萘系、三聚氰胺系高效減水劑得到了

4、較大的發(fā)展，1962年以p萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽為主要成分的高效減水劑由日本花王石堿公司的服部健一博士研制成功，1964年以三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物為主要成分的高效減水劑在原聯(lián)邦德國研制成功。此階段產(chǎn)品的主要特點是：通過磺化得來，減水率較高，但是保持混凝土流動性的效果較差，一些技術(shù)的不穩(wěn)定性與生產(chǎn)技術(shù)上的不成熟性，引起了混凝土高效減水劑的性能和質(zhì)量的不穩(wěn)定。20世紀(jì)90年代初，伴隨著美國在1990年對“高性能混凝土(HPC)”的概念的正式

5、提出，改性木質(zhì)素磺酸系、萘系復(fù)合、氨基磺酸系以及聚羧酸系高效減水劑得到了迅速開發(fā)與應(yīng)用。隨著制備荼系高效減水劑的原材料日益缺乏與價格上漲，急需開發(fā)出非萘系高效減水劑以及伴隨著高性能混凝土對高效減水劑的減水性能、分散性能以及坍落度保持性能要求的進(jìn)一步提高，人們對氨基磺酸系、聚羧酸系高效減水劑的研究制備更加重祝。日本足研制與應(yīng)用高效減水劑最成功的國家之一，日前，日本高效減水劑的應(yīng)用變化情況是氨基磺酸系、聚羧酸系減水劑的數(shù)量在增加；萘系、三聚

6、氰32緩凝劑的種類按結(jié)構(gòu)可將緩凝劑分為下列幾類：(1)糖類糖鈣、葡萄糖酸鹽等，糖鈣是由制糖下腳料經(jīng)石灰處理而成的。(2)羥基羧酸及具鹽類檸檬酸、酒石酸及其鹽，其中以天然的酒石酸緩凝效果最好。(3)無機(jī)鹽類鋅鹽、磷酸鹽等。(4)木質(zhì)磺酸鹽等在所有的緩凝劑中，木質(zhì)磺酸鹽的添加量最大且有較好的減水效果。第二節(jié)緩凝劑的作用機(jī)理各種緩凝劑的作用機(jī)理各不相同。一般來說，有機(jī)類緩凝劑大多對水泥顆粒以及水化產(chǎn)物新相表面具有較強(qiáng)的活性作用，吸附于固體顆粒

7、表面，延緩了水泥的水化和漿體結(jié)構(gòu)的形成；無機(jī)類緩凝劑，往往是在水泥顆粒表面形成一層難溶的薄膜，對水泥顆粒的水化起屏障作用，阻礙了水泥的正常水化。這些作用都會導(dǎo)致水泥的水化速度減慢，延長水泥的凝結(jié)時間。緩凝劑對水泥緩凝的理淪主要包括吸附理論、生成絡(luò)鹽理論、沉淀理論和控制氫氧化鈣結(jié)晶生產(chǎn)理論。多數(shù)有機(jī)緩凝劑有表面活性，它們在固液界面產(chǎn)生吸附，改變固體粒子表面性質(zhì)，即親水性。由于吸附作用，它們分子小的羥基在水泥粒子表面阻礙水泥水化過程，使晶體

8、相互接觸受到屏蔽，改變了結(jié)構(gòu)形成過程。如葡萄糖吸附在c3s表面生成吸附膜，因此摻01％葡萄糖使水泥凝結(jié)時間延長70％。對羥基羧酸及其鹽的緩凝作用，用絡(luò)合物理論解釋更為合適。因為羥基羧酸鹽是絡(luò)合物形成劑，能與過渡金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，而與堿土金屬離子只能在堿性介質(zhì)中形成不穩(wěn)定的絡(luò)合物。正因為如此，羥基羧酸及其鹽類能與水泥巾的鈣離子形成小穩(wěn)定絡(luò)合物，在水化初期控制了液相巾的鈣離子的濃度，產(chǎn)生緩凝作用，隨水化過程的進(jìn)行，這種不穩(wěn)定的絡(luò)合將

9、會破壞，這樣水化將繼續(xù)正常進(jìn)行。緩凝劑分子在水泥粒子亡的吸附層的存在，使分子間的作用力保持在厚的水化層表面上，使水泥懸浮體也有分散作用。它們不但在原膠凝物質(zhì)的粒子表面吸附，而且在水化和硬化過程中吸附在新相的晶胚上，并使其穩(wěn)定。這種穩(wěn)定作用阻止結(jié)構(gòu)形成過程，并降低早期強(qiáng)度。緩凝劑不僅由于在原化合物和最終化合物上的吸附作用，而且由廠改變了飽和溶液中晶胚生成的速度，因此控制了膠凝物的水化和硬化過程。無論足使用何種緩凝劑，在水泥水化繼續(xù)進(jìn)行過程

10、中，由于水泥粒子的膨脹引起吸附層分子之間的空隙擴(kuò)大或膜層破裂，因此水化作用可照常進(jìn)行。這樣對后期強(qiáng)度的發(fā)展幾乎沒有壞的影響，在合理摻量范圍(O01％—020％)內(nèi)甚至可以增加后期強(qiáng)度。緩凝作用的機(jī)理另一觀點認(rèn)為，緩凝劑吸附在氫氧化鈣核上，抑制了其繼續(xù)生長，在達(dá)到—定過飽和度之前，氫氧化鈣的生長將停止。這個理論中重點放在緩凝劑在氫氧化鈣上的吸附，而不是在水化產(chǎn)物上吸附。但是，研究表明僅僅抑制或改變氫氧化鈣生K狀態(tài)不足引起緩凝，而更重要的是