高效减水剂的作用机理课稿.ppt

基本概念 外加剂——在混凝土中加入除四种主要组分以外的其它外加材料。 种类——化学外加剂和矿物外加剂： 矿物外加剂：掺加量在水泥质量5%以上的称为掺和料； 化学外加剂：掺加量在水泥质量5%以下的称为外加剂。 为什么要使用外加剂？ 单纯依靠调节水、水泥和骨料用量，难以解决下列技术问题 用水量与良好和易性间的矛盾； 施工操作对凝结时间、放热速度、强度增长的要求； 耐久性对低连通孔隙率的要求。 外加剂是解决上述问题，改善混凝土性能，以满足工程特殊要求的重要技术途径； 现在有70～80％以上的混凝土使用了外加剂； 1、减水剂 Water Reducers 减水剂——功能上能在和易性不变时，减少单位用水量；或在单位用水量不变时，能改善和易性；或二者都具备又不改变含气量的外加剂。 组成特点：碳氢分子链上带有亲水性离子基团的表面活性物质。 种类： 减水效果 普通 减水剂(也称塑化剂，Plasticiser)； 高效减水剂(也称超塑化剂，Superplasticiser)。 复合功能 早强减水剂； 缓凝减水剂； 引气减水剂。 普通减水剂 Water-reducer 特点： 一般含有杂质； 减水率较小，约10%； 有一些副作用； 主要品种 木质素磺酸盐(木钙， ) 副作用：引进气泡多而大 羟基羧酸及其盐(如柠檬酸、葡萄糖酸钠等) 副作用：缓凝作用明显，有引气剂时会增大拌合物含气量 多元醇(如糖钙等) ； 副作用：缓凝但不影响含气量 高效减水剂 High-range Water-reducer 特点： 具有较高的分子量，纯度较高； 减水效率高，在掺量较小的条件下，可取得高效； 副作用小。 种类： 改性木质素磺酸盐，较高分子量的纯木质素盐； 磺化密胺缩合树脂，一般是钠盐； 磺化萘－甲醛缩合树脂，一般也是萘磺酸钠盐； 含有羧基和/或醚基的聚合物，如聚丙烯酸钠、聚羧酸酯，聚醚等； 1) 减水剂的组成与分子结构特点 减水剂都是表面活性剂，分子结构中含有亲水的离子基团和碳氢分子链，其中： 离子基团是酸根离子或氨基，如：－SO3-、－COO-、－NH 3 +等； 碳氢分子链，带有羟基，如：烷烃基、芳香烃基等。 其结构如下图所示： 2) 减水剂的物理化学特征 可溶于水，能显著降低水的表面张力； 能吸附在固体表面，并在固体表面定向排列，形成表面吸附分子层，降低水－固界面张力。 3）高效减水剂的作用机理 改性木质素磺酸盐、磺化密胺树脂和萘磺酸盐三种以静电排斥作用为主； 含有羧基和/或醚基的聚合物以空间位阻最重要，因为在其分子链结构中，主链上含有高度密集的支链，形成“梳状”大分子链； 减水剂的作用过程 当没有减水剂时，水泥加水后，不能获得均匀分散体系，由于下列原因而产生絮凝结构，使得部分拌合水包含其中，不能贡献给水泥浆的流动性： 水具有高表面张力(氢键分子结构) 水泥颗粒边、角和表面正负电荷间的相互吸力 当减水剂加入到水泥浆中，吸附在水泥颗粒表面，离子基团朝向水，使水泥颗粒表面带有几毫伏的负电荷，引起水泥颗粒相互排斥，打破了絮凝结构，释放其包含的水，改善分散性——静电排斥作用； 由于减水剂碳氢分子链上的极性基吸附水，形成吸附层包裹在水泥颗粒表面，产生空间位阻效应，阻碍水泥颗粒的紧密接触，阻止絮凝结构的形成。 4）减水剂的作用效果 通过湿润、润滑、分散、塑化等作用，能使水泥浆变稀、混凝土拌和流动性增大，从而，取得下列效果： 在保持用水量不变的条件下，增大坍落度，改善和易性，使混凝土易于浇注、成型密实； 在保持坍落度不变的条件下，减少用水量，降低水灰比(水胶比) ，提高混凝土强度和抗渗性； 在保持混凝土强度和和易性，在减少用水量的同时减少水泥用量。 7）减水剂使用中的几个注意的问题 减水剂—水泥相容性问题 混凝土拌合物坍落度损失问题 减水剂—水泥的相容性与坍落度损失 相容性，过去称“适应性”，是指减水剂与水泥之间是否有不利于减水剂效率发挥的相互作用。 相容性好表现为减水率大、坍落度损失小，拌合物和易性良好。 一般来说，C3A含量高的水泥与高效减水剂的相容性较差；此外，用含碱量大、放热量大的水泥时，通常相容性较差。 相容性好坏可以用净浆流动度测定方法评价 高效减水剂及其作用机理 王海峰 混凝土外加剂Admixtures for Concrete 学习要求 掌握外加剂的重要种类； 物理化学特征； 作用机理； 应用及其负作用。 外加剂的作用 改善混凝土拌合物的和易性； 调整砼凝结时间； 控制强度增长； 提高抗冻融、热开裂、碱－骨料膨胀、硫酸盐侵蚀和钢筋锈蚀等作用下的耐久性； 节约水泥用量，降低成本； 减少放热速度，控制温升。 定义： 高效减水剂是一种在砼坍落度基本相同的条件下能大幅度减少拌合水用量的外加剂