《混凝土外加剂》PPT课件.pptx

;目录;最早的外加剂;普通减水剂;高效减水剂;混凝土外加剂定义;外加剂的分类;减水剂;布朗运动，边角碰撞

粒子之间的范德华力

水泥颗粒带电，异性相吸

C3A、C4AF等铝酸盐在水化初期带正电C3S、C2S等硅酸盐矿物在水化初期带负电

水泥水化初期产生凝胶;絮凝结构;减水剂的作用机理

目前，对减水剂作用机理的认识主要基于胶体体系分散稳定的两个著名理论——DLVO理论和HVO理论。建立了“吸附-静电斥力-分散”和“吸附-空间位阻-分散”为主体的减水作用理论。;（1）减水剂在水泥颗粒上的吸附

早在1877年，吉布斯曾预言，表面活性剂能使溶质在溶液表面层和溶液内部之间的分布不均匀。减水剂一般为阴离子表面活性剂，分子结构中含有很多活性基团，可以吸附在水泥颗粒及其水化产物上，形成具有一定厚度的吸附层和一定的吸附形态，从而大大改变了固液界面的物化性质和颗粒之间的作用力。;不少学者认为，水泥胶粒表面是带正电的，随着水泥的水化，水泥胶粒表面逐渐转化成带负电，当水泥和水接触时后，表面活性剂就会聚集到带异电荷的水泥颗粒表面，造成整个溶液中表面活性剂浓度迅速下降。大多数减水剂是一种聚合物电解质，在水泥浆的碱性环境中解离成带电荷的阴离子和阳离子，同时大分子的阴离子以一定方式被水泥颗粒表面所吸附，并在水泥颗粒表面形成了一层溶剂化的单分子膜，造成水泥颗粒间的凝聚作用减弱，颗粒间的磨擦阻力减小，从而使水泥颗粒得以分散，水泥浆的流动性得以改善。;有学者认为外加剂分子上的一些带负电的极性基团通过库仑引力、氢键、络合等作用首先吸附在水泥表面的活性点上，如磺酸根容易选择与铝酸盐相吸附，吸附的结果导致了静电斥力或空间位阻的增加，使颗粒分散性提高。;（2）静电斥力效应

DLVO理论认为带电胶体颗粒之间是双电层重叠时的静电斥力和粒子间的范德华力之间相互作用的结果。当加入减水剂后，减水剂的吸附改变水泥颗粒表面的电荷分布，降低了双电层厚度，动电位提高，从而提高颗粒之间的分散性。;;??由于分散粒子表面带有电荷而吸引周围的反号离子，这些反号离子在两相界面呈扩散状态分布而形成扩散双电层。根据Stern双电层理论可将双电层分为两部分，即Stern层和扩散层。当分散粒子在外电场的作用下，稳定层与扩散层发生相对移动时的滑动面即是剪切面，该处对远离界面的流体中的某点的电位称为Zeta电位或电动电位（ζ-电位）。即Zeta电位是连续相与附着在分散粒子上的流体稳定层之间的电势差。它可以通过电动现象直接测定。;HVO理论用热力学、统计力学方法研究高分子溶液的分子形态，用于阐明高分子对溶胶的稳定作用。主要观点为当两个有聚合物吸附层的颗粒彼此接近时，在颗粒表面间的距离小于吸附层厚度的两倍时，两个吸附层就产生相互作用，产生熵效应和渗透斥力效应，从而保持颗粒间的分散稳定性。;该类减水剂分子骨架为主链和较多的支链组成，主链上含有较多的活性基团，依靠这些活性基团，主链可以“锚固”在水泥颗粒上，侧链具有亲水性，可以伸展在液相中，从而在颗粒表面形成庞大的立体吸附结构，产生空间位阻效应。由于为空间立体吸附，达到饱和所需的吸附量减少，动电位降低。氨基磺酸系和聚羧酸系减水剂的性能表明，空间位阻效应比静电斥力效应具有更强的分散能力和保持分散能力。当然也不可忽视静电斥力的协同作用。;以聚羧酸盐系、氨基磺酸盐系为主要成分的高效引气减水剂具有很高的分散作用，能使水泥颗粒高度分散，从而得到很高的减水率，它之所以具有高分散作用，是由于它被水泥粒子吸附后，不仅能与萘系减水剂一样产生同性电荷的静电斥力作用，还产生了萘系减水剂所不具备的立体障碍作用和因羟基基团(-ＯＨ基因)所带来的浸透湿润作用。;众所周知，萘系高效减水剂在水泥浆中被水泥粒子表面大量吸附后，在水泥表面形成双电层，使水泥粒子表面带负电荷，ξ电位明显增加，从而产生同性电荷的静电斥力作用，使水泥粒子得以分散；高效引气减水剂同样也有此类效应，但是萘系高效减水剂与高效引气减水剂

被水泥粒子吸附时，其吸附形态完全不同，如下图所示。;减水剂的吸附形态

（a）高聚合物的齿轮状吸附（有齿轮部,环状部及尾端）；（b）尾端吸附； （c）一点吸附（有二个尾端）；（d）平卧吸附；（e）刚性链垂直吸附； （f）刚性链横卧吸附；

（g）柔性链齿状吸附；（h）枝链共聚物的齿状吸附;聚羧酸减水剂吸附形态;萘系高效减水剂的吸附形态为(ｆ)形态，被水泥粒子吸附时呈刚性链而横卧在水泥粒子表面，而聚羧酸盐系的吸附形态为(ａ)形态，改性木质素磺酸盐的吸附形态为(ｇ)形态，其他有主枝链的聚合物的吸附形态为(ｈ)形态，此三种形态的共同特征是:齿轮状部分被吸附在水泥粒子表面，环部及尾端向外延伸而形成