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福州减水剂表面活性与作用原理
来源:www.fjxdwjj.com 发布时间:2020年06月09日

福州减水剂的表面活性

福州减水剂均为表面活性物质,其减水机理表现为表面活性作用。表面活性剂是分子中具有亲水性和疏水性的有机化合物。水溶液的加入可以降低水-气界面的表面张力和界面张力(水-固界面)。

疏水基一般是有机化合物中的碳氢化合物,而亲水基一般是一种能离解各种离子的盐,使亲水基带负电,这是一种阴离子表面活性剂。还有阳离子表面活性剂(其亲水性基团离解负离子,使亲水性基团带正电)、两性表面活性剂(可离解负离子和正离子,具有两个亲水性基团)和非离子表面活性剂(亲水性基团不离解离子,但具有基团,用基团吸附水分子,起亲水性基团的作用)亲水性基团可以提高水泥颗粒的亲水性。福州减水剂的分散减水效果是通过减水剂在水泥颗粒及其水化产物表面的吸附而实现的。福州减水剂的吸附改变了水泥-水分散体系固液界面的性质,改变了水泥颗粒之间的作用力,从而影响了固体颗粒在液体中的分散性能、水化动力学和水化产物的形态。福州减水剂分子结构不同,吸附特性不同,对固液界面的影响也不同。

福州减水剂

 

福州减水剂作用原理:

福州减水剂的分散机理包括静电斥力、空间阻力、化学膜润滑和引气隔离球。不同类型的减水剂有不同的作用机理,其中静电斥力和空间电阻被广泛接受。

1、静电斥力作用原理

在新拌混凝土中加入减水剂后,减水剂分子吸附在水泥颗粒表面,一些基团指向液相。由于离子化作用,水泥颗粒表面带着相同的电荷,电荷量随着减水剂浓度的增加而增加,直至达到饱和,从而使水泥颗粒之间产生静电排斥作用,水泥颗粒的絮凝结构被分解,颗粒相互分散,释放出包裹在絮体中的游离水,有效地提高了混合物的流动性。吸附在水泥颗粒表面的线性离子聚合物减水剂(如萘磺酸盐甲醛缩合物和三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物)能显著降低水泥颗粒的负电位(值增大),因此主要是利用静电斥力分散具有较强静电斥力和羧酸根的磺酸根离子聚合物电解质减水剂,聚电解质减水剂的静电斥力次之,含羟基和醚基的非离子表面活性剂减水剂的静电斥力小。

2、空间位阻作用原理

聚合物减水剂吸附在水泥颗粒表面时,在水泥颗粒表面形成一定厚度的聚合物分子吸附层。当水泥颗粒相互靠近时,吸附层开始重叠,即颗粒之间存在排斥效应。重叠越多,排斥力越大。这种由于聚合物吸附层紧密重叠而阻止水泥颗粒靠近的机械分离力称为空间斥力。

具有支链的聚合物减水剂(如交联聚丙烯酸、羧基丙烯酸和丙烯酸酯共聚物、接枝聚氧化乙烯的聚丙烯酸共聚物等)吸附在水泥颗粒表面。主链与水泥颗粒表面相连,支链伸入液相形成较厚的聚合物,分子吸附层具有较大的空间排斥效应。磺酸盐减水剂分支较多,对水泥颗粒的吸附呈环状和尾状,因此其空间阻力也较大。因此,在掺入少量外加剂的情况下,对水泥颗粒有明显的分散作用。

3、水化膜的润滑作用原理

减水剂的大分子中含有大量的基团,如含磺酸基、羟基和醚基的木质素磺酸盐;含磺酸基的萘磺酸盐甲醛缩合物和三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物;含磺酸基的氨基磺酸盐甲醛缩合物胺基;含羧基和醚基的聚羧酸减水剂。这些基团具有很强的亲水性,特别是羟基、羧基和醚能形成氢键,亲水性更强。因此,减水剂分子吸附在水泥颗粒表面后,由于基团的亲水作用,可以在水泥颗粒表面形成具有一定机械强度的溶剂化水膜。水化膜能破坏水泥颗粒的絮凝结构,释放包裹其中的混合水,使水泥颗粒充分分散,提高水泥颗粒表面的润湿性。同时对水泥颗粒和集料颗粒的相对运动有润滑作用,在宏观上表现为新拌混凝土流动性的增加。

4、放气隔离“球动作”作用原理

木质素磺酸盐、聚羧酸、磺酸盐等减水剂能降低液气界面张力,具有一定的引气效果。这些减水剂在掺入混凝土拌合物时不仅能吸附在固液界面上,而且能吸附在液气界面上,容易在混凝土拌合物中形成许多微小气泡。减水剂分子排列在气泡的液气界面上,在气泡表面形成水化膜,并携带与水泥颗粒相同的电荷。气泡与气泡之间、气泡与水泥颗粒之间存在静电斥力,可以隔离水泥颗粒,防止水泥颗粒团聚。此外,气泡的浮球和浮球也有助于新拌混凝土中水泥颗粒和骨料颗粒之间的相对滑动。因此,减水剂的引气隔离“球”作用可以提高混凝土的和易性。

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