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泡沫混凝土减水剂作用原理

2022-04-29

泡沫混凝土即发泡水泥。水泥在发泡过程中会用到一些外加剂,这些外加剂主要涉及到发泡剂  稳泡剂 增强剂 减水剂 防裂剂 防水剂等等。泡沫混凝土外边剂的使用才得使做出的发泡制品更完善。

今天先来看下在泡沫混凝土制品中用到的减水剂是怎么工作的

减水剂是在混凝土坍落度基本相同的条件下能减少拌合用水量的外加剂。减水剂是阴离子表面活性剂,它们在混凝土中起表面活性作用。其作用机理为:水泥粒子对高效减水剂的吸附以及高效减水剂对水泥的分散作用,水泥加水转变成水泥浆后形成一种絮凝状结构。当减水剂分子被浆体中的水泥粒子吸附,即在其表面形成扩散双电层,成为一个个极性分子或分子团,憎水端吸附于水泥颗粒表面而亲水端朝向水溶液,形成单分子层或多分子层的吸附膜。这就降低了水的表面张力,释放出絮凝体中被包裹的水分子。同时,出于表面活性剂的定向吸附,使水泥颗粒朝外一侧带有同种电荷,产生了相斥作用。其结果使水泥浆体形成一种不很稳定的悬浮状态;水泥颗粒表面的润滑作用,减水剂的极性亲水端朝向水溶液,多以氢键形式与水分子缔合,再加上水分子之间的氢键缔合,构成了水泥微粒表面的一层水膜,阻止水泥颗粒间的直接接触,起到润滑作用。

 

总结起来可以看到减水剂功效主要是如下的几点

分散作用:水泥加水拌合后,由于水泥颗粒分子引力的作用,使水泥浆形成絮凝结构,使10%~30%的拌合水被包裹在水泥颗粒之中,不能参与自由流动和润滑作用,从而影响了混凝土拌合物的流动性。当加入减水剂后,由于减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒表面,使水泥颗粒表面带有同一种电荷(通常为负电荷),形成静电排斥作用,促使水泥颗粒相互分散,絮凝结构破坏,释放出被包裹部分水,参与流动,从而有效地增加混凝土拌合物的流动性。

润滑作用:减水剂中的亲水基极性很强,因此水泥颗粒表面的减水剂吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜,这层水膜具有很好的润滑作用,能有效降低水泥颗粒间的滑动阻力,从而使混凝土流动性进一步提高。

空间位阻作用:减水剂结构中具有亲水性的聚醚侧链,伸展于水溶液中,从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层。当水泥颗粒靠近时,吸附层开始重叠,即在水泥颗粒间产生空间位阻作用,重叠越多,空间位阻斥力越大,对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大,使得混凝土的坍落度保持良好。

接枝共聚支链的缓释作用:新型的减水剂,在减水剂的分子上接枝上一些支链,该支链不仅可提供空间位阻效应,而且,在水泥水化的高碱度环境中,该支链还可慢慢被切断,从而释放出具有分散作用的多羧酸,这样就可提高水泥粒子的分散效果,并控制坍落度损失。