主题:【第七届原创】【开学季】不同缓凝剂和聚羧酸类缓凝剂复配对水泥浆液粘度影响

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聚羧酸减水剂不仅能大大提高高强混凝土的力学性能,而且能提供简便易行的施工工艺聚羧酸类减水剂被称之为第三代新型聚合物减水剂,是目前应用前景最好、综合性能最优异的.其最主要的优点:低掺量(0.2%~0.5)而发挥高的分散性能,减水率高达30%以上;保坍性好,90min坍落度基本无损失;分子结构自由度大,外加剂制造技术上可控制的参数多,高性能化的潜力大;由于在合成中不使用有毒物质甲醛,因而对环境不造成任何污染。

聚羧酸具有缓凝特性,能够显著延缓水泥水化及硬化过程,使水泥石的后期水化更充分、水化产物结构更紧密更有力量,各龄期混凝土抗压强度都有较大提高.在水泥中添加0.3%聚羧酸减水剂(PE|G600400)325#水泥3 d7 d28 d抗压强度分别提高了50.4%40.8%35.1%42.5#水泥3 d7 d28 d的抗压强度分别提高了16.7%31.0%22.3%

聚羧酸减水剂加入水泥拌合物中后,在水泥水化初期,一方面减水剂具有吸附分散作用,但另一方面,在水泥水化的碱性介质中,减水剂分子链中的活性基团(-COO--SO3-)会与水泥水化生成的离子(如钙离子)形成不稳定络合物,从而抑制CAC3SC2S水化,阻碍水化矿物最初相的析出、减少水化产物CH晶体的生成,表现为减缓浆体结构的发展、降低水化放热、减小化学收缩。聚羧酸系高效减水剂分子结构中含有羟基(-OH)、羧基(-COO-)、磺酸基(-SO3-)、聚乙氧基(-OCH2CH2-)等官能团,一方面主链吸附在水泥颗粒表面阻止颗粒与水接触,同时高接枝密度的羧基(-COO-)、磺酸基(-SO3-)与钙结合,形成富钙保护层;另一方面聚乙氧基(-OCH2CH2-)长侧链、少量的羟基(-OH)与水形成氢键,产生水膜立体保护和空闻位阻效应大大增加了水化层的厚度延缓了水泥水化。

实验方案



水灰比:施工时已经经过大量时间进行优化,最佳比例(水:水泥:减水剂=0.5:1:0.7%)



缓凝剂添加剂:25g水加入100mL烧杯中,再加入35mg的减水剂,再加入分散剂,最后将水泥加入搅拌。



结果与讨论

从总体来看,无论是添加何种缓凝剂,对于浆液的粘度均有较明显的影响,而且均是导致粘度增大,并未找到一种合适的缓凝剂使其粘度减小。

缓凝剂

掺入量

粘度(mPa·S)

空白

0

145

羧甲基纤维素钠

0.05%

2680

0.1%

3480

0.2%

4420

柠檬酸

0.1%

537

0.3%

657

0.5%

777

海藻酸钠

0.1%

334

0.3%

484

0.5%

544

酒石酸钾钠

0.1%

343

0.3%

489

0.5%

633



羧甲基纤维素钠作为缓凝剂的一种,但是也是常用的粘合剂,添加后反而具有促凝增粘作用,可能是由于羧甲基纤维素钠本身聚合度太高,粘性较大所致。

柠檬酸作为一种羟基酸,两个羧酸根容易与水泥水化生成的Ca2+形成络合物,在水泥水化初期控制了液相中Ca2+离子浓度阻止水泥水化相的形成产生缓凝作用,同时羟基的存在可以吸附水泥和水化物表面的氢键,阻止了水泥的进一步水化,延缓水泥水化进程,但是加入后粘度依然增大,究其原因是因为它们与聚羧酸系减水剂的相容性不好导致的,而且随着加入量的不断增加相容性会变得更差。







    酸钠钾的酒石酸根离子与钙离子会形成不溶性酒石酸钙,使水泥水化速度减缓,同时羟基的存在可以吸附水泥和水化物表面的氢键,阻止了水泥的进一步水化,延缓水泥水化进程,但是加入后粘度依然增大,究其原因是因为它们与聚羧酸系减水剂的相容性不好导致的,而且随着加入量的不断增加相容性会变得更差。



    海藻酸钠也可以与钙离子反应生成不溶性盐,使水泥水化速度减缓,同时它作为一种多糖,有较多羟基的存在,一部分可以吸附水泥和水化物表面的氢键,另外一些羟基又与水分子通过氢键缔合,使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜,从而抑制水泥的水化进程。而且作为稳定剂的存在,稳定性应该会有所提高。但是加入后,粘度也随着海藻酸钠的加入而增大,应该也是与聚羧酸减水剂的相容性不好导致的。



  结论



    通过对聚羧酸减水剂进行复配,考察复配后对混凝土的粘度的影响,想通过加入缓凝剂减小浆液粘度以便更好地在施工过程中运输,但是实验结果饼不理想,应该再考虑其他的添加剂。思路是对的,但是还需进一步的努力!!!!







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