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减水剂对新拌混凝土表观粘度的影响机理


  随着混凝土减水剂的研究、生产及使用的迅速发展,减水剂对新拌混凝土的作用机理日益引起人们的重视。高性能减水剂认为研究减水剂对新拌混凝土表观粘度的影响机理,有利于探讨减水剂对不同矿物组成及掺有不同混合材料混凝土的适应性,从而充分发挥减水剂的作用。
  减水剂对新拌混凝土表观粘度的影响机理分为以下:
  一、润湿
  水泥加水拌和后,其颗粒表面被水所湿润,而湿润的状况对新拌混凝土的性质影响很大。由于湿润,使水泥颗粒表面自由能降低,使水泥颗粒有效地分散,有利于降低新拌混凝土的表观粘度。
  二、润滑
  减水剂定向吸附后,极性水分子又以氢键形式与亲水基团缔合起来,因此这种氢键缔合的作用力远远大于该分子与水泥颗粒间的分子引力(范德华力)。当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后,借助于R-SO-3与水分子中氢键的缔合作用,再加上水分子间的氢键缔合,使水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂水膜,这层“空间壁障”阻止了水泥颗粒间的直接接触,并在颗粒间起润滑作用,使水泥颗粒更易分散,因而降低了表观粘度。另外,减水剂的加入,一般伴随着引入一定量的微气泡[4](即使是非引气型的减水剂,也会引入少量微细气泡),这些气泡被减水剂定向吸附的分子膜所包围,与水泥颗粒上的吸附所带的电荷符号相同。因而,气泡与气泡、气泡与水泥颗粒之间也因具有电性斥力而使水泥颗粒分散,从而增加了水泥颗粒间的滑动能力。对于新拌混凝土,这种作用更为明显,因此,使新拌混凝土的表观粘度降低。
  三、吸附与分散
  减水剂是一种表面活性物质
  表面活性剂在水溶液中分子能发生缔合而生成胶团,这是由分子的结构特点决定的,它的分子一般总是由非极性的亲油的碳氢键部分和极性的亲水基团组成的,形成不对称的结构,使得这种分子具有一部分可溶于水,而另一部分则易从水中逃出的双重性质。因此,它们在水溶液中就会相对于水介质以独特的定向排列,形成一定的组织结构,并表现出溶液的表面吸附和溶液内部的胶团形成这两个重要特性。当与水泥拌和时,使水泥颗粒表面带上相同电荷,在电性斥力的作用下,水泥颗粒就不致聚集,而降低表观粘度。
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