減水劑主要通過吸附對(duì)水泥漿體的性質(zhì)產(chǎn)生一系列重要的影響。對(duì)混凝土原材料要求較傳統(tǒng)萘系和脂肪族等高效減水劑更為嚴(yán)格。當(dāng)前砂石集料緊缺和商品混凝土的不規(guī)范生產(chǎn)使得混凝土中泥的帶入較以往更加容易。這種影響歸結(jié)起來主要包括以下幾個(gè)方面：①延長(zhǎng)水泥水化誘導(dǎo)前期的時(shí)間;②降低水泥漿體中溶液的表面張力和體系粘度;③在體系中引入空氣形成微氣泡，有利于新拌混凝土的流動(dòng);④使水泥漿體剪切屈服應(yīng)力與塑性粘度的降低;⑤有效的減緩水泥礦物的水化速率和放熱速率，提高混凝土的體積穩(wěn)定性：⑥由于顯著的減水作用從而提高混凝土的密實(shí)性，進(jìn)而提高混凝土強(qiáng)度。另外，減水劑的存在有可能使水化產(chǎn)物的結(jié)晶顆粒尺寸更小，有利于混凝土強(qiáng)度的進(jìn)一步提高。

　　減水劑主要通過在水泥顆粒表面的吸附而對(duì)水泥水化產(chǎn)生調(diào)控作用。另外，減水劑分子與溶液中離子的相互作用也有可能對(duì)水泥水化進(jìn)程產(chǎn)生影響。Hekala認(rèn)為，減水劑在C3A表面吸附形成吸附層，阻止了水泥礦物的溶出，水化早期C3A的水化速率低于空白體系。Merlini研究了減水劑對(duì)水泥水化的影響，結(jié)果表明，不同水化體系中鈣礬石相的生長(zhǎng)速率在很大程度上取決于外加劑，添加減水劑后的水泥其水化初期體系中結(jié)晶鈣釩石的量遠(yuǎn)低于空白體系。說明減水劑一方面通過吸附包裹在水泥礦物的表面，從而降低了水泥水化初期的反應(yīng)速率，另一方面溶液中的減水劑分子還有可能與新生態(tài)的鈣釩石或溶液中的Ca2+發(fā)生作用，從而對(duì)結(jié)晶鈣釩石晶體的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。即減水劑分子在鈣釩石的生長(zhǎng)過程中起到模板劑的作用。有研究表明，減水劑除了可以通過吸附作用阻止水泥礦物的溶出外，還可以通過其羧基的配位作用影響水泥水化的進(jìn)程。如Puertas通過測(cè)量水泥漿體水化熱研究了減水劑對(duì)水泥水化的影響。結(jié)果表明，隨著減水劑摻量的提高，水泥水化誘導(dǎo)期明顯延長(zhǎng)，而AFt轉(zhuǎn)變?yōu)锳Fm的放熱肩峰卻變化不大。他認(rèn)為，減水劑可以與液相中的Ca2+形成配合物從而降低Ca2+濃度，進(jìn)而阻礙水化產(chǎn)物的成核與生長(zhǎng)。Pourchet通過考察減水劑對(duì)水泥漿體電導(dǎo)率研究了減水劑對(duì)C3S水化的影響，結(jié)果表明，摻加減水劑后的水泥漿體在水化反應(yīng)初期前兩個(gè)小時(shí)內(nèi)的液相電導(dǎo)率基本沒有增加甚至有小幅降低，且減水劑主鏈上的羧基密度越高，漿體電導(dǎo)率越低。而空白體系的液相電導(dǎo)率在水化反應(yīng)初期前兩個(gè)小時(shí)卻隨時(shí)間的變化逐漸增加到最大值。他認(rèn)為這是因?yàn)闇p水劑主鏈上的羧基官能團(tuán)能與Ca2+發(fā)生配位作用有關(guān)。隨著羧基密度的增大減水劑的配位作用增強(qiáng)。Heikal也認(rèn)為羧基的配位作用是水泥漿體電導(dǎo)率降低的主要原因之一。

　　減水劑除了對(duì)水泥水化進(jìn)程具有調(diào)控作用外，還會(huì)對(duì)特定水化產(chǎn)物的形貌產(chǎn)生影響。Plank在通過化學(xué)法合成水化產(chǎn)物時(shí)發(fā)現(xiàn)：Zeta電位為正的水化產(chǎn)物形貌明顯發(fā)生變化，如高硫型硫鋁酸鈣從細(xì)長(zhǎng)棒狀結(jié)構(gòu)變成緊密針狀結(jié)構(gòu);而Zeta電位為負(fù)或者接近于0的水化產(chǎn)物，如鉀石膏、氫氧鈣石等形貌則沒有明顯變化。Plank解釋為，一方面減水劑加速了水化產(chǎn)物晶核形成的速率;另一方面減水劑在特定晶面上的吸附阻礙了水化產(chǎn)物的正常生長(zhǎng)，而減水劑對(duì)Zeta電位為負(fù)或接近于0的水化產(chǎn)物沒有明顯吸附。Eusebio也發(fā)現(xiàn)減水劑影響鈣釩石晶體形貌這一現(xiàn)象，他認(rèn)為這是由于減水劑主鏈會(huì)誘導(dǎo)鈣釩石向不同方向生長(zhǎng)造成的。

　　根據(jù)以上研究，可以對(duì)減水劑調(diào)控水泥水化進(jìn)程的機(jī)理總結(jié)如下：減水劑分子吸附于水泥顆粒表面后形成吸附層，導(dǎo)致水泥礦物溶出速率降低，使水泥水化迅速進(jìn)入水化誘導(dǎo)期;通過羧基的配位作用降低溶液中離子濃度和減水劑在水化產(chǎn)物上的選擇性吸附，延緩水化產(chǎn)物的成核與生長(zhǎng)，從而推遲水化加速期的形成。在實(shí)際應(yīng)用中，不同用途的混凝土(如預(yù)制混凝土和泵送混凝土)對(duì)水泥水化特性的要求也不盡相同，而減水劑對(duì)水泥水化進(jìn)程的調(diào)控作用也可以調(diào)整減水劑分子結(jié)構(gòu)來控制，但這必須建立在不同結(jié)構(gòu)和種類的減水劑分子結(jié)構(gòu)中不同官能團(tuán)對(duì)水泥水化的調(diào)控能力、特性與機(jī)理的更深層次研究的基礎(chǔ)上。

你覺得這篇文章怎么樣？