減水劑之所以能提高混凝土拌合物的流動(dòng)性，具有減水效果，基于以下4個(gè)機(jī)理。

    (1)吸附作用

        在水泥一水體系中，溶液中的水泥顆粒在某些邊角棱處互相碰撞，相互吸引，使水泥顆粒不能充分、完全地分散在水中，而是一些顆粒在尖角處連接，形成絮凝結(jié)構(gòu)，這些絮凝結(jié)構(gòu)中包裹著一些拌和水，這部分游離水對(duì)于混凝土拌合物的流動(dòng)性沒(méi)有貢獻(xiàn)。即絮凝結(jié)構(gòu)減少了拌合物中的有效水分，降低了混凝土的流動(dòng)性。因此，施工中為了獲得所需的和易性，就必須加大用水量。如果能將這些被包裹的水釋放出來(lái)，就可以大大減少拌和用水量。摻人減水劑就能起到這樣的作用。

         減水劑屬于表面活性物質(zhì)，其分子由兩個(gè)基團(tuán)組成，一端為親水基團(tuán)〔極性基團(tuán))，另一端為憎水基團(tuán)(非極性基團(tuán))。將減水劑摻人水泥漿中，減水劑分子的憎水基團(tuán)將定向地吸附于水泥顆粒表面，而親水基團(tuán)指向溶液，在水泥顆粒表面構(gòu)成單分子或多分子吸附膜。由于表面活性劑的定向吸附和親水基的電離作用，使水泥顆粒表面上帶有相同符號(hào)的電荷。在電性斥力的作用下，不但使水泥一水體系處于相對(duì)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，而且促使水泥在加水初期形成的絮凝狀結(jié)構(gòu)分散解體，如圖2-7b)所示，從而將絮凝結(jié)構(gòu)中的游離水釋放出來(lái)，達(dá)到減水的目的。

      (2)濕潤(rùn)作用

      水泥加水拌和后，其顆粒表面被水濕潤(rùn)，濕潤(rùn)程度對(duì)混凝土拌合物的性質(zhì)影響很大。當(dāng)這種濕潤(rùn)作用自然進(jìn)行時(shí)，可以由式(2—11)吉布斯方程計(jì)算出表面自由能的減少。

dG=σcwdS                            (2—11)

式中：dG——表面自由能的變量；

    σcw——水泥一水的界面張力(界面能)；

    dS——擴(kuò)散濕潤(rùn)的面積變化量。

    將式(2—11)積分，得表面自由能G=σcw S+C(式中S為水與水泥之間的界面面積，C為常數(shù))。如整個(gè)體系在某一時(shí)刻的自由能為定值時(shí)，則σcw與S成反比。即界面張力σcw越小，界面面積S越大。減水劑屬于界面活性物質(zhì)，摻入水泥漿中能降低體系的界面張力，因此能增加水泥顆粒與水的接觸面積，使水泥顆粒更好地分散。

    (3)潤(rùn)滑作用(水膜潤(rùn)滑、氣泡潤(rùn)滑)

    減水劑分子的親水基團(tuán)極性很強(qiáng)，定向地吸附于水泥顆粒表面后，親水基團(tuán)指向水，并且與水分子以氫鍵形式結(jié)合，這種氫鍵締合力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該分子與水泥顆粒之間的分子引力(即范德華力)，當(dāng)水泥顆粒表面吸附足夠的減水劑分子后，借助于R-SO-3與水分子中氫鍵的締合作用，再加上水分子之間的氫鍵締合，使水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，這層“空間壁障”阻止了水泥顆粒之間的直接接觸，并在顆粒間起潤(rùn)滑作用。此外，減水劑的摻人一般伴隨著引入一定量的微氣泡。這些氣泡被減水劑分子定向吸附的分子膜所包圍，與水泥顆粒上的吸附所帶的電荷符號(hào)相同。因而，氣泡與氣泡、氣泡與水泥顆粒問(wèn)也因具有電性斥力而使水泥顆粒分散，從而增加了水泥顆粒之間的滑動(dòng)能力(如滾珠軸承的作用)，這種潤(rùn)滑作用對(duì)摻人引氣型減水劑的新拌混凝土更為明顯。

    (4)空間位阻作用

    如圖2—8所示，聚羧酸系減水劑成梳狀吸附在水泥層上，一方面由于其空間作用使得水泥顆粒分散，減少凝聚。另一方面，其長(zhǎng)的EO側(cè)鏈在水化產(chǎn)物形成時(shí)仍然可以伸展開(kāi)，因此聚羧酸減水劑受到水泥的水化反應(yīng)影響小，可以長(zhǎng)時(shí)間地保持減水分散效果，使坍落度損失減小。立體效應(yīng)斥力取決于表面活性劑的結(jié)構(gòu)和吸附形態(tài)或者吸附層厚度等。聚羧酸系減水劑分子中含有多個(gè)醚鍵，由于與水分子形成氫鍵作用，從而形成親水性立體保護(hù)膜。其側(cè)鏈長(zhǎng)度越長(zhǎng)分散性越高，形成的立體保護(hù)膜厚度就越厚。

         綜上所述，由于減水劑在水泥-水體系中所起的吸附分散、濕潤(rùn)、潤(rùn)滑和空間位阻作用，所以只要使用較少量的水就可以較容易地將混凝土拌和均勻，使新拌混凝土的和易性得到顯著改善，這就是在混凝土中摻加適量減水劑后可以降低用水量、增加塑化效能的基本原理。

       減水劑一般具有緩凝作用，其原理在于減水劑分子的親水基團(tuán)能解離出帶電離子，并吸附在水泥膠粒表面使其ζ電位增加。同時(shí)，這層離子吸附膜及由于氫鍵締合作用所產(chǎn)生的水膜，往往會(huì)阻礙水泥顆粒與水之間的接觸，因而具有緩凝作用。這種緩凝作用在使用普通減水劑并且不減少拌和用水量的情況下尤為顯著，例如使用木質(zhì)素磺酸鈣及糖蜜類(lèi)減水劑，能抑制水泥礦物中C3A等礦物的水化速度，緩凝作用比較明顯。

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