粘土礦物對(duì)聚羧酸減水劑的吸附特性及相互作用機(jī)理研究.pdf

1、聚羧酸減水劑(PC)對(duì)砂石中泥的敏感性及其作用機(jī)理是近年來混凝土技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。本論文以粘土主要礦物高嶺土、蒙脫土、伊利土對(duì)PC的吸附為研究對(duì)象，重點(diǎn)采用紫外吸收方法，定量測(cè)定了PC分別在三種礦物表面的吸附平衡及其影響因素，并探討了機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　1．采用0.6％的PC3:1型聚羧酸減水劑，分別選用3:1、10:1、6:1固液比，室溫下分別測(cè)得高嶺土、蒙脫土、伊利土的吸附量和吸附平衡。結(jié)果表明，伊利土吸附達(dá)

2、到平衡的時(shí)間最短，為5 min，高嶺土為30 min，蒙脫土為60 min；對(duì)應(yīng)的飽和吸附量分別為1.60 mg/g、25.8 mg/g、4.78 mg/g，吸附量大小排序?yàn)槊擅撏烈晾?高嶺土。三種礦物在水中的Zeta電位分別為-10 mV、-35 mV和-21 mV；減水劑吸附達(dá)到平衡后，Zeta電位分別為-25 mV、-51 mV和-29 mV。
　　2．測(cè)定了溫度對(duì)吸附的影響和吸附熱。結(jié)果表明，溫度從15℃升高到45℃，三

3、種礦物對(duì)PC的吸附量都有所增加；它們的吸附熱分別為-32.40 J/mol、-103.70 J/mol、-63.47 J/mol，其大小排序?yàn)槊擅撏?伊利土>高嶺土。進(jìn)一步的研究表明高嶺土的吸附曲線近似于 Langnuir方程，而蒙脫土和伊利土的則近似于Freundlich方程。結(jié)合吸附達(dá)到平衡的時(shí)間，可以推斷，聚羧酸減水劑在高嶺土表面的吸附主要為單分子層吸附，屬靜電吸附主導(dǎo)。而蒙脫土和伊利土由于層間結(jié)合力較弱而具有較大層間距，晶體有很

4、大的內(nèi)表面積，以插層吸附主導(dǎo)。
　　3．分別測(cè)定了溶液pH、SO42-和Ca2+離子濃度對(duì)吸附的影響。當(dāng)溶液pH從5到12變化時(shí)，三種粘土對(duì)聚羧酸減水劑的吸附量逐漸減少；體系SO42-和Ca2+離子的存在也會(huì)對(duì)吸附產(chǎn)生抑制作用，且Ca2+比SO42-的抑制作用強(qiáng)。
　　4．選取支鏈密度不同的聚羧酸減水劑 PC2:1、PC3:1、PC6:1，分別測(cè)定它們?cè)谌N礦物表面的吸附量。結(jié)果表明，高嶺土的吸附量分別為1.05 mg/g、

5、1.60 mg/g、0.83 mg/g，其大小順序?yàn)椋篜C3:1>PC2:1>PC6:1。蒙脫土的吸附量分別為33.8 mg/g、25.8 mg/g、21.8 mg/g，其大小順序?yàn)椋篜C2:1>PC3:1>PC6:1。伊利土的吸附量分別為6.47 mg/g、4.78 mg/g、0.79 mg/g；其大小順序?yàn)椋篜C2:1>PC3:1> PC6:1。說明高嶺土的吸附與蒙脫土、伊利土的吸附對(duì)減水劑分子的選擇性有一定的不同。高嶺土是外表面吸