硫酸鹽影響聚羧酸減水劑與混凝土組成材料相容性的機(jī)理研究.pdf

1、聚羧酸減水劑是一種具有高減水分散性的混凝土外加劑，在國內(nèi)外已經(jīng)廣泛使用，但在實(shí)際工程應(yīng)用中，聚羧酸減水劑與混凝土組成材料存在相容性問題，除了減水劑本身性能外，水泥、摻合料和混凝土外加劑中存在的硫酸鹽被認(rèn)為是影響聚羧酸減水劑相容性最顯著的因素。開展硫酸鹽影響聚羧酸減水劑相容性的機(jī)理研究能達(dá)到提高聚羧酸減水劑應(yīng)用技術(shù)水平，完善聚羧酸減水劑與混凝土組成材料相容性調(diào)控理論與技術(shù)的目標(biāo)。
　　本文通過4種硫酸鹽(K2SO4、Na2SO4、C

2、aSO4·2H2O和CaSO4·1/2H2O)對摻有聚羧酸減水劑的水泥漿體溶液表面張力、漿體分散性能、粘度、凝結(jié)時(shí)間等相容性指標(biāo)的影響及規(guī)律，以及對聚羧酸減水劑的吸附量及吸附動(dòng)力學(xué)，水泥顆粒動(dòng)電電位的影響，研究硫酸鹽對聚羧酸減水劑相容性的影響機(jī)理。
　　采用表面張力儀、UV、IR等分析測試手段，研究了硫酸鹽對摻聚羧酸減水劑的水泥漿體溶液表面張力的影響，硫酸鹽對聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)的影響。硫酸鈉、硫酸鉀可降低摻有聚羧酸減水劑的水泥漿

3、體溶液表面張力，增加溶液表面活性，增加微引氣作用，由于二水石膏在漿體溶液中溶解度低，溶解速度慢，對表面張力影響較小。水泥漿體溶液中的硫酸鹽不影響聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)，但強(qiáng)堿性環(huán)境使酯類聚羧酸減水劑分子中部分酯鍵發(fā)生不可逆的水解，聚氧乙烯支鏈會從主鏈脫落，不利于水泥漿體的分散性能。
　　采用水泥凈漿流動(dòng)度、砂漿擴(kuò)展度、混凝土坍落度及損失表征硫酸鹽對聚羧酸減水劑相容性的影響。硫酸鈉和硫酸鉀對聚羧酸減水劑分散性能的負(fù)面影響遠(yuǎn)大于難溶性的

4、二水石膏和半水石膏，易溶性硫酸鹽摻量1％時(shí)就能使水泥凈漿完全失去流動(dòng)性，而漿體中含有適量易溶性硫酸鹽(摻量0.2%)對漿體的流動(dòng)性有利，且使混凝土具有良好的坍落度保持性能。
　　采用UV、Zeta電位分析儀等分析手段，重點(diǎn)研究了硫酸鹽影響聚羧酸減水劑相容性的作用機(jī)理，量化了聚羧酸減水劑在水泥顆粒表面的吸附量、吸附動(dòng)力學(xué)及動(dòng)電電位隨硫酸鹽含量的變化。易溶性硫酸鹽過量會顯著降低聚羧酸減水劑的吸附量，并降低水泥顆粒動(dòng)電電位，從而減弱顆粒

5、間靜電斥力，摻量1%時(shí)，平均吸附量降低38%左右，動(dòng)電電位降低18.3%，對聚羧酸減水劑相容性的負(fù)面影響較大；但適量易溶性硫酸鹽存在時(shí)，能有效提高聚羧酸減水劑的吸附量，摻量0.2%時(shí)，聚羧酸減水劑平均吸附量提高10%，且硫酸鹽與聚羧酸減水劑共同作用使?jié){體粘度降低，有利于漿體的流動(dòng)性及流動(dòng)保持性。水泥顆粒對聚羧酸減水劑的吸附及硫酸鹽對吸附的影響規(guī)律適合Langmuir等溫吸附方程，水泥顆粒對聚羧酸減水劑的吸附動(dòng)力學(xué)及硫酸鹽對吸附動(dòng)力學(xué)的影