保塑剂的组成及作用机理分析

(1)保塑剂的组成

保塑剂的主要成分是合成水溶性聚合物(减水剂),如三聚氯胺甲醒磺酸盐(SMF)基系甲醛缩合物或磺酸盐(SNF)及最新开发的聚段酸类高效减水剂(PCA)等、第二个主要组分是缓凝剂,如葡萄糖酸钠、甘油等,保塑剂中的次要组分可以是促凝组分,如三乙醇胺(TEA)和钠或钙类的无机盐,也可以是消泡剂、抗菌剂和抗真菌材料,以抑制由于加人有机水溶性聚合物(减水剂)而产生的气体。

(2)保塑剂的减水增强作用机理

所含减水剂成分是保塑剂对混凝土起减水增强作用的因素,这种作用的本质是减水剂对水泥吸附-分散作用。

此外研究表明,把优选的茶磺酸盐高效减水剂和木质素碳酸酸盐减水剂按一定比例复合配制成保塑剂,能进一步提高对水泥的分散效果。茶磺酸盐高效减水剂和木质素磺酸盐减水树能使水泥粒子分散后的平均粒径达到8~24pm,这种分散效果的提高与保塑剂中复合减水剂的吸附有关。由于减水剂的分子结构具有较高的极性,因而有较强的吸附能力。它以离子交换等形式先吸附于水泥粒子表面上,同时因带有较大的负电荷使水泥粒子表面双电层电位很快变号,随后由于茶磺酸盐减水剂分子结构中的禁环是共辆体系,具有较高的“x电子”云密度,易与木质素磺酸盐减水剂憎水基中极性较大的官能团发生作用,以“增水链”形式吸附,提高了电位。在一定条件下比两种减水剂分别单独排加时要高,能获得更好的分散效果,使保塑剂对混凝土具有更好的减水增强作用。

(3)保塑剂的保塑作用机理

渗保塑剂的混凝土圩落度经时损失主要存在于水泥水化的起始阶段(水化开始后三四十分钟内),这阶段的损失是由于水泥剧烈的初期水化反应造成对吸附于水泥粒子表面的减水剂的较多消耗,同时因减水剂残存浓度的减少不能补充这种消耗而使水泥粒子表层专电位降低,分散性下降而引起的。水化造成减水剂的消耗,是由于水化物对部分吸附于水泥粒子表面的减水剂的覆盖或水化物与减水剂之间可能存在的作用而引起的。掺加高效减水剂一般更会加剧水泥激烈的初期水化反应,同时由于其残存浓度降低较快,从而引起了较大的圩落度经时损失。

因此,要改善和抑制混凝土坝落度的经时损失,必须减少减水剂的消耗或能及时补充减水剂的消耗,也就是必须控制水泥的水化反应或维持减水剂较高的残存浓度。

此时保塑剂中的缓凝剂成分,具有缓凝性,能延缓水泥水化反应,相对减少了减水剂的消耗,尤其是水化初期的消耗,在保型剂参量达到一定值后,即减水组分和缓凝组分达到最佳配比,就能在较长时间内维持较高的减水剂残存浓度,使混凝土圩落度经时损失速度明显变慢,具有较强的保塑效果。

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