混凝土絮凝剂主要品种及作用机理

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    掺入新拌混凝土中使混凝土在水下浇筑施工时,抑制水泥流失和集料离析的外加剂称为絮凝剂。用于水下不分散混凝土时统称为抗分散剂。
 
混凝土絮凝剂的特点与适用范围
    抗分散剂在日本称水下不分散剂(NDCA),是制备水下不分散混凝土的关键材料,主要作用是提高混凝土的黏聚性和充填性,由水溶性高分子化合物和充填用细颗粒参合料作为主要成分。
混凝土絮凝剂用于配制水下不分散混凝土及预填集料混凝土的砂浆,使其可以在水下浇筑而不发生集料与水泥浆在水作用下分离的混凝土。水溶性高分子化合物是高效增稠剂,可用于其他混凝土中作增稠剂。

混凝土絮凝剂主要品种及作用机理
    抗分散剂的主要组分是絮凝剂,即水溶性高分子聚合物。水溶性高分子作为絮凝剂最常用的有三类:阴离子型的是聚丙烯酸钠、水解聚丙烯酰胺、藻蛋白酸钠等;非离子型的是聚氧乙烯、苛性淀粉、聚丙烯酰胺等;阳离子型的在水下不分散混凝土中没有应用。
    絮凝剂作用机理既有化学因素,也有物理因素。化学因素是使悬浮粒子电荷丧失,成为不稳定粒子,然后聚集。物理因素则是通过架桥、吸附作用而成絮团。
    Ca2+的存在对阴离子聚合物的絮凝作用有很大促进作用。絮凝剂的分子量对絮凝效应有极大影响,分子量大于100万的阴离子和非离子型聚合物可以作絮凝剂,而分子量小的,如2000~5000时是很好的分散剂,聚丙烯酸钠是典型的这类物质。溶液的酸碱度对絮凝作用也有很大影响。
(1)聚丙烯酰胺(PAM)
    聚丙烯酰胺是含有50%以上丙烯酰胺单体的聚合物,是丙烯酰胺(分子式CH2=CHCONH2)及其衍生物的均聚体和共聚体的统称。PAM是一种线性水溶性高分子,产品主要形式有水溶液胶体、胶乳和粉末体三种,并且有阴离子型、非离子型和阳离子型。固体PAM的密度1.302g/cm3,临界表面张力30~40dyn/cm。其显著特性是亲水性高,较其他水溶性高分子聚合物更具亲水性,易吸附水分和保持水分,干燥后有强烈的吸水性,能以各种百分比溶于水,但要注意防止溶解时的结团和不宜超过50℃溶解。它是目前世界上应用最广的高分子絮凝剂,也是我国目前使用最多的絮凝剂。一般高分子量PAM溶液浓度不超过0.5%,而低分子量的溶液用于絮凝时浓度不超过0.02%聚丙烯酰胺的分子量从103~107。低分子量的作分散剂的增稠剂。高分子量的作絮凝剂。
(2)聚氧化乙烯
    聚氧化乙烯是环氧乙烷经多相催化反应实现开环聚合而成的高分子均聚物。分子量小于20000称聚乙二醇,结构式(CH2CH20)。分子量在2万以上的叫聚氧化乙烯。由于生厂家不同聚氧化乙烯被简写为PEO(日本)和POLYOX(美国)。聚乙二醇为液体而聚氧化乙烯是白色蜡状体,完全溶于水,在低浓度情况下即有很高的黏性。在碱性和中性条件下很稳定。但与酚、木质素磺酸盐、尿素因产生缔合作用易沉淀,大量应用在采矿、造纸、建等工业作絮凝剂、减阻剂以及作为混凝土的塑化剂和保堤剂,用量低至10万分之几,参量的多少与聚氧化乙烯分子量大小有关。
    此外,聚乙烯醇、纤维素酯、淀粉胶也可用作絮凝剂。
    抗分散剂的其他组分,如高效减水剂(胺基磺酸盐与茶基高效减水剂复合使用)、有物乳液(丙烯酸、石蜡、聚丙烯酰胺乳液)、无机细填料膨润土、石棉粉、硅灰等,用于减少用水量,提高强度,增加凝聚力,改善混凝土操作性能和提高保水性能。

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