探究聚羧酸类减水剂作用原理

聚羧酸类减水剂 作用原理的探究现况:

聚羧酸类减水剂(PCEs)自身不容易与水泥颗粒物产生放热反应而造成新的凝固物质,是一种阴离子表活剂。其原理关键是在水泥熟料颗粒物(下称“熟料”)表层的吸附,熟料间的相互作用力造成了转变,进而影响了分散体系的微观构造主要参数。分子结构的聚氧乙烯(PEO)侧链与羧基(—COO-)、磺酸基(—SO32-)等侧基一起产生了梳状分子式,在其中主链上的阴离子活性基团如—COO-、—SO32-等锚固吸附在熟料表层产生双电层而造成静电感应斥力;PEO侧链在水溶液中拉申构象,并根据氢键与水分子缔合在熟料表层产生立体式吸附层而造成空间位阻;—SO32-能够 提升表层活性、调整引气含量;这种组成优点作用下使熟料的分散、坍落度维持特性出色。PCEs除开静电斥力、空间位阻等作用原理外,吸附作用也备受关心。

1、 静电斥力

掺PCEs的混凝土管理体系中,减水剂分子结构定项吸附在熟料表层。PEO侧链与—COO-、—SO32-等侧基基团一起产生了梳状分子式,在其中主链上的阳离子活性基团如—COO-、—SO32-等锚固吸附在熟料表层产生双电层而造成静电斥力,阻拦邻近熟料挨近。由Langmuir等温吸附式子所知,当分散体系中旋光性阴离子含量增加时,熟料表层的减水剂分子结构吸附量也增加,随后在熟料表层会产生一层吸附膜,使水泥-水体系处在稳定的分散情况,熟料间的摩阻减少,使水泥砂浆体的分散实际效果显著越来越好。静电斥力与空间位阻作用实体模型见图1。

2、 空间位阻

PCEs梳状分子结构主链上一部分强极性阴离子活性基团与熟料表层的正电荷以离子键融合,再根据氢键与水分子缔合产生一定薄厚的水化薄膜,不但提升了熟料与减水剂分子结构中间的吸附力还造成了空间位阻作用。如:侧链中的醚键(—O—)与水里的(—H)产生氢键,PEO侧链在熟料表层产生立体式吸附层比较屈伸的在溶液中,使熟料稳定地分散在体系中,如图1图示。PCEs梳状分子结构的侧链是空间位阻的关键来源于,其长度和相对密度都是对减水剂的分散性和分散耐磨性能造成一定的影响。根据原子力显微镜探究了丙烯酸类共聚物对熟料的分散作用原理,觉得分散作用关键来源于PCEs梳状分子结构中侧链造成的空间位阻效用。发现,静电斥力和空间位阻作用在水泥-水体系中相互存有。选用球型颗粒物的静电抵触势能和空间位阻势能公式计算各自测算了吸附PCEs熟料造成的静电斥力势能和空间位阻势能,探究发现起主导地位的静电斥力、空间位阻与PCEs支链的长度相关。专家探究觉得PEO侧链长短与空间位阻效用呈正关联性。当侧链相对密度同样时,短侧链减水剂分子结构带有较多吸附基团,静电抵触和空间位阻效用另外存有,但在混凝土水灰比较低的状况下,液相中高级离子强度缩小了双电层,静电斥力效用不可以充分发挥,空间位阻效用也较差,水泥砂浆体系分散特性越差;长侧链减水剂分子结构以空间位阻主导,在混凝土水灰比较低的状况下仍然有出色的分散特性。当PCEs掺量同样时,PEO侧链越长,水泥砂浆体分散特性及流动性度维持特性越高。PCEs侧链越长且接枝相对密度越小,吸附作用越强,出示的空间位阻也就会越大,对熟料的凝固具备非常好的减缓作用。

3、吸附

PCEs吸附在熟料表层,其吸附量对水泥砂浆体分散特性的影响很大。PCEs在水泥-水管理体系中关键以三一部分方式存有,第一部分PCEs参加了熟料的凝固物质产生,被熟料凝固物质(AFt和C—S—H疑胶)包裹,产生有机化学-矿物质相,其分散功能作用缺失;第二一部分PCEs在熟料的凝固物质表层产生具备一定厚度的立体式吸附层而具有分散功能;第三一部分PCEs融解在水溶液中,与熟料吸附层中间维持稳定平衡,但这些由于量偏少,通常在实验中常会被略去。因而,起分散功能的关键是第二一部分PCEs,而在测量PCEs吸附量实验中,一般选用吸附前后水溶液中PCEs浓度值差来测算,该数值把第一一部分吸附量也包括以内,并沒有定量分析的与第二一部分区别起来。当PCEs掺量同样时,熟料表层上吸附量越大,体系中剩下的PCEs越低,分散性及分散维持工作能力越差。现阶段对吸附量、分散工作能力等至关重要问题,临时都还没比较精准的实验方式和結果,还处在探究环节,而在水泥-水体系中的具体情况更加繁杂。

除开静电斥力和空间位阻原理、吸附原理外,也有钙离子络合作用原理、引气功能原理等,因而,PCEs在水泥-水管理体系中分散功能并不是一种或几类功能原理可以彻底表述得清晰地,还有待进一步全方位且深层次的深入分析和探究。

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