超塑化剂的作用与性能

聚羧酸系超塑化剂的结构和性能都有不同于以往超塑化剂的特点,聚羧酸系超塑化剂的优越性能正是由于其梳形分子结构,在这一点上人们已经较好地达成共识。在这种认识的基础上,空间位阻效应成为人们关注的焦点。对聚羧酸系超塑化剂的作用机理的解释已经由官能团主导理论转向为空间位阻效应主导或静电与空间位阻效应共同作用的结果。静电效应是否有贡献还在讨论中,但空间位阻效应的贡献是重大的

聚羧酸系超塑化剂的吸附主要基于其主链上羚酸基与水泥粒子表面钙离子的偶合,吸附量通常与掺量线性相关,并存在吸附饱和值。主链负电荷密度直接影响吸附程度,其他结构因素如侧链密度、侧链长度都可以认为是通过影响主链负电荷密度进而影响吸附,但在侧链长到一定程度且吸附密度比较大时也可能直接影响吸附行为。溶液中能与钙离子形成难溶物的无机阴离子的存在都不利于高分子的吸附。

影响吸附行为的因素直接影响分散性,但分散性还受到侧链长度的影响,在一定的侧链长度范围内,分散性随侧链长度增加而增加。超过此國值一定程度反而会引起分散性下降,侧链构象调整、吸附量下降以及高分子的缠结都是可能的原因。最近得到改进的空间位阻效应理论正确地评价了聚羧酸系接枝共聚物侧链长度对空间位阻效应的影响,指出长侧链引起的吸附量减少会影响空间位阻效应,成功地解释了为了提供最好的分散性,侧链长度存在最优值的实验现象。

流动保持性要求溶液相中保留有相当量的超塑化剂分子,从而保证随着水化的进行,无机粒子表面积增大、吸附密度降低的情况下有更多的高分子能够吸附到无机粒子上以保持流动性。聚羧酸系超塑化剂的吸附程度(吸附量/掺量)比茶系等其他类超塑化剂低,这可能是该系超塑化剂普遍表现出卓越的流动保持性的原因。

超塑化剂普遍能够减缓水泥粒子的早期水化,起到缓凝的作用,对PCE类超塑化剂,延缓时间随侧链链长度的增加而减小,因此可以根据使用需要调整超塑化基的侧链长度从而使水泥以预计的速度固化。

超塑化剂与水泥的相容性问题比较复杂,超塑化剂对水泥不同组分的选择性吸附可能会导致掺量增加,水泥本身的成分和其他外加剂中存在的阴离子都有可能影响超塑化剂的性能。提高超塑化剂主链负电荷密度或引入疏水成分可能会降低超塑化剂对阴离子的依赖性。


 

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