AK 型脂肪族羟基盐酸系减水剂

来源：慕湖发表时间2014-11-26 11:07:13 点击：

为吸附常数。
　　由图 4 可知，合成的氨基磺酸系高效减水剂与萘系高效减水剂基本符合 Langmuir 等温吸附方程，并且萘系高效减水剂饱和吸附量比氨基磺酸系高效减水剂大。

图 4 SR 与 NF 的吸附量测定图

　　通常来说，根据减水剂作用机理的“吸附－ ζ 电位－分散”理论，饱和吸附量越大，水泥颗粒吸附的减水剂负电基团数越多， ζ 电位的绝对值越大，水泥间的斥力增大，减水剂的分散效果越好。但实验结果表明， SR 在水泥颗粒的吸附量较 NF 的小， ζ 电位却比 NF 大，而 SR 对水泥粒子的分散效果却优于 NF ，显然，单纯的“吸附－ ζ 电位－分散”理论是难以解释的。

3 SR 对水泥胶体分散作用机理探讨
　　从上面的实验结果可以得出，单纯的“吸附 -ζ 电位 - 分散”理论和单纯的“吸附－空间效应－分散”理论都难以圆满地解释新型高效减水剂 SR 的分散作用机理。
　　在悬浮体系中， ζ 电位的大小是颗粒带电程度的标志， ζ 电位越大，颗粒带电量越大： ζ 电位越小，颗粒带电量越小。在掺加 SR 和 NF 浓度相似的情况下， SR 的 ζ 电位比 NF 大，而水泥颗粒对 SR 的吸附量较 NF 的小，只有一种可能，便是在一个分子单元中 SR 所带的负电荷数较 NF 的多。 SR 的分子结构见图 5(a) ，而 NF 的分子结构见图 5 （ b ）。

图 5 AF 和 NF 的分子通式

　　由图 5 可知，相对 NF 而言， SR 分子结构的特点是分支较多，所带负离子基团多（－ SO 、－ OH 、－ NF 2 ），极性强，因而，尽管 AF 的吸附量较 FDN 的小， ζ 电位比 NF 大也就不难理解了。由于都具有较高的 ζ 电位，所以， SR 和 NF 对水泥都具有良好的分散作用，表明静电斥力作用在 SR 的分散作用中是不可忽略的一个重要因素；同时由于 SR 结构的分支链多，而且在水泥颗粒上吸附呈环圈及尾状吸附，因而空间位阻较大。由于空间位阻和静电斥力的共同作用，使得 SR 具有优良的减水分散性能。 SR 的多个极性基团容易以氢键形式与水分子缔合，在水泥颗粒表面形成一层厚溶剂化吸附层，具有良好的润滑作用，增加了 SR 的分散性。对于 NF ，分子结构较简单，属于少支链的线型结构，通过较多的磺酸基吸附在水泥颗粒表面，在水泥颗粒上呈一种短棒式吸附形态，吸附量较大，表现为 ζ 电位大，静电斥力较大，空间位阻对排斥力贡献较小，除磺酸基外无其他极性基团，通过氢键结合的水分子少，在水泥颗粒表面形成的溶剂化水层薄，润滑作用小，对水泥颗粒的分散主要靠静电斥力。故 ζ 电位和空间位阻的共同作用，在宏观上表现为 SR 较 NF 具有更加优良的减水分散作用。

4 SR 改性混凝土 7 天水化龄期强度分析及 TGA-DTA 热形成机理研究
4 ． 1 试验方法及结果
　　按 GB/T807 6 — 1997 《混凝土外加剂》进行测定分析，配合比符合 JGJ55 《普通混凝土配合比设计技术规定》进行设计，见表 1 。强度实验结果见表 2 。

表 1 混凝土配合比

混凝土试样	水泥 / ㎏	砂 / ㎏	石子 / ㎏	掺水量 /mL	减水率 /%	坍落度 / ㎝
空白标准试样	5.1	9.1	17	240	/	6.5
掺 0.80%NF	5.1	9.1	17	190	21.5	7.0
掺 0.50%NF	5.1	9.1	17	190	22.8	7.5

表 2 SR 对混凝土抗压强度的影响

混凝土试样	减水率 /%	坍落度 / ㎝	抗压强度比 /%
混凝土试样	减水率 /%	坍落度 / ㎝	3d	7d	28d
空白混凝土	0	7.3	100	100	100
掺 0.8%NF 混凝土	20.8	76	122	146	127
掺 0.5%SR 混凝土	20.8	7.5	149	152	130
高效减水剂国标	12	/	130	125	120

4 ． 2 SR 改性混凝土试样早期热形成机理分析
　　 SDT2960 型 DSC-TGA 热分析仪，温度参数为：室温～ 1000 ℃ ，升温速率： 10 ℃ /min ，空气为载气，实验结果见图 6 。

图 6 SR 改性混凝土试样的 7d 热重曲线

4 ． 3 试验结果分析
　　水泥混凝土主要水化相都是水化硅酸钙 (C-S-H) 、钙矾石 (AFt) 、氢氧化钙。从 TGA-DTA 曲线可知，试样在加热过程中出现了三个明显失重区间及其对应的三个较大吸热峰，吸热峰与 TGA-DTA 曲线上微分热重曲线的失重速率最快点相对应。
　　第一个较大吸热峰在 10 0 ℃ 附近，对应区间在室温～ 200 ℃ ，失重在 4 ％左右。在这一温度段可能出现的谷大多是含水矿物脱水吸热峰，它包括水化硅酸钙 (C － S － H) 凝胶、钙矾石 (AFt) 的层间水脱水过程和水化铝酸盐及单硫型水化硫铝酸钙 (AFm) 的脱水。由于水在各产物中的结合状态不同，因此其脱水温度也不同。第二个较大吸热峰 43 0 ℃ 附近，对应区间在 40 0 ℃ ～ 47 0 ℃ ，失重在 1 ％左右。主要为混凝土中的 Ca(OH) 2 晶体在该点附近发生了分解反应，脱水并吸收了大量的热。第三个吸热峰在 710 ℃ 附近，对应温度区段 60 0 ℃ ～ 95 0 ℃ ，失重在 2 ％左右。主要为 CaCO 3 受热发生了分解反应： CaCO 3 →CaO+CO 2 ↑ ，而且还有水化硅酸盐的结构水脱水。
　　从失重曲线上知：前 20 0 ℃ 的失重损失远大于后面 20 0 ℃ ～ 95 0 ℃ 失重损失。从 TGA 曲线可看出，掺 SR 后强度提高的原因是：试样吸热量很大，水化反应加快，混凝土试样中的 C 2 S 、 C 3 S 水化逐渐增强，生成的凝胶物质增多，从而水泥石的强度提高。