高效减水剂在低水泥浇注料中都发挥哪些作用？
发布日期： 2019-07-05 15:27:58 阅读量（729） 作者：刘梓明减水剂是一类在保持浇注料的流动值基本不变的条件下能显著降低搅拌用水量的物质，也称降水剂、分散剂或塑化剂。减水剂在耐火浇注料中，尤其是在低水泥和超低水泥耐火浇注料中的作用是非常重要的。它不仅仅是简单地降低耐火浇注料在施工过程中的加水量，而且在减少加水量的基础上，还明显地优化了浇注料的施工性能[14]。
木质素磺酸盐于上世纪30年代在美国研制成功并逐渐得到应用，作为第一代减水剂最早在建筑领域用作混凝土减水剂，该产品的出现有力地推动了减水剂行业和技术的发展。随着研究和应用的日益深入，人们发现木质素磺酸盐减水剂减水率低、缓凝性大。20世纪60年代，萘系、聚磺酸盐系及聚合磷酸盐为代表的第二代减水剂逐渐被研制和应用。80年代初期，聚羧酸盐系的第三代高性能减水剂逐渐出现，具有梳型分子结构的聚羧酸系减水剂具有分散性强、掺量低等优点，逐渐成为国内外减水剂研究与开发的热点。聚羧酸盐减水剂的一般分子结构见图1。
图1 聚羧酸盐减水剂的一般分子结构
高效减水剂在低水泥浇注料中发挥越来越重要的作用，但是截止到目前为止，仍没有一个完美的理论来解释高效减水剂的作用机理，大家普遍认同的减水机制包括静电斥力作用、吸附分散作用、空间位阻作用。
(1) 静电斥力作用
图2 静电斥力使得基质颗粒得到分散
加减水剂后，减水剂的亲水基团指向水溶液，憎水基团定向吸附在基质西安建筑科技大学硕士学位论文7颗粒表面，构成单分子或多分子吸附膜[16]。由于亲水极性基团的电离使得基质颗粒表面带上电性相同的电荷，电荷量随着减水剂浓度的增大直至饱和，基质颗粒表面的相同电性的电荷使得基质颗粒之间产生静电斥力，其产生的效果如图1.2所示。这种斥力作用有利于包裹于絮凝结构中的自由水的释放，从而有效地增大不定形耐火材料的流动性[17]。
(2) 吸附分散作用
溶液中基质颗粒的热运动在某些边棱角处互相碰撞吸附、相互吸引，因粒子间的分于引力作用等产生絮凝。由于减水剂分子具有极性或非极性基团，逐渐吸附在基质颗粒表面，基质颗粒表面形成了双电层，相邻粒子之间产生静电斥力。使得基质颗粒分散，降低了基质颗粒固液界面的表面张力，提高了浆体的分散性。
(3) 空间位阻作用
减水剂吸附在基质颗粒的表面，并且形成一层具有一定厚度的聚合物分子吸附层。当基质颗粒相互靠近时，吸附层相互重叠，使得基质颗粒间产生斥力作用。聚合物分子吸附层之间相互交叉，在聚合物链之间产生物理的空间位阻，这种由于聚合物吸附层靠近重叠而产生的阻力阻止基质颗粒接近的机械分离作用力，称之为空间位阻斥力。一般来说，所有离子型聚合物都会引起静电斥力和空间位阻两种作用，其强度的大小取决于溶液中的离子浓度、聚合物的分子结构和摩尔质晨。聚羧酸系减水剂吸附在基质颗粒表面，虽然静电斥力较小，但是由于其主链与基质颗粒表面相连，支链则延伸进入液相形成较厚的聚合物分子吸附层，因此具有较大的空间位阻斥力，在加入量较小时，即对基质颗粒具有显著的分散作用。
图3 减水剂的空间位阻作用
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