氨基磺酸盐高效减水剂改性水泥混凝土的作用机理研究

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1、氨基磺酸盐高效减水剂改性水泥混凝土的作用机理研究摘要：通过动电位、吸附、TGA、SEM实验对淮南合成材料厂生产的氨基磺酸盐高效减水剂AF改性水泥混凝土进行实验研，结果表明：AF的性能优于其他减水剂，并对作用机理进行了分析。 关键词：氨基磺酸盐高效减水剂；作用机理；改性 引言 高效减水剂的迅猛发展，迫切要求加强高效减水剂的理论实验研究。这不仅对解释高效减水剂作用机理有用，而且对于开发新的品种及提高性能有益处。人们在对萘系和三聚氰胺系高效减水剂多年的开发和应用过程中，通过对其作用机理的研究，逐渐形成了以“吸附-电位（静电斥力）-分散”为主体的静电斥力理论。该理论以DLVO溶胶分散与凝聚理论

2、为基础，认为高效减水剂对水泥浆体的分散作用主要与以下3个物理、化学作用有关。，即吸附、静电斥力（电位)和分散。体系对外加剂的吸附量增加，电位增大)。由于静电斥力作用，一方面使团聚的水泥颗粒得以分散，另一方面也降低水泥浆体的粘度，从而赋予浆体优良的工作性。 国内对氨基磺酸系高效减水剂的研究工作还只是处于起步阶段，而很少见到对氨基磺酸系高效减水剂的作用机理详细研究。因此本文对氨基磺酸系高效减水剂AF的作用机理进行初步的探讨，同时和其他减水剂的作用机理进行了对比分析。 1   氨基磺酸系高效减水剂的减水分散实验研究1．1动电电位（电位）的研究 在固液分散体系中，粒子的界面上会产生双电层。双电

3、层的存在使带同种电荷的粒子互相排斥，从而增加了分散体系的稳定性。水泥悬浮体中水泥粒子的表面也存在双电层，由于水泥本身的矿物组成复杂，并且与水接触时产生水化反应，因此研究这种复杂的多相分散体系的动电电位（电位）容易测得一致的结果，动电电位对水泥浆的流动性，凝结过程是一个重要的影响因素，因此对水泥分散体系动电电位的研究比较重要。 1．1．1  测试原理 电泳原理是胶体体系在封闭的电泳槽中，在直流电场作用下，分散相向相反极性方向运动的动电现象，产生电泳现象是因为悬浮胶粒与液相接触时，胶体表面形成扩散双电层，在双电层的滑动面上产生动电电位（电位），由于动电电位与电泳速度有关，所以，通过电泳速度

4、的测定，再经过数据处理，得到电位。 1．1．2 主要仪器和原料 主要仪器：（1）DDS-307电导率仪，上海雷磁仪器厂。（2）WY-20型精密高压稳定电源，南京大学应用物理研究所。（3）213型铂电极，上海雷磁仪器厂。（4）拉比诺维奇-付其曼U型电泳仪。主要原料有：（1）萘系高效减水剂NF，淮南合成材料厂。（2）氨基磺酸盐高效减水剂AF，淮南合成材料厂生产。（3）水泥，淮南八公山水泥厂生产的PC·32.5矿渣水泥。 1.1.3 电位的测定结果及讨论         电位的测定结果见图1。    我们知道，不添加减水剂的水泥胶体粒子的电位呈正电性，这是由于水泥的主要矿物成分是C3S、C2

5、S、C3A、C4AF。其中硅酸盐水化物的粒子在水泥分散体系中带有负电荷，铝酸盐水化物粒子带有正电荷，由于铝酸盐水化物的溶解性大于硅酸盐水化物，所以测得的水泥粒子带有正电。从图1可以看出，加入高效减水剂以后，由于水泥颗粒表面对减水剂分子的吸附作用，随着AF质量浓度的增大，电位值也增大了。而且AF高效减水剂的电位值一直比NF高效减水剂要高。从以上的电位测定分析可以看出，电位值愈大，分散性愈好，分散体系愈稳定。 2  固体表面吸附量的测定2.1主要仪器及原料 主要仪器：（1）800型离心沉淀机（转速4000r/min）常州市国华仪器厂。(2)FA1104N自动电子称量天平，上海精密科学仪器有

6、限公司.(3)722N(721B)型可见分光光度计。   本实验所用主要原料有：    (1)萘系高效减水剂(NF)，淮南合成材料厂生产。   (2)氨基磺酸盐高效减水剂(AF)，淮南合成材料厂生产。   (3)PO32.5级复合水泥，淮南特种水泥厂生产。 2.2实验步骤 吸附量的测定经过以下步骤：   （1）空白样的配制：用电子天平称量所需高效减水剂，将高效减水剂的空白样稀释到一定浓度。   （2）波长的选择：任取一个AF（或NF）溶液，通过722N型可见分光光度计的测量确定其最大吸收波长。吸收光谱图见图2（注：因为仪器故障，NF用721B型来确定波长）。  由图2可知，AF的吸收峰

7、是260nm，NF的吸收峰是500nm。   (3)绘制标准曲线%在最大波长处用空白样绘制标准曲线，并求出k值。见图3，可以知道AF的K=30，NF的K=400。      （4）吸附量的测定：配出一定浓度梯度高效减水剂溶液，各向其中加入一定量的水泥，液固重量比为4。搅拌3min后，静置一定时间，使其达到吸附平衡，取上层清液，用800型离心沉淀机（转速4000r/min）分离10min。再取上层清液稀释100倍。在最大波长处测定其吸光度，根据比