减水剂在水泥水界面的吸附现象

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1、万方数据2010年7月沈阳建筑大学学报(自然科学版)第26卷第4期JournalofShenyangJianzhuUniversity(NaturalScience)Jul．20lOV01．26。No．4文耄编号：1671-2021(20LO)04一0724一05减水剂在水泥一水界面的吸附现象赵苏1，于渤1，夏义兵2(1．沈阳建筑大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110168；2．北京市建筑工程研究院工程材料所，北京100039)摘要：目的研究水泥与减水剂在水介质中的一系列界面物理化学现象，分析水泥与减水剂的相互作用机理，确定系统中界面物理化学现象，指导混凝土外加剂的生产实

2、践．方法实验选用了萘系减水剂(UNF一5)、氨基磺酸盐系减水荆(AS)、聚羧酸系减水荆(PC—l，PC一2)4种减水剂和基准水泥，研究减水剂在水泥一水界面的吸附现象，通过吸附现象分析减水荆对水泥一水界面动电性质的改变，同时根据吸附量、f电位讨论减水剂对水泥净浆流动度的影响．结果在吸附平衡时，吸附量由大到小排列为UNF一5>AS>PC—l>PC一2．随着吸附量的增加，水泥颗粒表面‘电位随之增大，最终导致水泥净浆流动度也随着增大．结论减水剂在水泥一水界面的吸附等温线为双平台型(LS)，属于多分子层吸附．阴离子型减水荆皆会通过静电斥力使水泥颗粒得到分散，其中氨基磺酸盐系减水剂和

3、聚羧酸系减水剂通过静电斥力和空间位阻双重作用使水泥颗粒得到分散，从而使水泥的净浆流动度得到提高．关键词：减水剂；界面；吸附现象；分散中图分类号：TU528．042文献标志码：A减水剂以其独特的性能，已经成为混凝土中不可缺少的一个组分．减水剂的分散作用是通过吸附来实现的⋯．减水剂在水泥一水界面发生吸附现象后，改变了水泥颗粒的表面性质，包括颗粒表面的电荷分布、空间位阻等，导致水泥颗粒间作用力的变化，最终影响水泥颗粒在水中的分散性质忙J．所以研究减水剂在水泥一水界面的吸附现象具有重要意义．Jolicoeur等∞o认为外加剂分子上的一些极性基团通过库仑引力、氢键、络合等作用选择吸

4、附在水泥颗粒表面的活性点上，产生静电斥力或空间位阻，使颗粒分散性得以提高．Rossington．D．R【40曾计算过木钙在水泥矿物上的吸附，证明了木钙在水泥颗粒表面发生了多分子层吸附．胡晓波等口J通过对萘磺酸钠聚合物高效减水剂吸附量的计算，提出了其在水泥颗粒表面不是单分子层吸附的假设．王子明等帕。通过计算证明了脂肪族磺酸盐减水剂和萘系减水剂在水泥颗粒表面上的吸附特征都是多分子层吸附．随着氨基磺酸盐系减水剂和聚羧酸系减水剂的出现，发现这些新型减水剂在水泥颗粒上的吸附量小于萘系减水剂，而且水泥颗粒吸附这些新型减水剂后，其f电位的绝对值也小于萘系减水剂，但其减水分散能力却优于萘

5、系减水剂"-s]．这些革命性的变化引发了人们对于减水剂作用机理的进一步探讨．笔者对减水剂在水泥颗粒表面的吸附等温线进行深入研究，探讨其吸附现象产生的原因，并结合水泥颗粒f电位的变化，阐述减水剂在水泥一水界面的吸附现象对水泥分散性质的影响，为指导混凝土外加剂的生产实践做出贡献．1实验1．1原材料水泥：基准水泥；萘系减水剂(UNF一5)、氨基磺酸盐系减水剂(AS)、聚羧酸系减水剂(PC一1)皆来自北京市建筑工程研究院；聚羧酸系减水收稿日期：2009—10—30基金项目：辽宁省教育厅基金项目(2009S085)作者简介：赵苏(1965一)，女，教授，博士，主要从事材料化学和物理

6、化学的研究．万方数据第26卷赵苏等：减水剂在水泥一水界面的吸附现象725剂(PC一2)来自沈阳市东宝外加剂有限公司．1．2实验仪器和设备(①moiA浓浆电泳仪上海中晨数字技术设备有限公司．(劲54Pc紫外可见光分光光度计上海菁华仪器有限公司．(⑧TGL一16C台式离心机上海安亭科学仪器厂．(垄)JK99B型全自动张力仪上海中晨数字技术设备有限公司．1．3实验方法①吸附量的测定：采用JH754PC紫外可见分光光度计．吸附量用静态法测定，计算公式如下：F=—W0--—Wy．m式中：Wo和w分别为表面活性剂的初始质量浓度和达到吸附平衡后的质量浓度；V为溶液体积；m为固体水泥质量

7、．嘞电位的测定：采用JN01A浓浆电泳仪．根据水泥浆体的电导率、黏度、固体密度、液体密度和固体含量计算出水泥胶体的f电位，③水泥净浆流动度测试：掺减水剂的水泥净浆流动度测试按照GBT8077—2000(混凝土外加剂匀质性试验方法》中规定的方法进行．2实验结果及分析2．1减水剂在水泥颗粒表面的吸附量通过测定不同减水剂质量浓度下减水剂饱和吸附量并建立吸附等温线，进而了解减水剂的吸附机理．各种减水剂在水泥颗粒表面的吸附量见图1，水灰质量比为10：1．图1表示不同减水剂的平衡质量浓度与吸附量的关系．从图中可以看出，水泥颗粒表现出对减水