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1、第23卷第1期河北理工学院学报Vol.23No.12001年2月JournalofHebeiInstituteofTechnologyNov.2001文章编号:1007-2829(2001)01-0065-04减水剂对新拌混凝土表观粘度的影响机理卜景龙,傅翠晓(河北理工学院材料系,河北唐山063009)关键词:减水剂;新拌混凝土;表面粘度摘要:分析减水剂对新拌混凝土表观粘度的影响机理,指出减水剂是一种表面活性剂,它吸附在新拌混凝土的颗粒表面,降低颗粒表面自由能,增大电位,从而增大了新拌混凝土颗粒的分散性,降低了表观
2、粘度。另外,减水剂的掺入可使水泥颗粒湿润,可使水泥颗粒之间的滑动能力增强,因此降低了新拌混凝土的表观粘度。+中图分类号:TQ172.12文献标识码:A0引言随着混凝土减水剂的研究、生产及使用的迅速发展,减水剂对新拌混凝土的作用机理日益引起人们的重视。研究减水剂对新拌混凝土表观粘度的影响机理,有利于探讨减水剂对不同矿物组成及掺有不同混合材料混凝土的适应性,从而充分发挥减水剂的作用。[1]众多学者对新拌混凝土的流变学研究证明,它们都具有宾汉体的特征,其流变学方程为:=0+pD。其中,—剪切应力,0—剪切屈服应力
3、,p—粘度,D—剪切速率。因此,研究减水剂对新拌混凝土粘度的影响,可进一步了解混凝土的流变性,具有重要意义。1减水剂对新拌混凝土表观粘度的影响常用的混凝土减水剂有:木质素磺酸钙、MF减水剂、建1减水剂、NNO减水剂、三聚氰酰胺甲醛树脂等多种。[2]顾德珍曾对松香类引气减水剂对水泥砂浆流动度的影响机理作了研究。研究表明,水泥浆体是一种宾汉体,可以用剪切应力与粘度来表示其特征。他们用回转粘度计做了掺浓度分别为0.01%、1%的KF、Ⅲ-2、CON、木钙4种外加剂的水泥浆粘度实验(见表1)。实验结果表明,对水泥浆流变特性
4、的影响因外加剂类型的不同而异。高效减水剂能显著降低纯水泥浆的表观粘度,改善水泥浆的流变特性,使流动度增大、和易性改善,这与混凝土塌落度、砂浆流动度的试验结果一致。减水剂掺法不同,对新拌混凝土的表观粘度的影响不同,有实验证明,在保持砂浆配收稿日期:1999-11-19作者简介:卜景龙(1957-),男,河北唐山人,河北理工学院材料系副教授,学士。66河北理工学院学报第23卷表1各类外加剂的表观粘度(DS-1=15.89)外加剂掺量类别1%0.01%纯水泥浆25.725.7KF30.3523.57Ⅲ-16.6029.10
5、CON29.7830.0木钙20.7132.85NF17.7129.79合比为(W/C=0.05.S/C=2.0)、F剂掺量为0.25%不变的情况下,减水剂掺法明显影响砂浆的表观粘度,不同掺法下的表现粘度的顺序为:后分法<后掺法<同掺法<空白。这说明,后分法有一定的技术经济意义。减水剂的不同掺量对新拌混凝土表观粘度的影响不成比例。实验证明,在E剂掺量不太大的情况下,随着掺量的增加,表观粘度值降低不明显,所以,减水剂的掺入量与表观粘度的降低不成比例。加入量少时,表观粘度降低不明显,若加入量到一定程度后,表观粘度将有明显
6、的降低。对于普通减水剂,掺量不够多时,使新拌混凝土表观粘度值降低不明显,甚至可能增大,若用高效减水剂,能明显降低对新拌混凝土的表观粘度。2影响机理分析2.1吸附分散[3]减水剂是一种表面活性物质,表面活性剂在水溶液中分子能发生缔合而生成胶团,这是由分子的结构特点决定的,它的分子一般总是由非极性的亲油的碳氢键部分和极性的亲水基团组成的,形成不对称的结构,使得这种分子具有一部分可溶于水,而另一部分则易从水中逃出的双重性质。因此,它们在水溶液中就会相对于水介质以独特的定向排列,形成一定的组织结构,并表现出溶液的表面吸附和溶
7、液内部的胶团形成这两个重要特性。当与水泥拌和时,使水泥颗粒表面带上相同电荷,在电性斥力的作用下,水泥颗粒就不致聚集,而降低表观粘度。2.2湿润水泥加水拌和后,其颗粒表面被水所湿润,而湿润的状况对新拌混凝土的性质影响很大。由于湿润,使水泥颗粒表面自由能降低,使水泥颗粒有效地分散,有利于降低新拌混凝土的表观粘度。2.3润滑由于减水剂定向吸附后,极性水分子又以氢键形式与亲水基团缔合起来,因此这种氢第1期卜景龙,傅翠晓:减水剂对新拌混凝土表观粘度的影响机理67键缔合的作用力远远大于该分子与水泥颗粒间的分子引力(范德华力)。当
8、水泥颗粒表面-吸附足够的减水剂后,借助于R-SO3与水分子中氢键的缔合作用,再加上水分子间的氢键缔合,使水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂水膜,这层“空间壁障”阻止了水泥颗粒间的直接接触,并在颗粒间起润滑作用,使水泥颗粒更易分散,因而降低了表观粘度。[4]另外,减水剂的加入,一般伴随着引入一定量的微气泡(即使是非引气型的减水剂,也会引入少量微细气泡
