萘系減水劑吸附與保塑性能的研究

混凝土外加劑是現(xiàn)代混凝土不可缺少的組分之一，是混凝土改性的一種重要方法和技術(shù)。本世紀60年代初，國外市場上出現(xiàn)了三種高效減水劑，它們是萘磺酸鹽甲醛縮合物、多環(huán)芳烴磺酸鹽甲醛縮合物和三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物。高效減水劑的應(yīng)用給混凝士帶來變革性變化，摻少量高效減水劑就可以配制高強混凝土和流態(tài) 混凝土。在與基準混凝上保持相同流動性時，摻高效減水劑可使混凝土的用水量減少18～25%，因此稱為“高效減水劑”。萘系高效減水劑是一種減水率高，緩凝和引氣作用極小的混凝土外加劑，化學(xué)名稱為聚次甲基萘磺酸鈉。

目前，在國內(nèi)外使用的高效減水劑中，除了萘磺酸鹽甲醛縮合物鈉鹽和三聚氰胺甲醛縮合物外，還有聚羧酸鹽共聚物、氨基磺酸鹽系、溶于堿不溶于水的有機共聚物、接支共聚物等新型高效減水劑。萘磺酸鹽甲醛縮合物鈉鹽由于成本相對較低，性能又能滿足普通混凝土及高性能混凝土的施工及應(yīng)用要求，是目前國內(nèi)應(yīng)用量最大的一種高效減水劑。在不改變混凝土施工性能的條件下，它能大幅度減少混凝土用水量，并顯著地提高混凝土的強度；或在不改變混凝土用水量的條件下，顯著地改變混凝土的工作性。

但是，萘系高效減水劑在混凝土的應(yīng)用中也存在適應(yīng)性的問題，特別是保塑性能不夠理想。目前，對其保塑性的分析和研究還沒有系統(tǒng)的理論解釋。大部分研究人員都是把萘系減水劑與其它外加劑進行復(fù) 配，然后測定水泥的凈漿流動度損失或混凝土坍落度損失以及其它的物理力學(xué)性能，而沒有從理論上進行系統(tǒng)的分析研究。萘系減水劑摻入水泥中，吸附在水泥的表面，吸附的結(jié)果使其表面能降低，因而產(chǎn)生一系列的表面效應(yīng)，從而起到分散水泥顆粒，減少水泥顆粒的凝聚的作用。而且，能使水泥存加水初期所形成的絮凝狀結(jié) 構(gòu)分散解體，從而將絮凝狀凝聚體內(nèi)的游離水釋放出來，達到減水的目的。

因此，我們從水泥對減水劑的吸附入手，找出吸附與減水劑減水之間的關(guān)系，并把它與混凝土的保塑性聯(lián)系起來；同時，確定萘系減水劑本身的結(jié)構(gòu)與吸附和保塑的關(guān)系。本課題選用了幾種有代表性的萘系高效減水劑，通過對其凈漿流動度、保塑性、吸附等性能方面的測試，分析測定了水泥漿體對其的吸附規(guī)律、組分中 Na_2SO_4含量、萘系高效減水劑的聚合度等因素，以及緩凝劑、膨脹劑、早強劑等對萘系減水劑吸附性能的影響，初步建立了組分、結(jié)構(gòu)與性能間的聯(lián)系，為保塑性產(chǎn)品的開發(fā)提供了重要的技術(shù)依據(jù)。同時，摘要還通過正交試驗對蔡系減水劑的縮合過程進行了優(yōu)選。這對于生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，提高蔡系減水劑的市場競爭力，促進外加劑的發(fā)展和蔡系減水劑在工程中的應(yīng)用以及提高工程質(zhì)量都具有重大的意義。