減水劑是如何改變混凝土強(qiáng)度的?減水劑改變混凝土強(qiáng)度的原理:減水劑可以放大混凝土用水的作用,從而可以代替部分混凝土用水,起到減水作用。我們知道,混凝土強(qiáng)度受水膠比的影響,水膠比越大,則強(qiáng)度越低,水膠比越小,則強(qiáng)度越高。如果我們?cè)诨炷林屑尤霚p水劑,同時(shí)減少用水量,保持流動(dòng)性不變,在膠凝材料用量不變的情況下,水膠比會(huì)減小,因此提高了混凝土的強(qiáng)度;如果在減少水的情況下,同時(shí)減少膠凝材料用量,保持水膠比和流動(dòng)性不變,則可以節(jié)約膠凝材料。減水劑的這種使用方法,正是利用了減水劑的性質(zhì),進(jìn)而改變了混凝土的配合比,從而可以提高混凝土強(qiáng)度或節(jié)約膠凝材料。聚羧酸系高性能減水劑產(chǎn)品市場(chǎng)前景廣闊。上海萘系減水劑
減水劑的作用機(jī)理:聚羧酸減水劑在水泥顆粒上形成吸附形式的主要物質(zhì)和分散型減水劑一般為陰離子表面活性劑,其分子結(jié)構(gòu)中含有許多活性基團(tuán),可吸附在水泥顆粒及其水合物上,形成一定厚度和一定吸附形式的吸附層,從而很大改變固液界面的物理化學(xué)性質(zhì)和顆粒間的作用力。水泥顆粒的分散性與其表面吸附的減水劑的形態(tài)、種類和分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。聚羧酸減水劑分子吸附在水泥顆粒表面后,其分支構(gòu)象與萘系減水劑不同,在水泥顆粒表面形成一層較厚的添加劑吸附層。高性能減水劑分子吸附后,水泥顆粒表面電位肯定值增大,增加了靜電斥力。同時(shí),聚合物本身構(gòu)成的吸附層也增加了水泥顆粒的靜電分散能力。聚合物的吸附層實(shí)際上向外推動(dòng)擴(kuò)散層的滑動(dòng)面,增加了相反符號(hào)離子與粒子表面的距離。因此,當(dāng)粒子相互靠近時(shí),雙電層的重疊范圍增大,粒子的靜電斥力增大。上海萘系減水劑在混凝土中加入高性能減水劑,可以將混凝土的強(qiáng)度提升至70%以上。
萘磺酸鹽減水劑:是我國較早使用的,是萘通過硫酸磺化,再和甲醛進(jìn)行縮合的產(chǎn)物,屬于陰離子型表面活性劑。該類減水劑外觀視產(chǎn)品的不同可呈淺黃色到深褐色的粉末,易溶于水,對(duì)水泥等許多粉體材料分散作用良好,減水率達(dá)25%。制備方法:萘磺酸鹽減水劑的合成路線如下:萘→磺化→水解→縮合→中和→過濾→干燥→產(chǎn)品。生產(chǎn)原料為萘,首先用濃硫酸進(jìn)行磺化反應(yīng),萘與硫酸的摩爾比為l:1.3一1.4。溫度為160—165℃,反應(yīng)時(shí)間為3h。然后將反應(yīng)物降溫到120℃進(jìn)行水解,此時(shí)13一萘磺酸穩(wěn)定,而d一萘磺酸易水解,從而降低了b一萘磺酸的量,以利于下一步的縮聚反應(yīng),水解時(shí)間約為30min。縮合反應(yīng)是b一萘磺酸鹽減水劑生產(chǎn)過程中的重要反應(yīng)。在一定溫度下,將磺化后的萘與甲醛進(jìn)行縮合形成高分子化合物。該步反應(yīng)強(qiáng)烈影響著產(chǎn)品的性能。為了找出較優(yōu)的工藝參數(shù),運(yùn)用均勻設(shè)計(jì)的方法,考察縮合時(shí)間、縮合溫度、甲醛與萘的配比3個(gè)因素對(duì)產(chǎn)品性能的影響。溫度的較優(yōu)條件為104℃;反應(yīng)時(shí)間的較優(yōu)條件為6h;甲醛用量的較優(yōu)條件為0.75;較大預(yù)期理論值為18.3。
減水劑潤(rùn)滑作用:減水劑中的親水基極性很強(qiáng),因此水泥顆粒表面的減水劑吸附膜能與水分子形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜,這層水膜具有很好的潤(rùn)滑作用,能有效降低水泥顆粒間的滑動(dòng)阻力,從而使混凝土流動(dòng)性進(jìn)一步提高??臻g位阻作用:減水劑結(jié)構(gòu)中具有親水性的支鏈,伸展于水溶液中,從而在所吸附的水泥顆粒表面形成有一定厚度的親水性立體吸附層。當(dāng)水泥顆粒靠近時(shí),吸附層開始重疊,即在水泥顆粒間產(chǎn)生空間位阻作用,重疊越多,空間位阻斥力越大,對(duì)水泥顆粒間凝聚作用的阻礙也越大,使得混凝土的坍落度保持良好。減水劑是配制商品混凝土不可缺少的外加劑。
減水劑木質(zhì)素磺酸鹽制備方法:對(duì)堿木質(zhì)素或硫酸鹽木質(zhì)素用酸化沉淀的方法將術(shù)質(zhì)素分離,再進(jìn)行磺化,在堿性介質(zhì)中生成木質(zhì)素磺酸鹽。堿法制漿黑液中的木質(zhì)素以堿木質(zhì)素形式存在。當(dāng)黑液中有效堿含量>1.14%,堿木質(zhì)素完全溶于黑液中,呈親水凝膠,不發(fā)生沉淀,而當(dāng)有效堿含量<0.71%時(shí),堿術(shù)質(zhì)素膠體部分受破壞,產(chǎn)生沉淀。由于堿木質(zhì)素親水基團(tuán)的存在,使黑液有一定活性,但效果不穩(wěn)定。因此,利用堿術(shù)質(zhì)素紙漿廢液生產(chǎn)減水劑,必須引入磺酸基、胺基、羧基等陰離子表面活性基團(tuán)進(jìn)行改性。木質(zhì)素易與亞硫酸、亞硫酸鹽等磺化劑發(fā)生反應(yīng)生成木質(zhì)素磺酸鹽。反應(yīng)原理是:亞硫酸與術(shù)質(zhì)素分子中的烯醇基加成引入磺酸基,引入磺酸基的試劑用Na2S03,由于Na2S03水解生成H2SO3,使加成反應(yīng)得以進(jìn)行,在堿性介質(zhì)中生成木質(zhì)素磺酸鹽。減水劑是如何改變混凝土強(qiáng)度的?上海萘系減水劑
聚羧酸減水劑有利于改善混凝土體積穩(wěn)定性和耐久性。上海萘系減水劑
目前在建筑施工中聚羧酸減水劑的使用還是比較普遍的,這是由于其產(chǎn)品性能可以提升建筑強(qiáng)度,提高工程的質(zhì)量,該品綠色環(huán)保,不易燃,不易爆,可以安全使用火車和汽車運(yùn)輸。聚羧酸減水劑在建筑施工中的優(yōu)勢(shì):1、堿含量和氯離子含量甚微,聚羧酸母液摻入后對(duì)鋼筋無銹蝕危害,對(duì)混凝土無不良影響。同時(shí)產(chǎn)品在低溫季節(jié)不鹽析、不結(jié)晶、使用方便。2、有利于改善混凝土拌合物的和易性、減少泌水,提高硬化混凝土的外觀質(zhì)量和耐久性能,尤其適用于清水混凝土工程中使用。3、用聚羧酸減水劑母液配制的混凝土即使在高坍落度情況下,也不會(huì)有明顯的離析、泌水現(xiàn)象,混凝土外觀顏色均一。用于配制高標(biāo)號(hào)混凝土?xí)r,混凝土工作性好、粘聚性好,混凝土易于攪拌。上海萘系減水劑
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