水剂是混凝土最常用的外加剂之一,其主要类型有:木质素磺酸盐类、三聚氰胺类、萘磺酸甲醛缩合物类、聚羧酸盐类和聚苯乙烯类。对各种不同种类减水剂的表面张力、活性物含量、吸附量和ζ电位等物化特性进行了测定,比较及分析了各种物化特性的作用机理。

这一理论主要适用于正处于开发阶段的新型高效减水剂———聚羧酸盐系减水剂. 该类减水剂结构呈梳形,主链上带有多个活性基团,并且极性较强,侧链也带有亲水性的活性基团. Collepar2di对氨基磺酸盐系(SNF) 和聚羧酸盐系(PC) 高效减水剂进行了比较,发现:在水泥品种和水灰比均相同的条件下,当

SNF 和PC 高效减水剂掺量相同时,水泥粒子对PC 的吸附量以及掺PC 水泥浆的流动性都大大高于掺SNF 系统的对应值. 但掺PC 系统的ξ电位绝对值却比掺SNF 系统的低得多,这与静电斥力理论是矛盾的. 这也证明PC 发挥分散作用的主导因素并不是静电斥力,而是由减水剂本身大分子链及其支链所引起的空间位阻效应. Uchikawa[25 ]的研究结果也表明,静电斥力理论适用于解释分子中含有—SO3- 基团的高效减水剂,如萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂等,而空间位阻效应则

适用于聚羧酸盐系高效减水剂.Christopher 等人[26 ]指出,具有大分子吸附层的球形粒子在相互靠近时,颗粒之间的范德华力是决定体系位能的主要因素. 当水泥颗粒表面吸附层的厚度增加时,有利于水泥颗粒的分散. 聚羧酸盐系减水剂分子中含有较多较长的支链,当它们吸附在水泥颗粒表层后,可以在水泥表面上形成较厚的立体包层,从而使水泥达到较好的分散效果.

6、混凝土减水剂的若干物化特性及其作用

各种不同类型的减水剂, 由于其各种物化特性的不同,因此在水泥浆中将起到各种不同的作用,表现出不同的分散效果及对水泥浆的流动性及其经时变化性起不同的影响。本文通过试验测定了目前国内常用的几种减水剂及笔者在试验室合成的几种反应高分子型减水剂的表面张力、活性物含量、吸附量、ζ电位等物化特性指标值, 进而对比及分析了其在水泥浆体中可能起到的不同的作用。

6．1表面张力的测定及分析

表面张力的测定方法很多, 常用的方法有毛细上升法、最大泡压法、滴重法、DuNouy吊环法、吊板法、静态法(包括悬滴法和躺滴法) 及动态法。

不同种类的几种减水剂溶液表面张力测定的结果列于表1。其中后三种产品为笔者在试验室合成的反应性高分子减水剂, 分别为马来酸酐- 甲基丙烯酸-苯乙烯磺酸钠共聚物、马来酸酐- 丙烯酸酰胺- 烯丙基磺酸钠共聚物、马来酸酐- 丙烯酰胺共聚物。由表1可以看出,木钙、木钠能显著降低水的表面张力,但萘系、马- 甲- 苯和马- 丙- 烯等减水剂几乎不降低水的表面张力。减水剂的表面张力与其引气性存在一元关系[3 ] ; 即起泡力小的减水剂几乎不降低水的表面张力。木钙和木钠在气- 液界面取向的能力强,具有一定的引气性,因此能显著降低水的表面张力,但在固- 液界面的取向能力较小, 不利于吸附在固体粒子表面

[4 ] , 因此, 分散性能不好; 笔者合成的某些减水剂也能降低水的表面张力, 但不象木钙和木钠降低的那么厉害, 其在气- 液界面的取向能力和在固- 液界面的取向能力差不多, 所以在固体粒子表面的吸附能力比木钙和木钠强, 故分散能力也比木钙和木钠要强;萘系、三聚氰胺、马- 甲- 苯、马- 丙- 烯等几乎不降低水的表面张力, 他们在气- 液界面的取向能力很小, 起泡作用很小, 对混凝土没有引气作用, 但他们具有强的固- 液界面取向能力,在水泥分散体系中,他们能吸附在水泥粒子表面上, 并形成带负电的强电场,使水泥絮凝体产生分散, 因此水泥浆体的流动性大大提高。

6．2活性物含量的测定及分析

称取待测试样约0.3g , 精确至0.0002g , 加少量蒸馏水微热使之溶解, 并稀释至500mL, 摇匀。准确吸取试样溶液25mL于250mL容量瓶中, 加次甲基蓝指示液 25mL , 蒸馏水10mL , 三氯甲烷15mL , 边摇边用C(C21H38 NBr) = 0.003mol/L新洁而美标准滴定溶液滴定, 近终点时, 剧烈振摇, 静置分层, 观察蓝色渐渐转移至上层水中,继续滴定至上下层颜色一致为终点。活性物含量( %) 按下式计算: