1、混凝土減水劑的作用原理:減水劑通常是一種表面活性劑,屬陰離子型表面活性劑。它吸附于水泥顆粒表面使顆粒顯示電性能,顆粒間由于帶相同電荷而相互排斥,使水泥顆粒被分散而釋放顆粒間多余的水分而產(chǎn)生減水作用。另一方面,由于加入減水劑后,水泥顆粒表面形成吸咐膜,影響水泥的水化速度,使水泥石晶體的生長(cháng)更為完善,減少水分蒸發(fā)的毛細空隙,網(wǎng)絡(luò )結構更為致密,提高了水泥砂漿的硬度和結構致密性。
2、混凝土緩凝劑的作用機理
多數有機緩凝劑有表面活性,它們在固-液界面上產(chǎn)生吸附,改變固體粒子表面性質(zhì);或是通過(guò)分子中親水基團吸附大量水分子形成較厚的水膜層,使晶體從相互接觸到屏蔽,改變了結構形成過(guò)程;或是通過(guò)其分子中的某些官能團與游離的Ca生成難溶性的鈣鹽吸附于礦物顆粒表面,從而抑制水泥的水化進(jìn)程,起到緩凝效果。大多數無(wú)機緩凝劑能與水泥生成復鹽(如鈣礬石),沉淀于水泥礦物顆粒表面,抑制水泥水化。緩凝劑的機理較為復雜,通常是以上多種緩凝劑機理綜合作用的結果
3、混凝土早強劑的作用機理
早強劑按照其化學(xué)成分的不同,分為有機和無(wú)機兩類(lèi)。有機為甲酸鈣、三乙醇胺、三異丙醇胺、尿素等;無(wú)機有硫酸鹽、氯鹽等。不同早強劑的作用原理并不相同。
a、硫酸鹽早強劑:如無(wú)水硫酸鈉,溶解于水中與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣作用,生成氧化鈣和硫酸鈣。這種新生成的硫酸鈣的顆粒極細,活性比摻硫酸鈣要高的多,因而與C3A反應生成水化硫鋁酸鈣的速度要快得多。而氫氧化鈉是一種活性劑,能夠提高C3A和石膏的溶解度,加速水泥中硫鋁酸鈣的數量,導致水泥凝結硬化和早期強度的提高。但是硫酸鹽早強劑對混凝土中的鋼筋有一定的腐蝕作用,包括氯鹽的早強劑,而且衰減水泥砂漿后期的強度,所以現在的氯鹽、硫酸鹽早強劑的用量逐漸減少。
b、甲酸鈣是一種對鋼筋無(wú)任何侵蝕性作用的添加劑,它的分子式為C2H2CaO4 它主要是加速水泥中硅酸三鈣的水化,增加水泥砂漿的早期強度。甲酸鈣對水泥砂漿強度的影響主要取決于水泥中硅酸三鈣的含量。硅酸三鈣少,其早強效果就好,它不會(huì )衰減水泥砂漿的后期強度,而且在低溫下有一定的防凍性。
4、混凝土引氣劑的作用機理
1) 界面活性作用:攪拌混凝土過(guò)程中加入引氣劑后,在水泥水空氣體系中,引氣劑分子很快吸附在各相界面上。在水泥水界面上,形成憎水基指向水泥顆粒,而親水基指向水的單分子(或多分子)定向吸附膜;在氣泡膜(也即水-氣界面)上,形成憎水基指向空氣,而親水基指向水的定向吸附層。由于表面活性劑的吸附作用,大大降低了整個(gè)體系的自由能,使得在攪拌過(guò)程中,容易引入小氣泡。
2) 起泡作用:泡可分為氣泡、泡沫和溶膠性氣泡三種?;炷林械呐輰儆谌苣z性氣泡。清凈的水不會(huì )起泡,即使在劇烈攪動(dòng)或振蕩作用下,使水中卷入攪成細碎的小氣泡而混濁,但靜置后,氣泡立即上浮而破滅。但是當水中加入引氣劑后,經(jīng)過(guò)振蕩或攪動(dòng),便引入大量氣泡。其原因是:液體表面具有自動(dòng)縮小的趨勢,而起泡是一種界面面積大量增加的過(guò)程,在表面張力不變的情況下,必然導 致體系自由能大大增加,是熱力學(xué)不穩定的系統,會(huì )導致氣泡縮小、破滅。但在引氣劑存在的情況下,由于它能吸附到氣-液界面上,降低了界面能,即降低了表面張力,因而使起泡較容易。
3)穩泡作用:將有些表面活性劑加入混凝土中,在攪拌過(guò)程中也能引入大量微小氣泡,但是當將混凝土靜置一定時(shí)間,或經(jīng)過(guò)運輸、裝卸、澆注后,混凝土的含氣量卻大大下降,大部分氣泡都溢出消失了,而引氣劑則不同,摻入后,不但 能使混凝土在攪拌過(guò)程中引入大量微小氣泡,而且這些氣泡能較穩定地存在,這是使硬化混凝土中存在一定結構的氣孔的重要保證。
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