泵送劑與摻量.doc

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1、減水劑和泵送劑的臨界摻量2009-11-0509:59:36作者：zgjsjwcom來源：瀏覽次數(shù)：157網(wǎng)友評(píng)論0條??????????K——德拜-黑格爾常數(shù)，雙電層厚度的倒數(shù)，離子濃度的函數(shù)；???????????H———哈馬克常數(shù)；????[摘要]　本文根據(jù)對(duì)減水劑研究、開發(fā)和應(yīng)用中的體會(huì)并結(jié)合國內(nèi)外的研究資料，從理論和實(shí)踐上對(duì)臨界摻量問題加以分析和評(píng)價(jià)。0　前言???混凝土減水劑和泵送劑具有減水、增強(qiáng)、改善工作性和提高耐久性的良好作用，在現(xiàn)場攪拌和預(yù)拌混凝土中得到越來越廣泛的應(yīng)用。對(duì)于減水劑沒有深

2、入研究的工程技術(shù)人員，總以為減水劑和泵送劑摻量越大效果越佳，所以在應(yīng)用高強(qiáng)、大流動(dòng)性混凝土?xí)r為了得到更大流動(dòng)性混凝土，將減水劑和泵送劑的摻量提的很高，而結(jié)果適得其反，混凝土性能不僅沒有提高，反而產(chǎn)生一些副作用，也浪費(fèi)了減水劑、泵送劑和提高了成本。這主要是不了解減水劑和泵送劑有個(gè)臨界摻量問題。作者根據(jù)對(duì)減水劑和泵送劑的研究、開發(fā)、應(yīng)用中的體會(huì)并結(jié)合國內(nèi)外的研究資料，從理論和實(shí)踐上對(duì)此問題加以分析。1　臨界摻量的概念????混凝土外加劑是指在混凝土拌和時(shí)或拌和前摻入的，摻量不大于水泥重量5%（特殊情況除外），

3、并能對(duì)混凝土的性能按要求而改善的產(chǎn)品。按其改性功能可分為改善混凝土拌合物流變性能；調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)硬化性能；改善混凝土耐久性能；為混凝土提供特殊性能等四類。對(duì)于各種外加劑可能具有一種功能或數(shù)種功能。作為減水劑或泵送劑，其作用是：在和易性不變下，可減水，從而提高混凝土強(qiáng)度；在水灰比不變下，使坍落度增大100mm～200mm，從而滿足施工工藝的要求；在強(qiáng)度不變下，降低單位水泥用量10%～20%。外加劑功能的多少和大小，主要由其品質(zhì)和摻量所決定。當(dāng)品質(zhì)一定時(shí)，主要由摻量決定。????混凝土外加劑對(duì)混凝土的改性功能

4、，并不是隨著摻量的增大而增大，當(dāng)外加劑摻量超過某一數(shù)值后，改性作用不再增加，或者對(duì)性能產(chǎn)生副作用。各種文章、資料對(duì)于這個(gè)點(diǎn)的命名和提法不一，有的稱為平衡點(diǎn)，有的稱為飽和點(diǎn)，也有的稱為極限摻量。我們延伸、引用吳中偉教授關(guān)于養(yǎng)護(hù)的臨界初始結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的概念（它是指在一定養(yǎng)護(hù)制度下，能使殘余變形最小，并獲得最大密實(shí)度及最高強(qiáng)度的最低初始結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）以及混凝土冬期施工臨界強(qiáng)度的概念（它是指新澆混凝土達(dá)到某一強(qiáng)度時(shí)，遭至凍結(jié)，但恢復(fù)正溫養(yǎng)護(hù)后，混凝土的后期強(qiáng)度還能增大，并達(dá)到一數(shù)值要求）。因此，混凝土外加劑臨界摻量定義為

5、：在一定的原材料、配比和環(huán)境條件下，摻加某種外加劑的數(shù)量，使混凝土或其拌合物的一種或多種性能達(dá)到最大效果，再摻加則效果不增加，甚至使某些性能變壞，這一摻量為臨界摻量。所以，水泥顆粒之間相互作用的總電勢(shì)能為???可以看到：當(dāng)粒子間距較大或較小時(shí)，粒子以相互吸引為主，范德華引力占主導(dǎo)。在中間狀態(tài)時(shí)，則要考慮斥力和引力的共同作用。在總的電位能曲線上有兩個(gè)極小值，較深的一個(gè)稱作第一極小值，較淺的稱作第二極小值，表明了粒子間距較大和粒子間距較小時(shí)，范德華引力占優(yōu)勢(shì)。在總的電位能曲線上，還有一個(gè)極大值Vb稱作位能勢(shì)壘

6、。??粒子布朗運(yùn)動(dòng)平均位能為3/2·KT。溶膠粒子熱運(yùn)動(dòng)能量與位能曲線上兩個(gè)極小值和位能勢(shì)壘的大小相比較，如果位能勢(shì)壘比熱運(yùn)動(dòng)能小，即Vb<3/2·KT，或者由于固體表面電位ψ比較低，或電解質(zhì)濃度ε比較小，或哈馬克常數(shù)H比較大等各種原因，而使總電位能曲線上沒有位能勢(shì)壘，由于引力，膠粒就要互相粘結(jié)，直到第一極小值，此時(shí)發(fā)生膠體聚結(jié)。????加入表面活性物質(zhì)的外加劑后，由于外加劑含有可電離的基因，水泥顆粒間雙電位斥力增加；外加劑含有吸附層使哈馬克常數(shù)大大地減小，導(dǎo)致水泥顆粒間范德華引力減弱；外加劑大分子物質(zhì)吸

7、附在水泥顆粒表面，高分子鏈伸入到介質(zhì)中，當(dāng)水泥顆粒彼此靠近時(shí)，引起這些鍵之間產(chǎn)生相互作用，同時(shí)伴隨著熵的減少，則斥力位能VR增加，總的位能V總升高，因而位能勢(shì)壘也增加，使水泥顆粒間要達(dá)到凝聚必須克服更高的位能勢(shì)壘，因而在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。?2　減水劑（泵送劑）臨界摻量機(jī)理2．1　減水劑的減水機(jī)理????DLVO理論（憎水性膠體安定性理論）影響混凝土流動(dòng)性最基本的組分是水泥漿體。它是濃稠的分散體系，在其中的分散相——水泥顆粒具有相當(dāng)大的比表面積即具有較大的界面自由能，為降低它就要從溶液中吸收

8、種種物質(zhì)。減水劑之類的有機(jī)化合物一經(jīng)吸附到水泥顆粒表面，便形成擴(kuò)散雙電層，ξ電位發(fā)生變化，顆粒間靜電斥力作用使顆粒趨向分散而難以凝聚，釋放出凝聚結(jié)構(gòu)中的水，達(dá)到減水或增大流動(dòng)性的作用。????分散體系中的分散相——水泥顆粒眾多，顆粒之間還受到范德華引力的作用，使水泥顆粒趨向凝聚。???因此，兩個(gè)顆粒之間的總電位V總由靜電斥力電位VR和范德華引力電位VA構(gòu)成。???????????????????????????V總=VR+VA