_硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附量及吸附动力学的影响

聚羧酸减水剂受骨料吸附情况摘要：聚羧酸减水剂是一种基于萘系减水剂和三聚氰胺减水剂所产生的新型高效减水剂，其具有绿色环保、不易燃、不易爆等优秀特性，可应用于公路、桥梁、隧道、建筑等工程，在发挥良好减水性能的同时提升混凝土材料的工作性能、力学性能和耐久性能，以此确保工程施工的总体质量。

关键词：聚羧酸减水剂；大吸水率石粉；层状膨润土在实际聚羧酸减水剂使用过程中，骨料会影响聚羧酸减水剂对于胶凝材料的分散效果，从而降低混凝土的工作性能。

在此背景下，以大吸水率石粉（LBSP）和层状膨润土两种大吸水率粗骨料为依托，本文研究了聚羧酸减水剂PCE-1对两种吸附性粉体的吸附行为，分析聚羧酸减水剂与多孔层状骨料的适应性问题，有效为混凝土配制中聚羧酸减水剂的使用提供指导，改善混凝土配制强度，确保工程施工质量。

1大吸水率石粉对聚羧酸减水剂吸附性能的影响1.1试验材料与方法⑴材料本试验采用密度为2581，吸水率为3.1%的碎石作为原材料，经过200目筛粉碎研磨，并于105℃环境下干燥2d，制取大吸水率石粉，其表面积为4.58，平均粒径为，需水比为96，主要成分为。

同时，使用聚羧酸减水剂PCE-1，由我司生产。

⑵方法为检测聚羧酸减水剂的吸附量，采用总有机碳分析仪TOC进行试验。

首先，在配制聚羧酸减水剂溶液的基础上测定TOC值，形成标准方程；其次，称取5g大吸水率石粉放置于锥形瓶内，借助移液管将50ml不同浓度PCE溶液倒入烧杯，待利用恒温水浴锅加热至目标温度后将其倒入锥形瓶内；最后，密封锥形瓶，放置于恒温水浴锅内进行磁力搅拌，于不同吸附时间取混合液，并在10000rpm转速离心分离10min对上清液进行TOC测试。

其中，吸附量计算按照下式：式中：为聚羧酸减水剂的吸附量，单位为mg/g；为减水剂吸附前后的浓度，单位为mg/L；V为溶液体积，单位为L；m为粉体颗粒质量，单位为g。

同时，吸附时间为0~120min，于不同时间段取样测试吸附量，得到吸附动力学曲线；于不同吸附温度下取样测试吸附量，得到吸附热力学曲线。

韩松：碱金属硫酸盐与减水剂对水泥浆体抗泌水能力的影响泌水直接影响新拌混凝土的均匀性。

现有水泥与减水剂的相容性研究认为，泌水问题是相容性差的表现之一[1]。

然而产生泌水的机理较为复杂，影响因素众多，现有研究依据工程经验，提出了水泥浆体泌水改善措施[2]，但较少深入探讨泌水的机理和影响因素。

减水剂与水泥的相容性研究中，也较少涉及泌水问题[3]，使得泌水成为相容性研究中一个较为薄弱的部分[4]。

因此，需要深入探讨泌水现象的机理及其影响因素。

文献[5–6]中提出加入少量碱金属硫酸盐能够改善浆体的泌水现象，但其作用机制尚不明确。

自由溶液量可以作为一个较好表示水泥浆体泌水程度的指标[7]。

在水胶比不变的情况下，水泥浆体内部的自由溶液量越少，表明水泥颗粒表面的吸附水和结合水的量越大，浆体的保水能力越强，泌水的风险也会随之降低。

水量的增加对改善水泥浆体的流动性能也有较大帮助。

自由溶液量对新拌浆体的多方面性能产生显著的影响[8–10]。

更有研究者在自由溶液量模型的基础上，通过建立水膜平均厚度与流变性能的关系，对基于自由溶液量评价浆体保水性能的方法予以支持[11]。

碱金属硫酸盐对新拌浆体的流动性能和减水剂与水泥的相容性有显著影响[12]。

现有研究在讨论相容性问题时大多使用“可溶性碱含量”这一概念[13]。

可溶性碱的主要作用都是通过碱金属的硫酸盐实现的[14]，NaCl、KCl等碱金属氯盐对相容性的影响远小于Na2SO4和K2SO4。

碱金属硫酸盐通过快速溶出硫酸根离子，对减水剂的吸附作用和水泥颗粒的表面特性产生影响，进一步影响新拌浆体的多方面性能。

为此，研究碱金属硫酸盐对掺有萘系和聚羧酸系减水剂的水泥浆体的抗泌水性能的影响，通过自由溶液量和浆体zeta电位测量，确定水泥浆体的保水能力和水泥颗粒之间作用力随碱金属硫酸盐和减水剂掺量的变化规律，探讨浆体抗泌水能力变化的机理。

1 实验混凝土的水灰比为0.29。

减水剂掺量参照减水剂在浆体中的饱和掺量[15]，从0至2倍饱和掺量均匀取值。

外加硫酸盐对外加剂性能的影响摘要：随着高性能混凝土的不断发展，外加剂成为提高混凝土性能必不可少的组份。

近年随着外加剂技术的发展发现外加剂的性能受许多因素的影响，其中水泥中硫酸盐含量对外加剂的性能影响很大，特别是聚羧酸系减水剂对此更是敏感。

本文通过在试验中外加硫酸盐的方法研究硫酸盐形态及含量对几种减水剂性能的不同影响，结果发现可溶性硫酸盐对所选定外加剂的性能影响非常明显，而石膏(难溶硫酸盐)对这几种外加剂几乎没有什么影响。

关键词：硫酸盐聚羧酸高效减水剂Abstract: With the development of high performance concrete becoming more and more deeply, admixture becomes necessary to improve the properties of concrete. In recent years, with the development of admixture technology, the properties is influenced by several parameters. Especially the sulfates content in the cement is critical, it seems to be much more sensitive to polycarboxylate superplasticizer. In this work, sulfates are added into the cement—admixture system to evaluate the influence of the sulfates type and content. Results of the study highlight the properties of admixture are strongly influenced by the soluble sulfates while it doesn’t seem to be sensitive to gypsum.Key words: sulfates, polycarboxylate, superplasticizer0.引言今天，聚羧酸系高效减水剂在混凝土中得到越来越广泛的应用，作为第三代减水剂聚羧酸减水剂有自己独特的优势：①拥有更高的减水率，②能保证混凝土在极低水胶比(＜0.25)下保持较好的工作性。

聚羧酸减水剂分子结构对吸附和水化性能影响研究方云辉【摘要】采用红外光谱、颗粒电荷密度测试对不同类型的聚羧酸减水剂进行化学结构表征,结果表明,KZJ-1为高电荷密度长主链短支链结构,KZJ-2和KZJ-3为低电荷密度短主链长支链结构.通过净浆、混凝土试验评价减水剂的性能,通过吸附量、水化热测试等对微观机理进行分析,当减水剂掺量>0.013时,3种聚羧酸减水剂的吸附量大小依次为KZJ-2>KZJ-1>KZJ-3,同时掺KZJ-2和KZJ-3能加速水泥早期的水化,明显缩短诱导期,促进C3A的水化,加快AFt的生成,能够缩短初凝时间.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2018(045)011【总页数】4页(P14-17)【关键词】聚羧酸减水剂;凝胶色谱;颗粒电荷;吸附量;水化热【作者】方云辉【作者单位】科之杰新材料集团有限公司,福建厦门 361199【正文语种】中文【中图分类】TU528.042+.2不同施工条件对混凝土有不同的性能需求，其中具有早强功能的聚羧酸能促进水泥水化，加快混凝土强度发展的速度，能有效地解决在冬季施工低温环境或使用大掺量矿物掺合料时过程中出现的强度发展缓慢、混凝土冻害等问题，加快施工进度；对于预制混凝土来说，能提高其早期强度发展速率，加快模板的周转率[1-4]。

然而聚羧酸分子结构中含有羧基、羟基等基团，具有一定的缓凝效果，从而限制了工程的应用。

为提高混凝土的早期强度，一般采用提高水泥用量或标号、降低混凝土水胶比、减少矿物掺合料等技术措施。

近年来，具有早强功能的聚羧酸的研究成为热点，从聚醚大单体结构的设计，到聚羧酸合成时各种类型的不饱和小单体广泛应用，以及各种无机及有机复配原材料的使用，都取得长足的进展。

当溶液中存在减水剂时，水泥颗粒表面由于吸附减水剂的阴离子基团而带有相同的负电荷，因而在混凝土固-液-气多项分散的体系中，粒子的界面上会产生双电层，双电层的存在使带同种电荷的粒子相互排斥，从而提高分散体系的稳定性。

聚羧酸减水剂浓度控制聚羧酸减水剂是一种在建筑材料中被广泛应用的化学添加剂，它能够有效地降低混凝土的凝结时间并提高其流动性。

在建筑工程中，聚羧酸减水剂的浓度控制对于保证混凝土的性能和施工质量至关重要。

在本文中，我将深入探讨聚羧酸减水剂浓度控制的几个方面，并分享一些个人的观点和理解。

一、聚羧酸减水剂的作用聚羧酸减水剂是一种具有高分散性和保水性的化学物质，它能够在混凝土中形成强大的吸附力，将水分分散并保持在混凝土中。

聚羧酸减水剂还能与水泥颗粒表面发生化学反应，改变其电荷状态，从而达到减水的效果。

通过控制聚羧酸减水剂的浓度，可以调节混凝土的流动性和凝结时间，以满足不同施工要求。

二、浓度控制的重要性聚羧酸减水剂的浓度控制对混凝土的性能和施工质量有着直接的影响。

如果浓度过低，那么减水效果将不明显，混凝土的流动性和可塑性不足，难以保证施工质量。

而浓度过高，则会导致混凝土流动性过大，易于出现分层和渗水现象，从而影响混凝土的强度和耐久性。

合理控制聚羧酸减水剂的浓度对于保证混凝土的性能和施工质量至关重要。

三、浓度控制的方法控制聚羧酸减水剂的浓度可以采用两种方法：实验室试验和现场试验。

实验室试验是在试验室条件下进行的，通过添加不同浓度的聚羧酸减水剂到混凝土中，并进行相应测试，来确定最佳浓度范围。

现场试验是在实际施工现场进行的，通过逐步增加或减少聚羧酸减水剂的投入量，并观察混凝土的流动性和凝结时间，来确定最佳浓度。

这两种方法可以相互补充，确保聚羧酸减水剂的浓度能够在合理范围内控制。

四、聚羧酸减水剂浓度控制的注意事项在进行聚羧酸减水剂的浓度控制时，需要注意以下几点：1. 混凝土的配合比：混凝土的配合比是控制聚羧酸减水剂浓度的基础，需要根据具体的项目要求进行设计。

合理的配合比可以使聚羧酸减水剂充分发挥作用，提高混凝土的性能。

2. 聚羧酸减水剂的类型和性能：不同类型和品牌的聚羧酸减水剂具有不同的性能和适用范围，需要根据具体情况选择合适的减水剂。

水泥与聚羧酸系高性能减水剂适应性影响因素分析发布时间：2022-08-01T02:34:28.119Z 来源：《建筑实践》2022年第6期作者：刘勇刘思远[导读] 减水剂是一种非常重要的混凝土外加剂刘勇刘思远山东科润赢新材料科技有限公司，山东济南251601摘要：减水剂是一种非常重要的混凝土外加剂，其主要作用是有效降低混凝土的水灰比组成。

作为一种高效减水剂，它不仅要简化施工过程，而且要显著提高混凝土的力学性能。

高效减水剂可以使高性能混凝土的配制成为可能。

分析了影响水泥与聚羧酸减水剂适应性的因素。

关键词：水泥和聚羧酸系列；高性能减水剂；适应性影响因素；分析研究1减水剂的发展历程混凝土性能的好坏取决于各种外加剂的发展，尤其是高性能减水剂的发展。

到目前为止，减水剂的发展可分为三个阶段：第一阶段是以香菇磺酸盐系列和腐殖酸盐为代表的减水剂，第二阶段是以萘系和三聚氰胺系为代表的减水剂。

21世纪出现了第三代聚羧酸高效减水剂。

该高效减水剂可与其他高效减水剂配合使用，获得高性能混凝土。

与前两代减水剂相比，高性能聚羧酸减水剂表现出优异的性能，广泛应用于建筑工程领域，进入黄金发展期。

代表了目前混凝土外加剂领域的发展方向。

第一阶段减水剂的缺点是减水率相对较低，常用于强度等级较低的混凝土中，如果用量过高，可能会导致空气延迟和凝结时间延长，甚至出现不凝结现象。

此外，过多的引风也会影响混凝土的强度，容易引发工程事故，尤其是在冬季施工时应特别注意缓慢凝结引风对混凝土的影响。

第二阶段减水剂的减水率很高，但没有任何副作用，例如阻碍空气的引入，即使是在没有太大影响的情况下过量添加混凝土性能。

但需要注意的是，萘系减水剂会导致混凝土坍落度损失过快过大，给高性能混凝土的制备和萘系减水剂的生产带来极大不便，因为原料萘容易升华，甲醛挥发等原因会对环境造成不良影响。

2影响水泥与聚羧酸高性能减水剂适应性的因素2.1水泥的矿物组成水泥的主要矿物成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铝铁四钙。

第１６卷第３期２０１３年６月建筑材料学报ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＢＵＩＬＤＩＮＧ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＶｏｌ．１６，Ｎｏ．３Ｊｕｎ．，２０１３　收稿日期：２０１２－０１－０９；修订日期：２０１２－１０－０８基金项目：北京市教育委员会科技成果转化和产业化项目（ＰＸＭ２０１３－０１４２１０－００００８２）第一作者：刘娟红（１９６６—），女，江苏苏州人，北京科技大学教授，博士生导师，博士．Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｕａｎｈｏｎｇ１９６６＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ文章编号：１００７－９６２９（２０１３）０３－０４１０－０６硫酸盐对聚羧酸减水剂分散性能的影响刘娟红１，　宋少民２，　高　霞１，　杨文烈３（１．北京科技大学土木与环境工程学院，北京１０００８３；２．北京建筑工程学院土木与交通工程学院，北京１０００４４；３．重庆大业混凝土有限公司，重庆４０８０００）摘要：在胶凝材料中掺入不同类型的硫酸盐，采用净浆流动度、总有机碳（ＴＯＣ）及ζ电位等试验，研究了硫酸盐种类及其掺量对不同结构聚羧酸减水剂分散性能的影响，探讨了硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性能的机理，并提出改善措施．结果表明：二水硫酸钙掺量达到胶凝材料质量的３．６％以上时，对不同结构聚羧酸减水剂的减水效果均有所降低．硫酸钠掺量对质量不同结构聚羧酸减水剂的净浆流动度均有很大影响，当其掺量为胶凝材料质量的１％时，相应浆体基本失去流动性；硫酸钠掺量为胶凝材料质量的３％时，溶液中有机碳的含量降低了２３％；硝酸钡的加入能使溶液中的有机碳含量基本恢复到未掺硫酸钠时的程度，流动度得到改善．电泳试验表明：硫酸钠的加入对浆体ζ电位有很大影响，其掺量越高，ζ电位绝对值愈小，分散性愈差；当加入硝酸钡后，浆体ζ电位绝对值有较大提高．关键词：硫酸盐；聚羧酸减水剂；竞争吸附；总有机碳；ζ电位中图分类号：ＴＵ５２８．２ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９６２９．２０１３．０３．００６Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｓｕｌｆａｔｅ　ｏｎ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　ＳｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒＬＩＵ　Ｊｕａｎ－ｈｏｎｇ１，　ＳＯＮＧ　Ｓｈａｏ－ｍｉｎ２，　ＧＡＯ　Ｘｉａ１，　ＹＡＮＧ　Ｗｅｎ－ｌｉｅ３（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　ａｎｄ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４４，Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｄａｙｅ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０８０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｕｌｆａｔｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｕｓｅ　ｌｅｖｅｌ　ｏｎ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ　ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｔｈｅ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｓｕｌｐｈａｔｅ　ｆｏｒｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ　ｗａｓ　ｅｘｐｌｏｒｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗａｓ　ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｌｕｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｐａｓｔｅ，ｔｏｔａｌ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｃａｒｂｏｎ（ＴＯＣ）ａｎｄζｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆｓｕｌｐｈａｔｅ　ａｄｄｅｄ　ｉｎ　ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｄｅｈｙｄｒａｔｅ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｓｕｌｐｈａｔｅ　ｗｏｕｌｄ　ｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　ｔｈａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ　ｃａｎ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｕｓｅｌｅｖｅｌ　ｏｆ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｄｉｈｙｄｒａｔｅ　ｓｕｌｐｈａｔｅ　ｒｅａｃｈｅｄ　ａｂｏｖｅ　３．６％ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｍａｓｓ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｔｈｅ　ｕｓｅｌｅｖｅｌ　ｏｆ　Ｎａ２ＳＯ４ｈａｖｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｉｍｐａｃｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｌｕｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｅｍｅｎｔ　ｐａｓｔｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅｓｅ　ｔｈｒｅｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｋｉｎｄｓｏｆ　ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ　ａｄｄｅｄ；ｔｈｅ　ｃｅｍｅｎｔ　ｐａｓｔｅ　ｌｏｓｅｓ　ｉｔｓ　ｆｌｕｉｄｉｔｙ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｌｅｖｅｌ　ｒｅａｃｈｅｓ　１％ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｍａｓｓ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　Ｎａ２ＳＯ４ｒｅａｃｈｅｓ　３％ｏｆ　ｇｅｌｌｅｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＴＯＣ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｄｅｃｒｅａｓｅｓ　ｂｙ　２３％．Ｔｈｅ　ａｄｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂａ２ＮＯ３ｃｏｕｌｄ　ｍａｋｅ　ＴＯＣ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅｅｘｔｅｎｔ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｍｉｘｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｎａ２ＳＯ４，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｌｕｉｄｉｔｙ　ａｌｓｏ　ｗｏｕｌｄ　ｇｅｔ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｄｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｓｕｌｐｈａｔｅ　ｈａｓ　ｇｒｅａｔ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｔｈｅζｐｏｔｅｎｔｉａｌ，ｔｈｅ　ｍｏｒｅ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｌｅｖｅｌ，ｔｈｅ　ｓｍａｌｌｅｒ　ｔｈｅ　ａｂｓｏｌｕｔｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆζｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｏｏｒｅｒ　ｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ．Ｗｈｅｎ　Ｂａ２ＮＯ３ｉｓ　ａｄｄｅｄ，ｔｈｅ　ａｂｓｏｌｕｔｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆζｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｗｏｕｌｄ　ｂｅ　ｒａｉｓｅｄ　ａ　ｌｏｔ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｕｌｆａｔｅ；ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｅｒ；ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｔｏｔａｌ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｃａｒｂｏｎ（ＴＯＣ）；ζｐｏｔｅｎｔｉａｌ　第３期刘娟红，等：硫酸盐对聚羧酸减水剂分散性能的影响 聚羧酸减水剂因具有优异的减水分散性能，在较低用量时便可使低水胶比的新拌混凝土保持流动性，因而是高强和高流动性混凝土外加剂的重要组成部分．但理论研究与工程应用均表明，聚羧酸减水剂与混凝土组成材料存在不相容性，在某些情况下，聚羧酸减水剂会出现分散效果差、混凝土坍落度损失快等［１－４］现象，而且对硫酸盐掺量和碱含量不同的水泥，都会表现出不同的作用效果［５－８］．当水泥、矿物掺和料中存在硫酸盐时，聚羧酸减水剂的不相容性问题显得尤为突出．针对这种“不相容性”，Ｙａｍａｄａ等［９］描述为：聚羧酸盐的吸附作用受到胶凝材料中硫酸根离子的影响，吸附量随着硫酸根离子掺量的增加而减少，故导致了一种“竞争吸附”．当可溶性的硫酸盐掺量增加时，聚羧酸盐将发生“解吸附”作用，从而导致水泥奖体流动性降低．一些学者讨论了不同类型的硫酸盐对聚羧酸竞争吸附的影响，但就不同结构聚合物对硫酸盐－聚羧酸减水剂竞争吸附的研究很少．鉴于减水剂对水泥混凝土分散性能的影响主要通过改变水泥浆体的流变性能而起作用，本文通过在粉煤灰中外掺不同类型的硫酸盐，采用净浆流动度、总有机碳（ＴＯＣ）及ζ电位等试验研究了硫酸盐的种类及其掺量对不同结构聚羧酸减水剂分散性能的影响，并探讨了硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性能的机理．１　试验１．１　原材料北京水泥厂产金隅Ｐ·Ｏ　４２．５水泥，主要物理性能见表１；Ⅲ级粉煤灰：烧失量３．８２％，需水量比１０２．３％，细度２９．４％；西卡Ｓｉｋａ　Ｖｉｓｃｏｃｒｅｔｅ－２２５Ｐ高性能超塑化剂（改性聚羧酸，以下简称西卡改性聚羧酸）；北京中砼冠疆新航建材有限公司产酯类聚羧酸减水剂（甲基丙烯酸酯型）以及醚类聚羧酸减水剂（烯丙基醚型）；硫酸钠、二水硫酸钙、硝酸钡等均为分析纯．表１　水泥的主要物理性能Ｔａｂｌｅ　１　Ｍａｉｎ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔＳｅｔｔｉｎｇ　ｔｉｍｅ／ｍｉｎ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ／ＭＰａ　Ｆｌｅｘｕｒａｌ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ／ＭＰａＩｎｉｔｉａｌ　Ｆｉｎａｌ　３ｄ２８ｄ３ｄ２８ｄＦｉｎｅｎｅｓｓ（ｂｙｍａｓｓ）／％Ｗａｔｅｒ　ｄｅｍａｎｄ　ｆｏｒｎｏｒｍａｌ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ（ｂｙ　ｍａｓ）／％１４３　２１４　２５．６　５１．３　６．２　８．６　３．０　２７．７１．２　试验方法水泥净浆流动度依照ＧＢ　８０７７—２０００《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行测试．聚羧酸减水剂固含量为１４％，掺量为胶凝材料总量的１．０％．在普通粉煤灰中加入硫酸钠、硫酸钙，来研究硫酸盐种类及其掺量对净浆流动度的影响．ζ电位测定所用仪器：上海中晨数字技术设备有限公司出品ＪＳ９４Ｈ型微电泳仪．浆体配制：醚类聚羧酸减水剂固含量为１４％，掺量为粉煤灰和硫酸盐总量的１．３％，浆体配比ｍ（粉煤灰＋硫酸钠）∶ｍ（外加剂）∶ｍ（水）＝３００∶３．９∶８７．有机碳吸附量测定所用仪器：美国ＩＯＮＩＣＳ公司生产的ＴＯＣ分析仪．称取粉煤灰和硫酸钠共１０ｇ加入到２０ｍＬ，固含量为０．２％的醚类减水剂中，搅拌３ｍｉｎ，再静置５ｍｉｎ，使其达到吸附平衡后，用离心机（转速为４　０００ｒ／ｍｉｎ）分离１０ｍｉｎ，取上层清液再次离心分离，加入去离子水稀释，并测定滤液中有机碳的含量．２　硫酸盐掺量对聚羧酸减水剂竞争吸附的影响２．１　难溶性硫酸盐掺量对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的影响 采用净浆流动度试验，胶凝材料为水泥和粉煤灰，其质量比为７∶３．在粉煤灰中内掺二水硫酸钙，来研究难溶性硫酸盐掺量对掺不同种类聚羧酸减水剂的水泥净浆流动度的影响，结果见图１．由图１可见，难溶性硫酸盐（硫酸钙）的掺量ｍ（ＣａＳＯ４）从０增加到粉煤灰总量ｍＦＡ的１５％左右（胶凝材料总量ｍＢ的４．５％左右）时，西卡改性聚羧酸减水剂对净浆流动度影响不大，均能达到２００ｍｍ以上，流动性良好；醚类聚羧酸减水剂对净浆流动度稍有影响，流动度略减，而酯类聚羧酸减水剂对净浆流动度影响较大，流动度由２２０ｍｍ减小到６５ｍｍ．换言之，西卡改性聚羧酸减水剂与硫酸钙的相容性最好，醚类聚羧酸减水剂次之，酯类聚羧酸减水剂最差．总之，硫酸钙对聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附性能影响不大，净浆流动性降低不多．另外在空白样中达到相同流动度时改性聚羧酸减水剂的用量 １）文中涉及的掺量、固含量等均为质量分数．１１４建筑材料学报第１６卷图１　硫酸钙掺量对掺不同种类聚羧酸减水剂的水泥净浆流动度的影响Ｆｉｇ．１　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ＣａＳＯ４ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｎ　ｆｌｕｉｄｉｔｙ　ｏｆｐａｓｔｅ　ｗｉｔｈ　ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｅｒｓ　ｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｄｄｅｄ最低，而醚类聚羧酸减水剂用量最高．２．２　可溶性硫酸盐掺量对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的影响 采用净浆流动度试验，胶凝材料为水泥和粉煤灰，其质量比为７∶３．在粉煤灰中内掺硫酸钠，来研究可溶性硫酸盐掺量对掺不同种类聚羧酸减水剂的水泥净浆流动度的影响，结果见图２．图２　硫酸钠掺量对掺不同种类聚羧酸减水剂的水泥净浆流动度的影响Ｆｉｇ．２　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｎａ２ＳＯ４ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｎ　ｆｌｕｉｄｉｔｙ　ｏｆｐａｓｔｅ　ｗｉｔｈ　ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｅｒ　ｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｄｄｅｄ由图２可知，可溶性硫酸盐（硫酸钠）的掺量从０增大到粉煤灰总量３％左右（胶凝材料总量的１％左右）时，上述３种聚羧酸减水剂对净浆流动度均有很大影响，当硫酸钠掺量为胶凝材料总量的０．９％时，净浆流动度均为６５ｍｍ，相应浆体已基本不流动．硫酸钠的掺量对聚羧酸减水剂的效果影响极大，随着可溶性硫酸根离子量的增加，聚羧酸减水剂在水泥颗粒上的吸附量和吸附率逐渐降低．这主要由于水泥颗粒表面上吸附了硫酸根离子，导致静电斥力和空间位阻减弱，使得可溶性硫酸盐含量较高时聚羧酸减水剂减水功能急剧下降．也有人认为当硫酸根离子大量存在时会使聚羧酸减水剂中的ＥＯ链收缩，进而会减弱ＥＯ链的体积排斥效应［１０］．２．３　硫酸钠掺量对聚羧酸减水剂吸附行为的影响聚羧酸减水剂的吸附量随吸附时间的延长而增大，通常５～１０ｍｉｎ可达到吸附平衡，ＴＯＣ试验结果见图３．图３　粉煤灰中硫酸钠掺量对聚羧酸减水剂吸附量的影响Ｆｉｇ．３　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｎａ２ＳＯ４ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｆｌｙ　ａｓｈ　ｏｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ由图３可知，随着粉煤灰中硫酸钠掺量的增加，减水剂溶液中的有机碳含量逐渐减少．当硫酸钠掺量由０增加到１％，２％，３％时，减水剂溶液中有机碳的含量从１　１８９ｍｇ／Ｌ分别降低到１　０７９，９７６，９１４ｍｇ／Ｌ，降低了８％，１７％，２３％．本次试验采用的胶凝材料为粉煤灰，并非水泥，由此可认为：除可溶性硫酸盐与聚羧酸减水剂之间存在竞争吸附外，硫酸钠本身对聚羧酸减水剂也具吸附作用，表现为当硫酸钠量增加时，减水剂溶液中有机碳含量降低．２．４　硝酸钡对硫酸钠与聚羧酸竞争吸附的影响硫酸根离子和聚羧酸减水剂存在竞争吸附关系，是由于硫酸根离子的浓度影响了吸附而非离子种类影响了吸附，因此可加入不同种类的无机盐（以此改变硫酸根离子量）来提高水泥与聚羧酸减水剂之间的适应性［１１］．考虑到硝酸钡与可溶性硫酸盐反应可生成难溶性硫酸钡，从而降低硫酸盐的浓度，因此采用在浆体中加入硝酸钡的方法，硝酸钡的掺量为硫酸钠掺量的２倍，来研究硝酸钡对硫酸盐与聚羧酸竞争吸附的影响．由于此试验与图２试验不在同一天进行，因此数据有所波动，但总体趋势是一致的，试验结果见图４．２１４　第３期刘娟红，等：硫酸盐对聚羧酸减水剂分散性能的影响　图４　硝酸钡对掺硫酸钠与聚羧酸减水剂净浆流动度的影响Ｆｉｇ．４　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｂａ（ＮＯ３）２ｏｎ　ｆｌｕｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ｐａｓｔｅ　ｗｉｔｈ　Ｎａ２ＳＯ４ａｎｄ　ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｅｒ 由图４可知，硝酸钡的加入使掺西卡改性聚羧酸减水剂、酯类聚羧酸减水剂、醚类聚羧酸减水剂的胶凝材料净浆流动度均有一定程度增加，其净浆流动度分别增大２０～６５ｍｍ，４５～６０ｍｍ，２５～６０ｍｍ．也就是说，当胶凝材料中可溶性硫酸盐的掺量超过一定限度而影响其流动性时，加入硝酸钡能使可溶性硫酸盐浓度降低，吸附在水泥等胶凝材料上的聚羧酸盐聚合物量相对提高，从而提高浆体流动性．图５表示硝酸钡对硫酸钠－醚类聚羧酸减水剂吸附量的影响．由图５可知，加入硝酸钡在很大程度上消除了 图５　硝酸钡对硫酸钠－醚类聚羧酸减水剂吸附量的影响Ｆｉｇ．５　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｂａ（ＮＯ３）２ｏｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆＮａ２ＳＯ４ａｎｄ　ｅｔｈｅｒ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｄｕｃｅｒ硫酸钠与聚羧酸盐减水剂的不相容性．在硫酸钠掺量为１％时加入２％的硝酸钡，减水剂溶液中有机碳的含量从１　０７９ｍｇ／Ｌ增加到１　１８４ｍｇ／Ｌ；在硫酸钠掺量２％时加入４％的硝酸钡，减水剂溶液中有机碳的含量从９７６ｍｇ／Ｌ增加到１　１４１ｍｇ／Ｌ；在硫酸钠掺量３％时加入６％的硝酸钡，减水剂溶液中有机碳的含量从９１４ｍｇ／Ｌ增加到１　１４２ｍｇ／Ｌ．加入硝酸钡使溶液中的有机碳含量基本恢复到未掺硫酸钠时的程度．３　硫酸钠－聚羧酸减水剂竞争吸附对净浆体系动电性质的影响 目前普遍被人们接受的减水剂作用机理是静电斥力理论和空间位阻理论．静电斥力理论认为减水剂对水泥的减水作用主要是由于其吸附于水泥粒子表面，使水泥粒子表面的ζ电位绝对值增加，因而使水泥粒子之间的静电斥力增大而产生分散作用所致；空间位阻理论认为吸附在水泥粒子表面的减水剂会形成一层具有一定厚度的水化膜，当水泥粒子相互靠近，水化膜开始重叠时，水泥粒子之间就产生立体斥力而导致分散作用．目前很多关于聚羧酸高效减水剂的研究报道认为：聚羧酸减水剂分散机理是“空间位阻”，聚羧酸对水泥颗粒的ζ电位影响很３１４建筑材料学报第１６卷　小，有时甚至为正［１２－１３］．但也有学者研究表明聚羧酸减水剂对水泥ζ电位有很大影响，如王子明［１４］通过研究ＰＰＡ系聚羧酸减水剂对水泥ζ电位的影响，证明静电斥力对ＰＡＡ系聚羧酸减水剂的分散作用具有重要影响，其ζ电位增大幅度与萘系高效减水剂接近．本试验通过测定普通粉煤灰－水－减水剂体系随硫酸钠掺量增加对浆体双电层ζ电位的影响，来研究其作用机理．其中所用减水剂为醚类聚羧酸，其固含量为１４％．试验结果见图６．图６　硫酸钠掺量对浆液ζ电位的影响Ｆｉｇ．６　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｎａ２ＳＯ４ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｎζｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｏｆ　ｐａｓｔｅ在固液分散体系中，粒子的界面上会产生双电层．双电层的存在使带同种电荷的粒子互相排斥，从而增加了分散体系的稳定性．由图６可知未掺硫酸钠时，粉煤灰－水－减水剂体系中的ζ电位为－２１ｍＶ，颗粒间斥力增加，体系分散性较好；掺入０．３％左右硫酸钠后，颗粒表面ζ电位为－１４．９１ｍＶ，双电层ζ电位绝对值迅速减小，并随着硫酸钠掺量的增加，ζ电位绝对值呈现下降趋势．从以上的ζ电位测定分析可以看出，ζ电位绝对值愈小，体系分散性愈差，愈不稳定．这与胶凝材料浆体的流动性降低是一致的．因此，关于聚羧酸减水剂的分散机理并非完全是“空间位阻”作用，不同系列聚羧酸高效减水剂的减水机理不同．当掺入硝酸钡后，浆体ζ电位绝对值有较大的提高，这是由于硝酸钡与可溶性硫酸钠反应生成难溶性硫酸钡，从而降低了硫酸根离子的浓度，使硫酸盐吸附聚羧酸盐减水剂的数量降低，聚羧酸减水剂在胶凝材料颗粒上的吸附量增加，提高了浆体的流动性．４　结论（１）当二水硫酸钙掺量达到胶凝材料总量的３．６％以上时，对不同结构聚羧酸减水剂分散性能均有一定影响．二水硫酸钙与西卡聚羧酸减水剂的相容性最好，对净浆流动度影响不大．（２）可溶性硫酸钠的掺量对３种聚羧酸减水剂的净浆流动度均有很大影响，当硫酸钠掺量为胶凝材料总量的０．９％时，净浆流动度均为６５ｍｍ，相应浆体基本处于不流动状态．（３）加入硝酸钡使可溶性硫酸盐浓度降低，导致吸附在水泥等胶凝材料上的聚羧酸聚合物的含量相对提高，浆体流动度最高可提高６０ｍｍ左右．（４）硫酸钠掺量增加使得溶液中的有机碳含量减少，胶凝材料中硫酸钠掺量为３％时，溶液中有机碳的含量降低了２３％．而硝酸钡的加入使溶液中的有机碳含量基本恢复到未掺硫酸钠时的程度．（５）硫酸钠的掺入对浆体ζ电位有很大影响，掺量越多，ζ电位绝对值愈小，分散性愈差；当掺入硝酸钡后，ζ电位的绝对值有较大提高．参考文献：［１］　ＹＡＭＡＤＡ　Ｋ，ＴＡＫＡＨＡＳＨＩ　Ｔ，ＨＡＮＥＨＡＲＡ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ－ｔｙｐｅ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄＣｏｎｃｒｅｔｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０００，３０（２）：１９７－２０７．［２］　ＦＬＡＴＴ　Ｒ　Ｊ，ＨＯＵＳＴ　Ｙ　Ｆ．Ａ　ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｅｆｆｅｃｔｓｐｅｒｔｕｒｂｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｓ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄＣｏｎｃｒｅｔｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００１，３１（８）：１１６９－１１７６．［３］　吴笑梅，文梓芸，樊粤明．水泥与减水剂相容性的流变学研究［Ｊ］．华南理工大学学报：自然科学版，２００８，３６（７）：１１７－１２３．ＷＵ　Ｘｉａｏ－ｍｅｉ，ＷＥＮ　Ｚｉ－ｙｕｎ，ＦＡＮ　Ｙｕｅ－ｍｉｎｇ．Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｉｎｔｏ　ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００８，３６（７）：１１７－１２３．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［４］　李崇智，冯乃谦．梳形聚羧酸系减水剂与水泥的相容性研究［Ｊ］．建筑材料学报，２００４，７（３）：２５２－２６０．ＬＩ　Ｃｈｏｎｇ－ｚｈｉ，ＦＥＮＧ　Ｎａｉ－ｑｉａｎ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆｃｏｍｂ－ｌｉｋｅ　ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ａｃｉｄ　ｔｙｐｅ　ｗａｔｅｒ－ｒｅｄｕｃｅｒ　ｗｉｔｈｃｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００４，７（３）：２５２－２６０．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［５］　周永辉，林东，罗云峰，等．聚羧酸系减水剂与水泥相容性的研究［Ｊ］．广东建材，２００７（６）：１２－１３．ＺＨＯＵ　Ｙｏｎｇ－ｈｕｉ，ＬＩＮ　Ｄｏｎｇ，ＬＵＯ　Ｙｕｎ－ｆｅｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｆｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ　ｗｉｔｈ　ｃｅｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００７（６）：１２－１３．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［６］　夏元军，张大康．影响水泥与外加剂相容性的因素［Ｊ］．中国水泥，２００７，２２（３）：５１－５３．ＸＩＡ　Ｙｕａｎ－ｊｕｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｄａ－ｋａｎｇ．Ｆａｃｔｏｒｓ　ｔｏ　ａｆｆｅｃｔｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｄｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ　Ｃｅｍｅｎｔ，２００７，２２（３）：５１－５３．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［７］　李海涛，贾铁昆．水泥生产质量控制对水泥与外加剂适应性的４１４　第３期刘娟红，等：硫酸盐对聚羧酸减水剂分散性能的影响影响［Ｊ］．硅酸盐通报，２０１０，２９（５）：１２１７－１２２０．ＬＩ　Ｈａｉ－ｔａｏ，ＪＩＡ　Ｔｉｅ－ｋｕｎ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔｑｕａｌｉｔｙ　ｏｎ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｄｄｉｔｉｖｅｓ［Ｊ］．Ｂｕｌｌｅｔｉｎｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０１０，２９（５）：１２１７－１２２０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［８］　周学军，常青山，王洪勇．外加硫酸盐对外加剂性能的影响［Ｊ］．山西建筑，２００９，３５（１９）：１７４－１７５．ＺＨＯＵ　Ｘｕｅ－ｊｕｎ，ＣＨＡＮＧ　Ｑｉｎｇ－ｓｈａｎ，ＷＡＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｙｏｎｇ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｐｌｕｓ　ｓｕｌｆａｔｅ　ｏｎ　ａｄｍｉｘｔｕｒｅｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ［Ｊ］．ＳｈａｎｘｉＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，２００９，３５（１９）：１７４－１７５．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［９］　ＹＡＭＡＤＡ　Ｋ，ＨＡＮＡＨＲＡ　Ｓ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｓ—Ｔｈｅ　ｒｏｌｅｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｍｅｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌｏｎｉｃ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ａｑｕｅｏｕｓ　ｐｈａｓｅ［Ｊ］．ＣｏｎｃｒｅｔｅＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．２００１，３（１１）：１３５－１４５．［１０］　张克举，田艳玲，何培新．国内聚羧酸系高效减水剂的研究进展［Ｊ］．胶体与聚合物，２０１０（３）：３７－３９．ＺＨＡＮＧ　Ｋｅ－ｊｕ，ＴＩＡＮ　Ｙａｎ－ｌｉｎｇ，ＨＥ　Ｐｅｉ－ｘｉｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　ｓｅｒｉｅｓ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｌｌｏｉｄ　＆Ｐｏｌｙｍｅｒ，２０１０（３）：３７－３９．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［１１］　尚燕，缪昌文，刘加平，等．石膏对水泥表面吸附聚羧酸系超塑化剂的影响［Ｊ］．建筑材料学报，２０１０，１３（４）：４９２－４９６．ＳＨＡＮＧ　Ｙａｎ，ＭＩＡＯ　Ｃｈａｎｇ－ｗｅｎ，ＬＩＵ　ＪＩＡ－ｐｉｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆ　ｇｙｐｓｕｍ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｏｎ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｐａｒｔｉｃｌｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１０，１３（４）：４９２－４９６．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［１２］　吴芳，李乐民，杨长辉．聚羧酸系与萘系复合高效减水剂的吸附特性及ζ电位研究［Ｊ］．化学建材，２００５，２１（５）：５３－５７．ＷＵ　Ｆａｎｇ，ＬＩ　Ｌｅ－ｍｉｎ，ＹＡＮＧ　Ｃｈａｎｇ－ｈｕｉ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｏｆ　ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　ａｎｄ　ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｅｄｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２００５，２１（５）：５３－５７．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［１３］　王子明．聚羧酸系高性能减水剂：制备·性能与应用［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００９：１３．ＷＡＮＧ　Ｚｉ－ｍｉｎｇ．Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ：Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＢｕｉｌｄｉｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｐｒｅｓｓ，２００９：１３．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［１４］　王子明，张瑞艳．高电荷密度聚羧酸高效减水剂的性能及其作用机理的研究［Ｃ］∥第一届全国聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术经验交流会．北京：中国建筑学会，２００５：１９０－１９５．ＷＡＮＧ　Ｚｉ－ｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｒｕｉ－ｙａｎ．Ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ａｃｔｉｏｎｏｆ　ｈｉｇｈ　ｃｈａｒｇｅ　ｄｅｎｓｉｔｙ［Ｃ］∥１ｓｔ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎＰｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ　Ｓｕｐｏｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ，２００５：１９０－１９５．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）５１４。

聚羧酸系减水剂（PCE）由于掺量低、减水率高（不小于25%）、增强效果好、分子可调节性强，以及合成过程中不使用甲醛等特点，自20世纪80年代末诞生起就受到研究者和工程应用者的推崇。

特别是21世纪初中国高铁和大坝工程开始推广应用PCE后，在PCE研究方面掀起了一股浪潮，久未平息。

关于PCE的研究，人们聚焦于其作用机理的解释、性能的进一步提升、衍生产品的开发以及应用技术的优化，目的在于彻底解决水泥混凝土实际施工技术问题，提高混凝土综合性能（高工作性、高强度、高韧性和高耐久性），最大程度地实现节资、利废、节能和减排的目标。

时至今日，虽然在PCE的研究方面取得了一定成果，但由于对PCE的认知尚浅，所解决的问题只是冰山一角，研究工作仍然十分艰辛！为激发更多学者的研究兴趣，引导重点研究方向，促成更加有效的研究成果，在此特提出有关PCE研究的6大难题，欢迎大家批评指正。

难题1：PCE的作用机理掺入PCE的水泥浆体流动性能会大幅提高。

研究人员普遍认为，PCE吸附在水泥颗粒表面，相邻水泥颗粒表面所吸附的PCE 分子主链上的羧酸基团通过同性电荷相斥原理产生分散作用，加之，PCE分子的侧链可以提供空间位阻作用，因而PCE具有优异的分散性能。

但是，PCE是如何被吸附在水泥颗粒表面的呢？是静电作用的结果还是熵增作用的驱动，目前仍然没有定论。

此外，掺入PCE的水泥浆体水化诱导期的持续时间相较未掺PCE的水泥浆体有所延长，在宏观上表现为水泥浆体凝结时间推迟。

那么，PCE如何实现对水泥浆体的缓凝？为什么掺有PCE的水泥浆体在后来的水化速率反而加快？难题2：PCE的插层作用Plank等研究认为，PCE在某些水化产物中可能发生插层作用。

那么PCE发生插层作用的机理是什么？部分学者认为，水泥浆体液相中的PCE分子可能为水化硅酸钙（C-S-H）的成核提供位点，那么这是否是发生插层作用的原因之一？此外，膨润土和蒙脱土等矿物相蒙脱石也具有层状结构，了解PCE发生插层作用的原因可否助力于抗泥型PCE的研发？难题3：早强型PCE学界有部分早强型PCE的研究成果，市面上也已经开始出现少量的早强型PCE产品，但是人们对早强型PCE的作用机理仍然存在疑虑。

纳米SiO_2对聚羧酸减水剂的吸附作用研究肖佳;申闯;李允;王大富;左胜浩【期刊名称】《硅酸盐通报》【年(卷),期】2018(37)2【摘要】采用红外光谱、紫外-可见分光光度计研究了纳米SiO_2对聚羧酸减水剂的吸附作用,并利用纳米粒度zeta电位仪、旋转粘度计研究了纳米SiO_2吸附减水剂后对其分散性以及新拌水泥浆体流动性的影响。

研究结果表明,纳米SiO_2对聚羧酸减水剂存在吸附作用,吸附量随减水剂浓度的增大而增加,当减水剂浓度增加到5 g/L时,吸附量趋近饱和。

纳米SiO_2对聚羧酸减水剂的吸附作用,使其团聚粒径增大,粒径分布曲线整体向大颗粒方向偏移,分散性大大降低。

将纳米SiO_2溶于拌和水中,先加入水泥搅拌,然后再加入减水剂搅拌,可减小纳米SiO_2对减水剂的吸附,增大减水剂的利用效率,提高水泥浆体的流动性。

【总页数】7页(P391-397)【关键词】纳米SiO2;聚羧酸减水剂;吸附作用;分散性;流动性【作者】肖佳;申闯;李允;王大富;左胜浩【作者单位】中南大学土木工程学院;河南省电力勘测设计院【正文语种】中文【中图分类】TU528【相关文献】1.聚羧酸盐高效减水剂的研制(Ⅲ) ——减水剂的作用和应用研究 [J], 王国建;魏敬亮2.聚羧酸系减水剂在石膏颗粒表面的吸附特性及其吸附-分散机理 [J], 彭家惠;瞿金东;张建新;陈明凤;吴彻平3.与聚羧酸减水剂复配的抗泥土副作用的复合泥土吸附剂研究 [J], 万甜明;王进春;刘昭洋;叶子;汪咏梅;倪涛4.不同结构聚羧酸减水剂在吸附质浆体表面的吸附-分散效应 [J], 姚恒;柯凯;吕阳5.小分子羧酸聚合物对聚羧酸减水剂在水泥表面吸附机制的影响 [J], 马保国;彭毅;曹晓润;谭洪波;郭玉林;顾本庆;邓秀峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。