改性萘系减水剂简介

蔡系高效减水剂是我国目前产量最大的缩聚型高效减水剂。它的最大优点是减水率大、增强效果好，但由于受其作用机理的限制，一些存在问题也给工程使用单位带来了不便。例如：混凝土的收缩率增大，坍落度损失快等缺点。

萘系高效减水剂的出现无疑推动了我国混凝土外加剂技术的进步。关于萘系高效减水剂在水泥混凝土中的作用机理，掺萘系减水剂混凝土的性能以及萘系减水剂在混凝土工程中的应用技术，经过几十年的研究及工程实践，已渐趋成熟。

改性萘系减水剂理论依据和技术路线

①采用反应性高分子共聚物与萘系减水剂复合，以达到缓凝保坍目的。

分析混凝土坍落度损失的原因在于水泥粒子的水化造成化学凝结，水泥粒子相互结合造成了物理凝结。由此可见，保坍与缓凝是分不开的。传统的缓凝剂，如木钙、糖蜜等低温下缓凝效果较好，但高温阳光照射下缓凝效果较差。反应性高分子共聚物的最大优点在于它的缓凝作用几乎不受温度变化的影响。

反应性高分子共聚物在高分子主链上带有酸酐等官能团，这些基团在混凝土的碱性成分作用下发生水解反应，从不溶于水的高分子变为水溶性的高分子分散剂进入介质。此种水解反应实际上是一种亲核置换反应，是在碱性高介质中的双分子反应，也是在液固界面上进行的非均相反应。依照化学反应工程理论，它的分解速度可以用未反应的固相粒子模式来分析。

即：

Vrp=1-(1-btKsc÷RCrp)³

Ks=Koexp[-ΔE/(RT)]

式中 t,b——常数;

Ks——水解速度常数;

Ko——常数，与反应性高分子的分子结构有关;

△E——水解反应原活化能;

R——气体常数;

T——热力学温度;

c——碱浓度;

r——反应性高分子的初始粒径;

Crp——物质的量浓度。

由上述模式可知，反应性高分子水解速度与碱浓度、温度、粒径、分子结构有关。温度上升时，反应性高分子材料在混凝土中产生两种相互抵消的作用。即坍落度损失加快的同时，反应性高分子的释放速度也加快。两者相抵消，原有的扔落度基本可保持不变。

反应性高分子共聚物这一特征，很好地解决了高温下预拌混凝土坍落度损失加快的老大难问题。

②采用控制混凝土含气量的方法，减小混凝土混合料与泵送管道内壁的摩擦阻力，提高混凝土的可泵送性能。

混凝土的含气量大小取决于所用外加剂材料的起泡量。外加剂的加入，伴随着引入一定量的微气泡。这些微气泡被表面活性剂定向吸附的分子膜所包围，并与水泥质点吸附膜带有相同符号的电荷，因而气泡与水泥颗粒间也因电性斥力而使水泥颗粒分散，从而增加了水泥颗粒间的滑动能力(如滚珠轴承作用)。研究表明，在混凝土中引入适量的微小气泡，不仅不会降低混凝土的强度，有时还会提高混凝土的强度，同时也可改善混凝土的施工性，提高混凝土的耐久性能。

利用反应性高分子材料缓凝的特性，改善混凝土中水泥的早期放热性能，降低混凝土的冷缩率。

研究表明，反应性高分子材料促使水泥混凝土缓凝的作用机理与传统的木质磺酸盐、葡萄糖酸钠等材料不同。掺反应性高分子材料的混凝土的缓凝是靠反应性高分子材料的屏蔽作用实现的。当这些反应性高分子材料进入水泥浆体后，便会与水泥浆体溶液中的Ca2+产生络合反应，生成一种与钙砚石相似的络合物C3A·3Ca(OH)2.31H2O,它们覆盖在水泥颗粒表面，形成一层厚实而无定形的络合物膜层，阻碍水渗入水泥颗粒内部，从而延缓了水泥的水化、结晶析出。

反应性高分子材料的缓凝特性不仅起到了普通缓凝剂降低水泥基材料早期水化热的特性，而且可降低水泥水化的最高放热速率峰，改善水泥水化热的分布，由此可减小混凝土因水化热产生的冷缩率。

蔡系减水剂受其静力斥力作用机理的影响，必须有较高的5电位才能增加水泥浆体中粒子间的斥力。通过拉开粒子间的距离，减少粒子间的接触，促进粒子间的分散。掺萘系减水剂的水泥浆体的表面张力仍较高，收缩率较普通水泥浆体的收缩率增大15%左右。混凝土收缩率的增大是萘系减水剂固有的缺陷，只有通过复配的手段来减小掺萘系减水剂混凝土的收缩率。采用反应性高分子材料与萘系减水剂复合可有效减小混凝土的早期收缩率。