高效减水剂的作用机理.
减水剂作用机理和功能
减水剂作用机理和功能
减水剂是一种常用的混凝土添加剂，它的作用是降低混凝土的水泥用量，从而达到减少混凝土裂缝、提高强度、耐久性和可加工性的效果。
减水剂的作用机理主要包括以下几个方面：
1.分散作用：减水剂能够改变混凝土内水泥颗粒的表面能力，使其互相分散并保持分散状态，从而有效地减少水泥和水的粘合作用，使混凝土易于流动。
2.扩散作用：减水剂能够使水泥颗粒增加表面活性，从而改善混凝土的流动性能，并能够扩大水泥颗粒之间的间隔，使得混凝土的质地更加均匀。
3.减少孔隙率：通过减水剂的作用，混凝土内的孔隙率可以得到有效地控制和减少，从而提高混凝土的密度和耐久性。
4.改善初始阶段强度：减水剂能够加速混凝土内的水泥水化过程，并使水泥颗粒得到更充分的反应，从而改善混凝土的初始阶段强度和稳定性。
总的来说，减水剂的主要功能是提高混凝土的工作性能、调节混凝土的物理和化学性质，并从根本上提高混凝土的质量和使用寿命。
浅谈聚羧酸系高效减水剂的作用机理及合成工艺
浅谈聚羧酸系高效减水剂的作用机理及合成工艺近几十年来，我国的混凝土工程技术取得了很大进步，高性能混凝土、自密实混凝土的应用越来越广泛，因此，对高效减水剂的要求也越来越高。
聚羧酸系高效减水剂是近几年发展的新型高效减水剂，其主要成分为聚羧酸盐或脂的聚合物，其分散能力强，减水率高，对水泥的适应性好，将是今后高效减水剂研究和发展的重点。
研究开发新型的聚羧酸系减水剂受到国内外广泛关注，代表了高效减水剂的主要发展方向。
1、聚羧酸系高效减水剂的作用机理聚羧酸系减水剂由于其优异性能而引起业内广泛的关注。
为了有效开发这一类型的减水剂，对其减水机理的研究非常重要。
减水剂分散减水机理主要包括以下几个方面。
1.1水化膜润滑作用。
聚羧酸减水剂由于分子结构中存在具有亲水性的极性基，可使水泥颗粒表面形成一层具有一定机械强度的溶剂化水膜。
水化膜的形成可破坏水泥颗粒的絮凝结构，释放包裹于其中的拌合水，使水泥颗粒充分分散，并提高了水泥颗粒表面的润湿性，同时对水泥颗粒及骨料颗粒的相对运动具有润滑作用，所以在宏观上表现为新拌混凝土流动性增大，和易性好。
1.2静电斥力作用。
水泥颗粒的稳定性主要由静电斥力和范德华引力的平衡来决定。
减水剂加入到新拌混凝土中，其中的负离子就会在水泥粒子的正电荷的作用下定向吸附在水泥颗粒表面，形成扩散双电层的离子分布，使得水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，产生静电斥力，使水泥颗粒絮凝结构解体，颗粒相互分散，释放出包裹于絮团中的自由水，从而有效地增大拌合物的流动性。
1.3空间位阻作用。
一般认为所有的离子聚合物都会引起静电斥力和空间位阻斥力两种作用力，聚羧酸类减水剂吸附在水泥颗粒表面，虽然使水泥颗粒的负电位降低较小，静电斥力较小，但是由于其主链与水泥颗粒表面相连，支链则延伸进入液相形成较厚的聚合物分子吸附层，从而具有较大的空间位阻斥力，所以在掺量较小的情况下便对水泥颗粒具有显著的分散作用。
1.4引气隔离“滚珠”作用。
减水剂的作用机理和掺入减水剂的技术经济效果
减水剂的作用机理和掺入减水剂的技术经济效果
一、减水剂的作用机理
减水剂是一种常用的混凝土添加剂，能够有效降低混凝土的水灰比，改善混凝土的流动性和工作性，从而提高混凝土的强度和耐久性。
减水剂的作用机理主要包括以下几点：
1. 对水泥颗粒的分散作用
减水剂中的表面活性剂能够包裹水泥颗粒，减少颗粒之间的相互作用力，使水泥颗粒更好地分散在混凝土中，提高混凝土的强度和稳定性。
2. 对混凝土流变性能的调节作用
减水剂可以改善混凝土的流变性能，降低混凝土的内摩擦阻力，提高混凝土的流动性和可塑性，有利于混凝土的浇筑和成型。
3. 对水泥水化过程的促进作用
减水剂中的缓凝剂可以延缓水泥水化反应的速度，使混凝土具有更好的流动性和抗渗性，同时可以提高混凝土的初期和终期强度。
二、掺入减水剂的技术经济效果
1. 技术效果
掺入减水剂可以提高混凝土的流动性和工作性，减少混凝土内部的孔隙率，改善混凝土的密实性和外观质量，提高混凝土的抗压强度和抗折强度，延长混凝土的使用寿命。
2. 经济效果
掺入减水剂可以降低水灰比，减少水泥用量，降低混凝土的生产成本，节约材料和能源，提高施工效率，减少工期，降低人工成本和管理成本，提高工程的经济效益，增加企业的竞争力。
综上所述，了解减水剂的作用机理和合理掺入减水剂对混凝土的技术和经济效果具有重要意义，可以为混凝土生产和施工提供技术支持，促进工程的可持续发展和社会经济的繁荣。
混凝土中高效减水剂的作用机理及其应用
混凝土中高效减水剂的作用机理及其应用一、引言混凝土是一种重要的建筑材料，其广泛应用于各种建筑工程中。
混凝土强度对建筑物的结构稳定性和使用寿命有着至关重要的影响。
现在，为了提高混凝土的强度和耐久性，人们引入了高效减水剂。
本文将从以下三个方面详细介绍高效减水剂的作用机理和应用：1. 高效减水剂的定义和分类2. 高效减水剂的作用机理3. 高效减水剂的应用二、高效减水剂的定义和分类高效减水剂是一种化学添加剂，它可以在混凝土中起到减少水泥用量、提高混凝土流动性、改善混凝土加工性能等作用。
通常情况下，高效减水剂可以分为四类：1. 磺酸盐高效减水剂2. 羟基磷酸盐高效减水剂3. 聚羧酸高效减水剂4. 脂肪醇聚氧乙烯醚高效减水剂其中，磺酸盐高效减水剂是应用最广泛的一种，因其性能稳定、使用方便、价格低廉而备受青睐。
本文重点介绍磺酸盐高效减水剂的作用机理和应用。
三、高效减水剂的作用机理高效减水剂的主要作用机理是通过改变混凝土的物理和化学性质来实现减水作用。
具体来说，高效减水剂可以通过以下三种途径来实现减水作用：1. 化学吸附作用高效减水剂中的磺酸盐分子具有亲水性，可以与水泥颗粒表面的游离钙离子和水分子发生化学吸附作用，从而减少水泥颗粒间的摩擦力和黏着力，提高混凝土的流动性，实现减水作用。
2. 物理排斥作用高效减水剂中的磺酸盐分子具有亲水性和疏水性，可以通过物理排斥作用来实现减水作用。
具体来说，高效减水剂中的磺酸盐分子会与水泥颗粒表面的游离钙离子和水分子竞争吸附，从而使水泥颗粒间的距离增大，降低混凝土的粘稠度，提高混凝土的流动性，实现减水作用。
3. 化学反应作用高效减水剂中的磺酸盐分子可以与水泥颗粒表面的游离钙离子和水分子发生化学反应作用，形成水化产物，从而提高混凝土的早期强度和抗裂性能。
四、高效减水剂的应用高效减水剂是一种常用的混凝土添加剂，其应用可以提高混凝土的强度和耐久性，同时也可以降低混凝土的成本。
以下是高效减水剂的应用注意事项：1. 高效减水剂的使用量应根据混凝土材料、工艺和要求进行选择和调整，以达到最佳效果。
减水剂的作用原理
减水剂的作用原理减水剂是指在混凝土搅拌过程中使用的一种添加剂，可以减少混凝土水泥用量、提高混凝土强度、改善混凝土的工作性能。
减水剂的作用原理主要有以下几点。
1.分散作用减水剂通过分散作用，将混凝土中的水泥颗粒分散均匀，并使之与其他颗粒分散在一起。
这样可以降低水泥颗粒间的粘连力，减少团聚现象，从而提高混凝土的流动性和可泵性。
2.引气作用减水剂能在混凝土中形成气泡，使混凝土中的气泡分布均匀。
这些气泡可以分散在混凝土中，减少混凝土的密实度，改善混凝土的工作性能，提高抗裂性能。
3.吸附作用减水剂可以通过与水泥颗粒的吸附作用，改变水泥颗粒的电荷状态，从而减少水泥颗粒之间的静电吸引力，使其互相排斥。
这样可以降低水泥颗粒间的吸附力，减少水泥颗粒的互相接触，抑制水泥颗粒间的团聚。
4.化学作用减水剂能与水泥中的化学成分发生反应，形成水化产物，提高混凝土的强度和耐久性。
减水剂中的化学成分可以改变水泥颗粒的形态和结构，促进水泥的水化反应，从而加速混凝土的凝结和硬化过程。
减水剂的具体作用机理还涉及到多种因素，如减水剂的种类、用量、添加时间、混凝土配合比等。
不同种类的减水剂具有不同的作用机理。
例如，有机型减水剂主要通过在水泥颗粒表面形成胶体分散体，提供分散剂、吸附剂和润湿剂的作用，改善混凝土的流动性和可泵性。
无机型减水剂主要通过与水泥中的硫铝酸盐反应，形成水化产物，提高混凝土的强度和耐久性。
在实际应用中，减水剂的选择应根据混凝土的具体要求和工程条件来确定。
通过合理选择和使用减水剂，可以充分发挥减水剂的作用，提高混凝土的性能，降低混凝土的成本，促进混凝土工程的施工进度和质量。
简述减水剂的作用机理
简述减水剂的作用机理
减水剂是一种常用于混凝土和水泥制品中的化学添加剂。
其作用机理主要体现在以下几个方面：
1. 分散作用：减水剂能够分散水泥颗粒之间的静电斥力，使其更好地分散在水中。
这样可以降低水泥颗粒的表面能，提高水泥的浸润性，从而促进水泥与其他材料的均匀混合。
2. 减少黏聚力：减水剂通过降低水泥颗粒之间的黏聚力，使混凝土的流动性增加。
这样一来，混凝土的可塑性更好，易于施工，减少振捣力度，提高施工效率。
3. 减少水泥用量：减水剂可以有效降低混凝土中的水胶比，从而减少水泥的用量。
在保持混凝土强度的同时，减水剂能够提高混凝土的工作性能，节约原材料的使用。
4. 控制凝结时间：减水剂能够延迟水泥的凝结时间，使得混凝土能够在较长的时间内保持流动性。
这对于大体积混凝土、远程运输和复杂施工环境非常重要。
5. 提高混凝土强度：减水剂中的化学成分能够与水泥中的胶凝物质发生反应，生成更加致密的水化产物，从而提高混凝土的强度和耐久
性。
总之，减水剂通过改善混凝土的流动性、降低黏聚力、减少水泥用量、控制凝结时间和提高混凝土强度等方面的作用，优化了混凝土的性能，提高了施工效率，并且节约了原材料的使用。
减水剂的作用机理简述
减水剂的作用机理简述
减水剂是混凝土施工中常用的一种添加剂，它能够有效地降低混凝土的水灰比，提高混凝土的流动性和可泵性，从而改善混凝土的性能。
减水剂主要通过以下几种作用机理来实现对混凝土的影响：
1.分散作用：减水剂中的活性成分能够与水泥颗粒表面形成一层电荷
互斥的保护膜，阻止水泥颗粒之间的互相粘连，从而使水泥颗粒保持分散状态。
这样可以有效地降低混凝土的内摩擦力，提高混凝土的流动性。
2.吸附作用：减水剂中的分子在混凝土中可以吸附水泥颗粒表面，改
变水泥颗粒表面能量，并与水泥颗粒形成一种物理或化学结合，从而降低水泥颗粒之间的粘附力，使其易于分散，提高混凝土的流动性。
3.水泥颗粒表面电荷控制作用：减水剂中的活性成分能够改变水泥颗
粒表面的电荷状态，使水泥颗粒表面带有相同的电荷，导致彼此之间发生相互排斥，从而降低水泥颗粒之间的凝聚力，提高混凝土的流动性。
4.流变作用：减水剂通过改变混凝土的内部结构，使混凝土具有更好
的变形性和可变性，从而提高混凝土的流动性和可泵性。
总的来说，减水剂通过改变水泥浆体系的物理和化学性质，增加浆体的流动性
和可变形性，减小混凝土内部摩擦力，改善混凝土的工作性能和耐久性。
在混凝土施工中，正确使用减水剂可以提高施工效率，降低成本，同时确保混凝土施工质量和工程可持续发展。
减水剂作用机理及几种常用减水剂
减水剂的作用机理及几种常见减水剂1、作用机理分散作用水泥加水拌合后由于水泥颗粒分子引力的作用使水泥浆形成絮凝结构,使10%~30%的拌合水被包裹在水泥颗粒之中，不能参与自由流动和润滑作用，从而影响了混凝土拌合物的流动性。
当加入减水剂后，由于减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有同一种电荷（通常为负电荷），形成静电排斥作用，促使水泥颗粒相互分散，絮凝结构破坏，释放出被包裹部分水，参与流动从而有效地增加混凝土拌合物的流动性。
润滑作用减水剂中的亲水基极性很强，因此水泥颗粒表面的减水剂吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜，这层水膜具有很好的润滑作用，能有效降低水泥颗粒间的滑动阻力，从而使混凝土流动性进一步提高。
空间位阻作用减水剂结构中具有亲水性的聚醚侧链，伸展于水溶液中，从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层。
当水泥颗粒靠近时，吸附层开始重叠，即在水泥颗粒间产生空间位阻作用，重叠越多，空间位阻斥力越大，对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大，使得混凝土的坍落度保持良好。
接枝共聚支链的缓释作用新型的减水剂如聚羧酸减水剂在制备的过程中，在减水剂的分子上接枝上一些支链，该支链不仅可提供空间位阻效应，而且，在水泥水化的高碱度环境中，该支链还可慢慢被切断，从而释放出具有分散作用的多羧酸，这样就可提高水泥粒子的分散效果，并控制坍落度损失。
2、减水剂的功能使水泥颗粒分散，改善和易性，降低用水量，从而提高水泥基材料的致密性和硬度，增大其流动性。
减水剂的种类有木质素磺酸盐、萘系减水剂、密胺系减水剂、聚羧酸盐减水剂、干酪素减水剂、氨基磺酸盐减水剂、丙烯酸系减水剂等。
3、几种市场上用量较大的减水剂木质素磺酸盐：它属于普通的减水剂，它的原料是木质素，一般从针叶树材中提取，木质素是由对亘香醇、松柏醇、芥子醇这三种木质素单体聚合而成的，用于砂浆中可改进施工性、流动性，提高强度，减水率在5％－10％。
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电荷，引起水泥颗粒相互排斥，打破了絮凝结构， 释放其包含的水，改善分散性——静电排斥作用； 由于减水剂碳氢分子链上的极性基吸附水，形成吸 附层包裹在水泥颗粒表面，产生空间位阻效应，阻 加入减水剂后，絮凝 碍水泥颗粒的紧密接触，阻止絮凝结构的形成。
结构被打破
离子基团朝向水，使水泥颗粒表面带有几毫伏的负 减水剂分子在水泥颗粒表面的吸附
高效减水剂是一种在砼坍
1) 减水剂的组成与分子结构特点
减水剂都是表面活性剂，分子结构中含有亲水的
离子基团和碳氢分子链，其中：
离子基团是酸根离子或氨基，如：－SO3-、－COO-、 －NH 3 +等； 碳氢分子链，带有羟基，如：烷烃基、芳香烃基等。
其结构如下图所示：
碳氢链
阴离子基团 木质素磺酸盐的重复结构单元
4）减水剂的作用效果
通过湿润、润滑、分散、塑化等作用，能使水泥 当坍落度恒定时 浆变稀、混凝土拌和流动性增大，从而，取得下列 当水灰比一定时， ，新拌混凝土的水 效果： 混凝土拌合物的坍 坍 灰比随着减水剂掺 落 水 落度随着减水剂掺 量的增加而减小 在保持用水量不变的条件下，增大坍落度，改善和易性 度 灰 量的增加而增大 ，使混凝土易于浇注、成型密实； 比
极性微气泡及水膜所起润滑作用示意图
减水剂的作用过程
当没有减水剂时，水泥加水后，不能获得均匀分散
体系，由于下列原因而产生絮凝结构，使得部分拌 合水包含其中，不能贡献给水泥浆的流动性：
水具有高表面张力(氢键分子结构) 加减水剂前的 絮凝结构 水泥颗粒边、角和表面正负电荷间的相互吸力
当减水剂加入到水泥浆中，吸附在水泥颗粒表面，
能减水剂。 特点→掺量低、减水率高、保坍性好、不离析和不泌 水、收缩率低。一定的引气性和轻微的缓凝性，环境 友好性。
带有聚氧化乙烯侧链的梳状聚合物长久保持工作性能的机理示意图
聚羧酸大分子在水泥及其水化产物上的吸附形态主要以主链 吸附而侧链分散分布在液相中，呈梳状柔性吸附成网状结构， 这种结构具有较高的空间位阻效应。同时，侧链上带有的众 多亲水活性基团使水泥颗粒与水的亲和力增大，水泥颗粒表 面溶剂化作用增强，水化膜增厚。其分散减水作用机理以空 间位阻斥力为主，其次是水化膜润滑作用和静电斥力作用， 同时还具有一定的引气隔离“滚珠”效应和降低固液界面能 效应 。
2) 减水剂的物理化学特征
可溶于水，能显著降低水的表面张力；
能吸附在固体表面，并在固体表面定向排列，
形成表面吸附分子层，降低水－固界面张力。
3）高效减水剂的作用机理
改性木质素磺酸盐、磺化密胺树脂和萘磺酸盐三种
以静电排斥作用为主；
含有羧基和/或醚基的聚合物以空间位阻最重要，因
为在其分子链结构中，主链上含有高度密集的支链 ，形成“梳状”大分子链；
复合功能
早强减水剂； 缓凝减水剂； 引气减水剂。
普通减水剂 Water-reducer
特点： 一般含有杂质； 减水率较小，约10%； 有一些副作用； 主要品种 木质素磺酸盐(木钙， ) 副作用：引进气泡多而大 羟基羧酸及其盐(如柠檬酸、葡萄糖酸钠等) 副作用：缓凝作用明显，有引气剂时会增大拌合物含气量 多元醇(如糖钙等) ； 副作用：缓凝但不影响含气量
减水剂的作用机理
作 用 机 理
静电斥力
空间位阻
润滑作用
3.1） 静电斥力学说
主要适用于→萘系、三聚氰胺系和改良
的木质素磺酸盐。
对水泥浆的分散作用→吸附、静电斥力
（ξ电位）和分散。
减水剂的作用模式
图 1、絮凝状结构
水泥拌水后的絮凝结构 减水剂作用简图
3.2）空间位阻学说
主要适用于→以聚羧酸系减水剂为代表的第三代高性
高效减水剂 High-range Water-reducer
特点： 具有较高的分子量，纯度较高； 减水效率高，在掺量较小的条件下，可取得高效； 定义： 副作用小。 种类： 落度基本相同的条件下能 改性木质素磺酸盐，较高分子量的纯木质素盐； 大幅度减少拌合水用量的 磺化密胺缩合树脂，一般是钠盐； 外加剂，又称超塑化剂。 磺化萘－甲醛缩合树脂，一般也是萘磺酸钠盐； 含有羧基和/或醚基的聚合物，如聚丙烯酸钠、聚羧酸酯 ，聚醚等；
聚羧酸脂系高效减水剂的作用机理(空间位阻)
3.3）润滑作用
高效减水剂的极性亲水基团定向吸附于水泥
颗粒表面，又以氢键形式与水分子缔合，再加 上水分子之间的氢键缔合，构成了水泥微粒表 面的一层稳定的水膜，阻止水泥颗粒间的直接 接触，增加了水泥颗粒间的滑动能力，起到润 滑作用，从而进一步提高浆体的能上能在和易性不变时，减少单位用
水量；或在单位用水量不变时，能改善和易性；或 二者都具备又不改变含气量的外加剂。 组成特点：碳氢分子链上带有亲水性离子基团的表 面活性物质。 种类：
减水效果
普通 减水剂(也称塑化剂，Plasticiser)； 高效减水剂(也称超塑化剂，Superplasticiser)。
学习要求
掌握外加剂的重要种类； 物理化学特征； 作用机理； 应用及其负作用。
为什么要使用外加剂？
单纯依靠调节水、水泥和骨料用量，难以解决下列 外加剂的作用
技术问题
用水量与良好和易性间的矛盾； 改善混凝土拌合物的和易性； 调整砼凝结时间； 施工操作对凝结时间、放热速度、强度增长的要求； 控制强度增长； 耐久性对低连通孔隙率的要求。 提高抗冻融、热开裂、碱－骨料膨胀、硫酸盐侵 外加剂是解决上述问题，改善混凝土性能，以满足 蚀和钢筋锈蚀等作用下的耐久性； 工程特殊要求的重要技术途径； 节约水泥用量，降低成本； ～ 减少放热速度，控制温升。 现在有70 80％以上的混凝土使用了外加剂；
混凝土外加剂 Admixtures for Concrete
高效减水剂及其作用机理
王海峰
基本概念
外加剂——在混凝土中加入除四种主要组分以外的
其它外加材料。 种类——化学外加剂和矿物外加剂：
矿物外加剂：掺加量在水泥质量5%以上的称为掺和料； 化学外加剂：掺加量在水泥质量5%以下的称为外加剂。