混凝土緩凝劑

常用的主要有木質(zhì)素類、糖類、磷酸鹽、酒石

酸鹽、葡萄糖酸鹽、檸檬酸及其鹽類、纖維素及其衍生物等。

作用為延緩水泥凝固，延長凝固時間，一般不影響混凝土質(zhì)量，同減水劑一起使用時可提高減水率，超摻后可出現(xiàn)混凝土長時間不凝固現(xiàn)象，從而破壞混凝土質(zhì)量。施工過程中應(yīng)注意。

混凝土緩凝劑是一種能推遲水泥水化反應(yīng)，從而延長商品混凝土的凝結(jié)時間，使新拌商品混凝土較長時間保持塑性，方便澆注，提高施工效率，同時對商品混凝土后期各項性能不會造成不良影響的外加劑。其在商品混凝土夏季施工、泵送施工中得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)化學(xué)成分的不同，將商品混凝土用混凝土緩凝劑劃分為無機混凝土緩凝劑和有機混凝土緩凝劑兩種。目前，木質(zhì)素硫磺鹽是產(chǎn)量較大、應(yīng)用較為廣泛的緩凝劑。除此以外，糖蜜類、羥基羧酸類以及少數(shù)無機鹽類緩凝劑也得到了普遍使用。因此，結(jié)合緩凝劑的不同種類，論述了緩凝劑的緩凝作用機理。

混凝土緩凝劑的種類按其化學(xué)成可分為無機緩凝劑和有機緩凝劑兩大類。

1、無機混凝土緩凝劑

（1）磷酸鹽、偏磷酸鹽類混凝土緩凝劑

磷酸鹽、偏磷酸鹽類混凝土緩凝劑是近年來研究較多的無機混凝土緩凝劑。正磷酸（H3PO4）的緩凝作用并不大，但各種磷酸鹽的緩凝作用卻較強。在相同摻量情況下，磷酸鹽類混凝土緩凝劑中緩凝作用最強的是焦磷酸鈉（Na2P2O7）。

（2）硼砂（Na2B4O7?10H2O）

無色粉末狀結(jié)晶物質(zhì)。吸濕性強，易溶于水和甘油，水溶液呈弱堿性，在干燥的空氣中易緩慢風(fēng)化。

（3）氟硅酸鈉（Na2SiF6）

白色結(jié)晶物質(zhì)，密度 2.68g?cm-3，微溶于水，不溶于乙醇，有腐蝕性，一般摻量為水泥用量的 0.1%～0.2%[1]。

2、有機混凝土緩凝劑

有機緩凝劑按其官能團的不同可分為木質(zhì)素磺酸鹽、羥基羧酸及其鹽、多元醇及其衍生物、糖類及碳水化合物等。

（1）羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽

此類混凝土緩凝劑的分子結(jié)構(gòu)中含有羥基，羧酸基或氨基，常見的此類混凝土緩凝劑有檸檬酸、葡萄糖酸、水楊酸等及其鹽。此類混凝土緩凝劑的緩凝效果較強，摻量一般為水泥用量的 0.05%～0.2%。

（2）多元醇及其衍生物

多元醇及其衍生物的緩凝作用較穩(wěn)定，特別是在使用溫度變化時仍有較好的穩(wěn)定性。其中一元醇緩凝作用較小，但隨烷基的增加，表面活性增強；二元醇中的乙二醇基本沒有緩凝作用，丙二醇以后的二元醇緩凝作用逐漸增強；丙三醇緩凝作用很強，甚至可以使水泥水化作用完全停止。此類混凝土緩凝劑摻量一般為水泥用量的 0.05%～0.2%之間。

（3）糖類

葡萄糖、蔗糖及其衍生物和糖蜜及其衍生物，由于原料廣泛、價格低廉，同時具有一定的緩凝作用，因此使用也較為廣泛。其摻量一般為膠凝材料用量的 0.1%～0.3%。

混凝土緩凝劑能阻止或延緩C3S和C3A的反應(yīng)速度，從而延緩水泥水化反應(yīng)的誘導(dǎo)期，即延長水泥的初凝時間；或通過吸附等作用阻止或延緩水泥水化產(chǎn)物相互吸附凝聚成連續(xù)網(wǎng)狀絮凝結(jié)構(gòu)的速率，從而延長了水泥漿體凝聚結(jié)構(gòu)存在時間及向結(jié)晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的時間，使水泥的凝結(jié)時間延長了。武漢華軒認為：雖然C3A在水泥一水體系中的早期水化對水泥的凝結(jié)時間有一定影響，但水泥的凝結(jié)時間的加速或延緩，主要是C3A水化的加速或減緩，凡可以延緩Ca（OH）2的成核過程和晶體發(fā)育的化合物，都可以成為混凝土緩凝劑，相反，可以加速Ca（OH）2的成核過程和晶體發(fā)育的化合物，則成為促凝劑。

有關(guān)專家提出了兩種硅酸鹽水泥的水化機理：一是通過溶液的水化機理；二是固態(tài)水化機理。目前普遍認為水泥化合物的反應(yīng)在早期是通過溶液的反應(yīng)，也就是說化合物先電離成離子，然后再在溶液中形成水化物。水泥漿體的稠化、凝結(jié)和硬化是水化物不斷結(jié)晶析出的結(jié)果。所以在水泥一水體系中加入某些可溶性化學(xué)制品，只要能對水泥化合物的電離速率（針對水泥化合物）或者水化產(chǎn)物的結(jié)晶速率有所影響，就會影響水泥漿體的凝結(jié)和硬化特性。

1、無機混凝土緩凝劑作用機理

水泥漿體凝聚過程的發(fā)展取決于水泥礦物的組成和膠體粒子間的相互作用，同時也取決于水泥漿體中電解質(zhì)的存在狀態(tài)。如果膠體粒子之間存在相當強的斥力，水泥凝膠體系將是穩(wěn)定的，否則將產(chǎn)生凝聚。電解質(zhì)能在水泥礦物顆粒表面構(gòu)成雙電層，并阻止粒子的相互結(jié)合。當電解質(zhì)過量時，雙電層被壓縮，粒子間的引力強，水泥凝膠體開始凝聚。絕大多數(shù)無機混凝土緩凝劑都是電解質(zhì)鹽類，可以在水溶液中電離出帶電離子。陽離子的置換能力隨其電負性的大小、離子半徑以及離子濃度不同而變化。而同價數(shù)的離子的凝聚作用取決于它的離子半徑和水化程度。一般來講，原子序數(shù)越大，凝聚作用越強。難溶電解質(zhì)的溶度積也會對水泥漿體系穩(wěn)定狀態(tài)產(chǎn)生影響。水泥的水化過程本質(zhì)上就是一種低溶解度的固體與水生成更低溶解度的固體產(chǎn)物的反應(yīng)過程。也就是說，這是一個隨水泥漿體系中液相量不斷消耗，而與之相接觸的固相量不斷增加的過程。因此，無機電解質(zhì)的加入會影響 Ca（OH）2、C-S-H 析出成核及 C-A-S-H 的形成過程，進而延遲了水泥的凝結(jié)硬化。

2、有機混凝土緩凝劑作用機理

（1）羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽

此類混凝土緩凝劑對硅酸鹽水泥的緩凝作用主要在于它們的分子結(jié)構(gòu)中含―OH 等絡(luò)合物形成基。羥基在水泥水化產(chǎn)物的堿性介質(zhì)中與游離的 Ca2+生成不穩(wěn)定的絡(luò)合物，在水化初期控制了液相中的 Ca2+的濃度，產(chǎn)生緩凝作用。隨著水化過程的進行，這種不穩(wěn)定的絡(luò)合物將自行分解，水化將繼續(xù)正常進行，并不影響水泥后期水化。其次，羥基、氨基、羧基均易與水分子通過氫鍵締合，再加上水分子之間的氫鍵締合，使水泥顆粒表面形成了一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，阻止了水泥顆粒鍵的直接接觸，阻礙水化的進行。

（2）糖類、多元醇類及其衍生物

此類混凝土緩凝劑對水泥的水化反應(yīng)具有程度不同的緩凝作用，其緩凝作用在于羥基吸附在水泥顆粒表面與水化產(chǎn)物表面上的 O2-形成氫鍵，同時，其他羥基又與水分子通過氫鍵締合，同樣使水泥顆粒表面形成了一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，從而抑制水泥的水化進程。在醇類的同系物中，隨其羥基數(shù)目的增加，緩凝作用逐漸增強。單糖、低聚糖，如葡萄糖、蔗糖等，均具有較強的緩凝作用，它們的緩凝機理同醇類。

（3）糖蜜類減水劑

糖蜜中的主要成分是己糖酸鈣，具有較強的固―液表面活性，因此能吸附在水泥礦物顆粒表面形成溶劑化吸附層，阻礙顆粒的接觸和凝聚，從而破壞了水泥的絮凝結(jié)構(gòu)，使水泥的初期水化糖鈣含有多個羥基，對水泥的初期水化有較強的抑制作用，可以使游離水增多，提高了水泥漿的流動性。糖蜜屬于非引氣型緩凝劑，原因在于它的氣―液界面活性較低，不利于降低水的表面張力，因而引氣量不大。

3、結(jié)論

（1）大多數(shù)無機混凝土緩凝劑是電解質(zhì)鹽類，在水溶液中電離出帶電離子，產(chǎn)生置換和凝聚作用，在水泥的凝結(jié)硬化過程中產(chǎn)生難溶的膜層，阻止水泥的水化，產(chǎn)生緩凝效果。

（2）有機混凝土緩凝劑分類不同，緩凝機理不同。主要依靠形成絡(luò)合物、水化薄膜、吸附層等來延緩水泥的水化。

圖1.新型混凝土緩凝劑

一、前言 緩凝劑是一種能推遲水泥水化反應(yīng)，從而延長混凝土的凝結(jié)時間，使新拌混凝土較長時間保持塑性。方便澆注，提高施工效牢，同時對混凝土后期各項性能不會造成不良影響的外加劑。目前．木質(zhì)素硫磺鹽是產(chǎn)量較大、應(yīng)用較為廣泛的緩凝劑。除此以外，糖蜜類、羥基羧酸類以及少數(shù)無機鹽類緩凝劑也得到了普遍使用。混凝土超緩凝劑技術(shù)是當今混凝土技術(shù)的一個新的研究方向。它是解決港工、水工結(jié)構(gòu)、工業(yè)與民用建筑等大體積混凝土施工中的冷縫和溫度裂縫問題、滑模施工中調(diào)節(jié)凝結(jié)時間等問題的行之有效的手段。

二、混凝土緩凝劑SEM測試

飛秒檢測技術(shù)利用SEM掃描電鏡、MIP壓汞測孔技術(shù)等測試手段,研究緩凝劑對建筑石膏水化早期液相過飽和度、晶體形貌以及硬化體孔結(jié)構(gòu)的影響,研究了石膏強度損失的內(nèi)在原因和機制.結(jié)果表明:緩凝劑降低了膠凝材水化早期液相過飽和度,改變了二水石膏結(jié)晶習(xí)性和晶體形貌,晶體明顯粗化,晶形也由針狀轉(zhuǎn)變?yōu)槎讨鶢?大大削弱了晶體間的搭接,硬化體孔徑增大,大孔比例明顯增加,孔結(jié)構(gòu)劣化,并最終導(dǎo)致建筑石膏強度的大幅度降低.強度損失與其緩凝效果基本成正比,摻量越高,緩凝時間越長,強度損失越大。

骨膠的緩凝機理為骨膠在新生二水石膏晶核表面產(chǎn)生化學(xué)吸附，覆蓋在二水石膏晶核表面，降低晶核的表面能，抑制了二水石膏晶核生長，使建筑石膏水化受到抑制，凝結(jié)時間延長。

三、混凝土緩凝劑的作用機理

1、大多數(shù)無機緩凝劑是電解質(zhì)鹽類，在水溶液中電離出帶電離子，產(chǎn)生置換和凝聚作用，在水泥的凝結(jié)硬化過程中產(chǎn)生難溶的膜層，阻止水泥的水化，產(chǎn)生緩凝效果。2、有機緩凝劑分類不同，緩凝機理不同。主要依靠形成絡(luò)合物、水化薄膜、吸附層等來延緩水泥的水化。

四、混凝土緩凝劑配方及成分

混凝土緩凝劑配方主要是由焦磷酸鈉、氟硅酸鈉、木質(zhì)紊磺酸鹽、羥基羧酸及其鹽、多元醇及其衍生物、糖類及碳水化合物等組成的。目前木質(zhì)素硫磺鹽是產(chǎn)量較大、應(yīng)用較為廣泛的緩凝劑。除此以外，糖蜜類、羥基羧酸類以及少數(shù)無機鹽類緩凝劑也得到了普遍使用。

飛秒檢測定義（引自百度百科）：主要利用飛秒激光研究各種化學(xué)過程和物質(zhì)組成，包括化學(xué)鍵斷裂，新鍵形成，質(zhì)子傳遞和電子轉(zhuǎn)移，化合物異構(gòu)化，分子解離，反應(yīng)中間產(chǎn)物及最終產(chǎn)物的速度、角度和態(tài)分布，溶液中的化學(xué)反應(yīng)以及溶劑的作用，分子中的振動和轉(zhuǎn)動對化學(xué)反應(yīng)的影響等。 飛秒檢測為當今先進的檢測技術(shù)，通過觀測分子、原子、電子、原子核、官能團等粒子飛秒級（一千萬億分之一秒，即10-15s）的振動、能級躍遷，可以很方便的判斷物質(zhì)組成和含量。飛秒檢測技術(shù)可以用于未知物分析、配方分析還原、工業(yè)診斷、衛(wèi)星遙感、超級計算、痕量檢測分析等方面,咨詢羅工133+3618++5021歡迎大家咨詢。