淺談混凝土有機(jī)緩凝劑

岳茜，宋巍

（華北理工大學(xué)，河北 唐山 063210）

淺談混凝土有機(jī)緩凝劑

岳茜，宋巍

（華北理工大學(xué)，河北 唐山 063210）

本文簡(jiǎn)要描述了混凝土有機(jī)緩凝劑中典型的三類：羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽，多元醇及其衍生物，糖類及其衍生物的作用機(jī)理，及摻入這三類緩凝劑對(duì)混凝土的影響?；炷辆從齽┻€可以與其他外加劑一起復(fù)配使用。另外，兩種緩凝劑還可以復(fù)配使用，效果比單一緩凝劑效果要好。

有機(jī)緩凝劑；復(fù)配；混凝土

0 引言

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，混凝土也發(fā)展迅速，相應(yīng)的一些混凝土外加劑也開(kāi)始迅速發(fā)展。比如為了延長(zhǎng)水泥的凝結(jié)時(shí)間，人們發(fā)現(xiàn)了緩凝劑。緩凝劑可分為無(wú)機(jī)緩凝劑和有機(jī)緩凝劑，其中有機(jī)緩凝劑在摻量很小時(shí)就可達(dá)到無(wú)機(jī)緩凝劑的緩凝效果，而且緩凝時(shí)間也比無(wú)機(jī)緩凝劑長(zhǎng)。有機(jī)緩凝劑中比較常用的有羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽，多元醇及其衍生物，糖類及其衍生物三種。

1 羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽類緩凝劑

1.1 作用機(jī)理

羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽類緩凝劑的作用機(jī)理是其中含有 OH-離子，它可以與水泥中的 Ca2+發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，從而能延緩水泥水化反應(yīng)的進(jìn)行。但是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的絡(luò)合物又會(huì)分解，水化反應(yīng)又繼續(xù)進(jìn)行，所以，羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽類緩凝劑對(duì)混凝土后期的性能不會(huì)產(chǎn)生影響[1]。

1.2 影響

羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽類混凝劑主要包括以下四種：檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、水楊酸及其鹽。其中，檸檬酸在摻量為.03% 到.06% 之間時(shí)，初凝時(shí)間超長(zhǎng)，終凝時(shí)間在摻量為2% 時(shí)大于 24h[2]。凝結(jié)時(shí)間由長(zhǎng)到短排序?yàn)椋簷幟仕幔酒咸烟撬幔舅畻钏幔揪剖?，檸檬酸緩凝作用較強(qiáng)。侯維紅[3]等人研究了葡萄糖酸鈉和β環(huán)糊精對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間和坍落損失的影響，試驗(yàn)表明，摻.07% 的葡萄糖酸鈉和β環(huán)糊精能延長(zhǎng)混凝土的終凝時(shí)間，改善混凝土的流動(dòng)性，同時(shí)也具有一定的減水性，而且混凝土的抗壓強(qiáng)度也有提升。

2 多元醇及其衍生物

2.1 作用機(jī)理

多元醇緩凝劑對(duì)混凝土的緩凝效果與所含 -OH 的數(shù)目有關(guān)，-OH 的數(shù)目越多，緩凝效果越好。在混凝土顆粒表面 -OH 與水化產(chǎn)物上的 O2-形成氫鍵，同時(shí) -OH又可與水相連形成氫鍵，這樣就形成了一個(gè)水膜，延緩了水泥的水化進(jìn)程。

2.2 影響

多元醇中的聚乙烯醇緩凝效果較強(qiáng)，聚乙烯醇摻量在.15% 時(shí)，混凝土的初凝時(shí)間為 165min，終凝時(shí)間為 315min，強(qiáng)度也較大，但是摻量過(guò)大，強(qiáng)度會(huì)顯著降低。劉恩福[4]比較了幾種緩凝劑在水泥—減水劑體系中的作用，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，緩凝劑與減水劑復(fù)配使用效果更好，可以提高水泥后期的強(qiáng)度。

3 糖類及其衍生物

3.1 作用機(jī)理

糖類及其衍生物中含有大量多羥基基團(tuán)，可以使得糖類分子吸附在水泥表面，然后延長(zhǎng)水泥顆粒與水的接觸，從而抑制水泥的水化反應(yīng)，降低水化反應(yīng)速率，降低水泥放熱量，具有優(yōu)越的緩凝性能[5]。

3.2 影響

馬保國(guó)[6]等人研究了糖類中葡萄糖、蔗糖及其衍生物葡萄糖酸鈉、糖鈣對(duì)硅酸鹽水泥的水化歷程的影響規(guī)律，試驗(yàn)表明，糖類延緩了水泥的水化進(jìn)程，降低了C3S 的水化速率，并且這種降低效應(yīng)與糖類緩凝劑的含量有關(guān)，含量越多，作用效果越強(qiáng)；相同含量下，這種效應(yīng)強(qiáng)弱順序是：蔗糖＞葡萄糖＞葡萄糖酸鈉＞糖鈣。沈衛(wèi)國(guó)[7]等人研究了不同摻量的蔗糖對(duì)水泥水化過(guò)程的影響。蔗糖含量不同，對(duì)水泥水化過(guò)程的影響不同。

4 有機(jī)緩凝劑的復(fù)配使用

緩凝劑的使用離不開(kāi)減水劑[8]，所以混凝劑與減水劑的復(fù)配使用是以后發(fā)展的一個(gè)方向。研究較多的是與聚羧酸系減水劑復(fù)配。劉尊明[9]等人試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，摻入葡萄糖酸鈉和蔗糖可以改善水泥的初始流動(dòng)度；相對(duì)于基準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，檸檬酸和蔗糖的加入能顯著提升初凝時(shí)間；葡萄糖酸鈉的加入可以明顯增加混凝土的抗壓強(qiáng)度。羅紫隆[10]等人研究發(fā)現(xiàn)，分別摻入葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉、蔗糖的混凝土出機(jī)坍落度和擴(kuò)展度相對(duì)于基準(zhǔn)來(lái)說(shuō)都有明顯提高，包括 1h 坍落度及擴(kuò)展度和 2h 坍落度及擴(kuò)展度都有提高。付長(zhǎng)紅[11]等人研究了糖鈣、羥基類緩凝劑和聚羧酸系減水劑復(fù)配性能，研究發(fā)現(xiàn)，在摻入糖鈣后，隨著摻量增大，凈漿流動(dòng)性下降，而摻入羥基類緩凝劑后，流動(dòng)性增加，說(shuō)明聚羧酸系減水劑與羥基類緩凝劑復(fù)配效果好于糖鈣。王義廷[12]等人也研究了聚羧酸系高效減水劑與多種緩凝劑復(fù)配使用的效果，結(jié)果表明，葡萄糖酸鈉與聚羧酸系高效減水劑的復(fù)配效果最好。

何燕[13]研究了萘系減水劑與緩凝劑的復(fù)配效果，試驗(yàn)表明，隨著檸檬酸鈉摻量的增大，混凝土的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間也在增大，摻葡萄糖酸鈉的初凝曲線和終凝曲線隨著摻量增大而出現(xiàn)極值點(diǎn)，摻量很大時(shí)，終凝時(shí)間會(huì)超過(guò) 10h，造成水泥長(zhǎng)時(shí)間不硬化，不利于工業(yè)生產(chǎn)。同時(shí)，摻檸檬酸鈉混凝土的流動(dòng)度損失率也較大，摻葡萄糖酸鈉較小，與萘系高效減水劑協(xié)同效果好。

緩凝劑還可以和不同種類的緩凝劑復(fù)配使用。宋仁義[14]等人研究了幾種無(wú)機(jī)和有機(jī)緩凝劑及其緩凝劑及其雙組分復(fù)合緩凝劑的系統(tǒng)性能，試驗(yàn)表明，二組分緩凝劑緩效果明顯提升，緩凝時(shí)間大大延長(zhǎng)，而且對(duì)于混凝土的強(qiáng)度無(wú)不利影響。

5 結(jié)語(yǔ)

在高速發(fā)展的今天，緩凝劑在生產(chǎn)和生活上發(fā)揮著重要的作用，緩凝劑既可以與其他緩凝劑復(fù)配使用，也可以與其他的一些外加劑復(fù)配使用，以更好地適應(yīng)生產(chǎn)需要。但是緩凝劑在生產(chǎn)中還存在一些問(wèn)題尚未解決，比如和其他外加劑復(fù)配時(shí)的相容問(wèn)題，以后這也是研究的一個(gè)方向。

[1]車廣杰．混凝土緩凝劑的分類及其作用機(jī)理[J]．黑龍江科技信息，2009(10): 236．

[2]王振軍，何廷樹．緩凝劑作用機(jī)理及對(duì)水泥混凝土性能影響[J]．公路，2006(07): 149-154．

[3]侯維紅，劉燕，劉虎，等．緩凝劑對(duì)混凝土性能的影響研究[J]．商品混凝土，2017(04): 30-32．

[4]劉恩福．多種緩凝劑在水泥-減水劑體系中的作用比較[J]．混凝土世界，2015(02): 71-74．

[5]管娟，張勝標(biāo)．糖類及其衍生物對(duì)水泥混凝土水化性能的影響[J]．混凝土世界，2016(05): 92-95．

[6]馬保國(guó)，許永和，董榮珍．糖類及其衍生物對(duì)硅酸鹽水泥水化歷程的影響[J]．硅酸鹽通報(bào)，2005(04): 45-48．

[7]沈衛(wèi)國(guó)，周明凱．蔗糖對(duì)水泥水化過(guò)程影響機(jī)理研究[J]．建筑材料學(xué)報(bào)，2007(05): 566-572．

[8]周丹．混凝土外加劑—緩凝劑發(fā)展?fàn)顩r[J]．科技視界，2012,(34): 101+145．

[9]劉尊明，逄魯峰．聚羧酸高效減水劑與緩凝劑的復(fù)配研究[J]．混凝土，2009(12): 52-53．

[10]羅紫隆，張全貴，隗功磊，等．不同緩凝劑在復(fù)配聚羧酸系減水劑中的性能研究[J]．混凝土世界，2016 (11): 92-95．

[11]付長(zhǎng)紅．聚羧酸系高性能減水劑復(fù)配性能研究[A].聚羧酸系高性能減水劑研究與工程應(yīng)用——第三屆全國(guó)混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)專業(yè)委員會(huì)年會(huì)論文集[C]．中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建材分會(huì)混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)專業(yè)委員會(huì)，2007:5．

[12]王義廷．聚羧酸減水劑與緩凝劑的復(fù)配效應(yīng)研究[A]．中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)混凝土與水泥制品分會(huì)第九屆理事會(huì)成立大會(huì)暨第十一屆全國(guó)高性能混凝土學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)混凝土與水泥制品分會(huì)，2015:4．

[13]何燕．萘系減水劑與緩凝劑復(fù)合效應(yīng)研究[J]．粉煤灰綜合利用，2012(01): 41-44．

[14]宋仁義，何潤(rùn)芝．雙組分復(fù)合型超緩凝劑性能研究[J]．混凝土，2003(04): 42-44．

岳茜（1996—），女，大學(xué)本科在讀，無(wú)機(jī)非金屬專業(yè)。

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