緩凝劑作用機(jī)理及對(duì)水泥混凝土性能影響

程先娜+郭廣智

摘 要：緩凝劑實(shí)際上是一種外加劑，緩凝劑能夠延長(zhǎng)水泥混凝土的凝結(jié)時(shí)間，這樣可以方便水泥混凝土的澆注，保證施工進(jìn)度，提高工程施工效率。緩凝劑的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)就是不會(huì)對(duì)水泥混凝土的性能產(chǎn)生任何不良影響。在西方國(guó)家，緩凝劑已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于公路工程施工中，緩凝劑的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。

關(guān)鍵詞：緩凝劑 作用機(jī)理 水泥混凝土 性能

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）03（c）-0097-02

既然緩凝劑已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各大工程中，該文就對(duì)緩凝劑的作用原理和對(duì)水泥混凝土性能的影響展開分析研究。隨著社會(huì)的快速發(fā)展，各項(xiàng)科技也得到迅猛發(fā)展，緩凝劑的發(fā)展前景十分廣闊，國(guó)家相關(guān)部門必須加大對(duì)緩凝劑的研究力度，進(jìn)一步擴(kuò)大緩凝劑的應(yīng)用范圍。

1 緩凝劑的種類

目前，緩凝劑的種類非常多，大致可以分為以下兩大類：一是無機(jī)緩凝劑，二是有機(jī)緩凝劑。其中，無機(jī)緩凝劑包括以下幾種：一是磷酸鹽，二是鋅鹽，三是硫酸鐵，四是硫酸銅，五是硼酸鹽；有機(jī)緩凝劑包括以下幾種：一是木質(zhì)素磺酸鹽，二是多元醇，三是多元醇衍生物，四是糖類，五是碳水化合物。

2 緩凝劑的作用機(jī)理分析

2.1 無機(jī)緩凝劑的作用機(jī)理

通常情況下，有機(jī)緩凝劑會(huì)吸附在水泥混凝土表面，可以改變固體水泥混凝土的性質(zhì)。有機(jī)緩凝劑也可以在水泥混凝土表面形成一層比較薄的水膜層，改變晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)而抑制水泥混凝土性能的改變，起到緩凝的作用。但是，無機(jī)緩凝劑的作用機(jī)理和有機(jī)緩凝劑的作用機(jī)理不同，無機(jī)緩凝劑能夠和水泥混凝土融合在一起并生成新的物質(zhì)，也就是鈣礬石，沉淀在水泥混凝土表面，這樣就可以抑制水泥混凝土性能的改變。無機(jī)緩凝劑的發(fā)展受到水泥混凝土膠體粒子的影響比較大，水泥混凝土膠體粒子存在比較強(qiáng)的斥力，這樣就可以保證水泥凝膠的穩(wěn)定性。電解質(zhì)可以在水泥混凝土顆粒表面形成雙電層，這樣就可以阻止水泥混凝土內(nèi)部的粒子結(jié)合在一起。但是，如果電解質(zhì)的量比較大，雙電層就會(huì)被壓縮，粒子之間的引力會(huì)不斷增強(qiáng)，水泥混凝土凝膠也會(huì)開始凝聚。雙電層的結(jié)構(gòu)會(huì)受到高價(jià)離子的影響，當(dāng)高價(jià)離子進(jìn)入水泥混凝土膠體粒子時(shí)，就可以替代低價(jià)離子，雙電層中的離子數(shù)量就會(huì)不斷減少，動(dòng)電電位的絕對(duì)值也會(huì)相應(yīng)下降，水泥混凝土凝聚的作用會(huì)逐漸增強(qiáng)，出現(xiàn)凝聚的現(xiàn)象。事實(shí)上，大部分無機(jī)緩凝劑都屬于鹽類電解質(zhì)，可以在一定條件下產(chǎn)生帶電離子。陽(yáng)離子的置換能力受到以下幾個(gè)因素的影響：一是電負(fù)性大小，二是離子半徑，三是離子濃度。通常情況下，原子的序數(shù)增大，水泥混凝土凝聚力就會(huì)增強(qiáng)。

2.2 有機(jī)緩凝劑的作用機(jī)理

有機(jī)緩凝劑以糖類和多元醇為例，多元醇可以在水泥混凝土水化的過程中起到一定的緩凝作用，緩凝作用產(chǎn)生的機(jī)理就是多元醇會(huì)吸附在水泥混凝土表面，形成氫鍵，氫鍵又可以和水泥混凝土內(nèi)部的水分子結(jié)合在一起，水泥混凝土顆粒的表面就會(huì)形成一層水膜，這樣就可以抑制水泥混凝土性能的轉(zhuǎn)變。糖類中以下幾種物質(zhì)的緩凝作用比較強(qiáng)：一是單糖，二是低聚糖。

3 緩凝劑對(duì)水泥混凝土性能的影響

3.1 對(duì)新攪拌水泥混凝土性能的影響

緩凝劑應(yīng)用于水泥混凝土中可以延長(zhǎng)水泥混凝土凝結(jié)的時(shí)間。水泥混凝土的凝結(jié)時(shí)間和以下因素有關(guān)：一是緩凝劑的種類，二是緩凝劑的劑量，三是緩凝劑添加的方法，四是水泥混凝土的品種，五是水泥混凝土的配比，六是施工季節(jié)，七是施工技術(shù)。在攪拌水泥混凝土的過程中，添加少量的緩凝劑就可以起到緩凝的作用，而且不會(huì)出現(xiàn)異常現(xiàn)象。但是，由于緩凝劑的種類比較多，需要結(jié)合水泥混凝土的種類來選擇緩凝劑，不同的緩凝劑所產(chǎn)生的作用不同，只有保證緩凝劑使用的合理性，才能真正發(fā)揮出緩凝劑在水泥混凝土中的作用。

糖類緩凝劑添加到水泥混凝土中，水泥混凝土的和易性會(huì)發(fā)生改變，緩凝劑的劑量越大，水泥混凝土的流動(dòng)性也會(huì)越強(qiáng)，這樣可以保證水泥混凝土攪拌的均勻性，避免水泥混凝土出現(xiàn)裂縫或者收縮問題。當(dāng)緩凝劑添加到一定劑量后，水泥混凝土的和易性就會(huì)有所降低，這樣水泥混凝土就可以保持長(zhǎng)時(shí)間的塑性，更好地保證水泥混凝土的質(zhì)量，避免水泥混凝土在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)量問題。但是，由于緩凝劑有一定的減水作用，在水泥混凝土劑量不變的情況下可以適當(dāng)減少用水量，提高水泥混凝土的強(qiáng)度。但是，添加過緩凝劑的水泥混凝土不應(yīng)該存放太長(zhǎng)時(shí)間，否則水泥混凝土的強(qiáng)度會(huì)變低，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致水泥混凝土長(zhǎng)時(shí)間不凝固，無法達(dá)到工程施工要求，這也是施工企業(yè)必須注意的問題之一。

3.2 對(duì)硬化水泥混凝土性能的影響

通常情況下，緩凝劑在水泥混凝土中會(huì)產(chǎn)生物理效應(yīng)，也就是說緩凝劑不會(huì)和水泥混凝土產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，也不會(huì)產(chǎn)生新的物質(zhì)，只是在一定程度上減緩了水泥混凝土反應(yīng)的速度。因此，緩凝劑對(duì)水泥混凝土的影響主要是針對(duì)硬化結(jié)構(gòu)的調(diào)整和改變。從水泥混凝土強(qiáng)度的角度來看，在水泥混凝土里添加一定劑量的緩凝劑后，水泥混凝土的強(qiáng)度會(huì)逐漸降低，但是如果添加的時(shí)間超過7 d，水泥混凝土的強(qiáng)度就會(huì)恢復(fù)到未添加緩凝劑時(shí)的強(qiáng)度，30 d后水泥混凝土的強(qiáng)度還會(huì)有所提高，導(dǎo)致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因就是在水泥混凝土內(nèi)部添加一定劑量的緩凝劑后，水泥混凝土內(nèi)部的水化物分布更加均勻，這樣就可以讓水泥混凝土顆粒得到充分水化，進(jìn)而提高水泥混凝土的強(qiáng)度。但是，同樣需要注意的問題就是必須合理選擇緩凝劑的品種，如果緩凝劑的選擇不合理，不僅達(dá)不到預(yù)期的效果，反而會(huì)起到反作用，影響水泥混凝土的質(zhì)量和強(qiáng)度，進(jìn)而影響工程的施工質(zhì)量。緩凝劑還可以和引氣劑一起使用，向水泥混凝土內(nèi)部注射微小的氣泡，這樣就可以阻塞水泥混凝土內(nèi)部的縫隙，避免水泥混凝土裂縫的出現(xiàn)，提高水泥混凝土的耐久性，進(jìn)而保證工程的施工質(zhì)量，避免安全事故的發(fā)生。

在使用緩凝劑之前，施工人員必須結(jié)合實(shí)際情況合理計(jì)算緩凝劑添加的劑量，緩凝劑劑量過大或者過小都會(huì)影響水泥混凝土質(zhì)量，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致安全事故的發(fā)生，給施工企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。除此之外，在使用緩凝劑之前必須進(jìn)行多次試驗(yàn)，在一定條件下水泥混凝土?xí)霈F(xiàn)假凝的問題，只有多次試驗(yàn)才能保證緩凝劑添加劑量的正確性，才能使用到工程中，緩凝劑的使用必須十分謹(jǐn)慎。

4 結(jié)語

緩凝劑是一種比較常見的添加劑，主要添加于水泥混凝土中，以此來提高水泥混凝土的強(qiáng)度，保證水泥混凝土的質(zhì)量，避免水泥混凝土裂縫的出現(xiàn)，進(jìn)而保證工程的施工質(zhì)量。但是，緩凝劑的種類比較多，不同的緩凝劑作用機(jī)理不同，對(duì)水泥混凝土性能的影響也會(huì)有所不同。對(duì)此，施工企業(yè)必須結(jié)合實(shí)際情況合理制定緩凝劑使用方案，合理計(jì)算緩凝劑的添加劑量，保證緩凝劑添加的合理性，充分發(fā)揮出緩凝劑的作用，如果緩凝劑的選擇不合理，不僅達(dá)不到預(yù)期的效果，反而會(huì)起到反作用。但是，添加過緩凝劑的水泥混凝土不應(yīng)該存放太長(zhǎng)時(shí)間，否則水泥混凝土的強(qiáng)度會(huì)變低。在攪拌水泥混凝土的過程中，添加少量的緩凝劑就可以起到緩凝的作用，而且不會(huì)出現(xiàn)異常現(xiàn)象。如今，緩凝劑的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，緩凝劑的發(fā)展前景是十分廣闊的。

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