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SBC减水分散机理及水溶性纤维素醚的合成与应用

【摘要】:SBC与SNF均为离子型高效减水剂,从水泥净浆实验结果可知,在掺加相同浓度减水剂的情况下,其水泥分散体系的ζ电位绝对值较空白样有较大增长,SBC在水泥颗粒上的吸附量小于SNF,掺加SBC的水泥分散体系的ζ电位绝对值也小于相同掺量SNF的水泥体系,即掺加SBC的水泥颗粒间的静电斥力小于掺加SNF的静电斥力,但SBC对水泥粒子的分散能力及保持分散能力均优于SNF,这说明单纯的静电斥力理论难以解释SBC的分散作用机理。

新拌水泥体系中掺入减水剂后,减水剂分子定向吸附在水泥颗粒表面,部分极性基团指向液相。由于亲水极性基团的电离,使水泥颗粒表面带上电性相同的电荷,并且电荷量随减水剂浓度增大而增大,直至饱和,水泥颗粒之间产生静电斥力,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,从而有效地增大拌和物的流动性。SBC与SNF均为离子型高效减水剂,从水泥净浆实验结果可知,在掺加相同浓度减水剂的情况下,其水泥分散体系的ζ电位绝对值较空白样有较大增长,SBC在水泥颗粒上的吸附量小于SNF,掺加SBC的水泥分散体系的ζ电位绝对值也小于相同掺量SNF的水泥体系,即掺加SBC的水泥颗粒间的静电斥力小于掺加SNF的静电斥力,但SBC对水泥粒子的分散能力及保持分散能力均优于SNF,这说明单纯的静电斥力理论难以解释SBC的分散作用机理。

经过计算掺加SBC的水泥—水分散体系中水泥颗粒间的作用力,不难发现,SBC的掺加导致体系中水泥颗粒间作用力发生很大改变,一方面使颗粒间静电斥力提高,另一方面由于吸附在水泥颗粒表面的SBC形成3.72nm的吸附层,产生强烈的空间位阻作用,而且空间位阻作用力在一定范围内起主导作用,这说明SBC主要依赖空间位阻作用来实现水泥颗粒间的分散,同时静电斥力也是其分散减水作用不可缺少的。即是以空间位阻作用为主导的、与静电斥力作用的协同作用的结果。(www.chuimin.cn)

尽管无法通过计算来验证SBC在水泥颗粒表面形成的水化膜对水泥颗粒分散作用,但是由于SBC分子结构中含有大量的磺酸基、羟基、醚基等强亲水性基团,能与水形成氢键,使亲水性更强,因此当水泥颗粒吸附减水剂SBC后,其表面会形成水化膜,这层溶剂化水化膜具有一定机械强度,它的存在有利于破坏水泥颗粒絮凝结构,增大水泥颗粒之间的距离,阻止水泥颗粒间发生絮凝,水化膜还能够使水泥颗粒之间相对运动变得容易,起到润滑作用。