缓凝剂

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　　缓凝剂是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。缓凝剂主要有四类：糖类，如糖蜜；木质素磺酸盐类，如木钙、木钠。常用的缓凝剂 是木钙和糖蜜，其中糖蜜的缓凝效果最好。缓凝剂具有缓凝、减水、降低水化热和增强作用，对钢筋也无锈蚀作用。主要使适用于大体积混凝土和炎热气候下施工的混凝土，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。

　　缓凝剂的种类按其化学成可分为无机缓凝剂和有机缓凝剂两大类：

　　1.无机缓凝剂

　　(1)磷酸盐、偏磷酸盐类缓凝剂磷酸盐、偏磷酸盐类缓凝剂是近年来研究较多的无机缓凝剂。正磷酸(H₃P0₄的缓凝作用并不大，但各种磷酸盐的缓凝作用却较强。在相同掺量情况下。磷酸盐类缓凝剂中缓凝作用最强的是焦磷酸钠(Na₂P₂O₇)。

　　(2)硼砂(Na₂B₄0₇·10H₂0)色粉末状结晶物质。吸湿性强，易溶午水和甘油，水溶液呈弱碱性，在干燥的空气中易缓慢风化。

　　(3)氟硅酸钠(Na_2SiF_6)白色结晶物质，密度2．68g·cm ^{− 3}，微溶于水，不溶于乙醇，有腐蚀性，一般掺量为水泥用量的0．1％～2％。

　　2.有机缓凝剂

　　有机缓凝剂按其官能团的不同可分为木质素磺酸盐、羟基羧酸及其盐、多元醇及其衍生物、糖类及碳水化合物等。

　　(1)羟基羧酸、氨基羧酸及其盐

　　此类缓凝剂的分子结构中含有羟基，羧酸基或氨基，常见的此类缓凝剂有柠檬酸、葡萄糖酸、水杨酸等及其盐。此类缓凝剂的缓凝效果较强，掺量一般为水泥用量的0．05％～0．2％。

　　(2)多元醇及其衍生物

　　多元醇及其衍生物的缓凝作用较稳定，特别是在使用温度变化时仍有较好的稳定性。其中一元醇缓凝作用较小，但随烷基的增加，表面活性增强；二元醇中的乙二醇基本没有缓凝作用，丙二醇以后的二元醇缓凝作用逐渐增强；丙三醇缓凝作用很强，甚至可以使水泥水化作用完全停止。此类缓凝剂掺量一般为水泥用量的0．05％～0.2％之间。

　　(3)糖类

　　葡萄糖、蔗糖及其衍生物和糖蜜及其衍生物，由于原料广泛、价格低廉，同时具有一定的缓凝作用，因此使用也较为广泛。其掺量一般为胶凝材料用量的0.1％～0.3％。

　　1.无机缓凝剂作用机理

　　水泥浆体凝聚过程的发展取决于水泥矿物的组成和胶体粒子问的相互作用，同时也取决于水泥浆体中电解质的存在状态。如果胶体粒子之间存在相当强的斥力，水泥凝胶体系将是稳定的，否则将产生凝聚。电解质能在水泥矿物颗粒表面构成双电层，并阻止粒子的相互结合。当电解质过量时，双电层被压缩，粒子间的引力强，水泥凝胶体开始凝聚。绝大多数无机缓凝剂都是电解质盐类，可以在水溶液中电离出带电离子。阳离子的置换能力随其电负性的大小、离子半径以及离子浓度不同而变化。而同价数的离子的凝聚作用取决于它的离子半径和水化程度。一般来讲，原子序数越大，凝聚作用越强。难溶电解质的溶度积也会对水泥浆体系稳定状态产生影响。水泥的水化过程本质上就是一种低溶解度的固体与水生成更低溶解度的固体产物的反应过程。也就是说。这是一个随水泥浆体系中液相量不断消耗，而与之相接触的固相量不断增加的过程。因此。无机电解质的加入会影响Ca(OH)₂、C-S-H析出成核及C-A-S-H的形成过程，进而延迟了水泥的凝结硬化。

　　2.有机缓凝剂作用机理

　　(1)羟基羧酸、氨基羧酸及其盐

　　此类缓凝剂对硅酸盐水泥的缓凝作用主要在于它们的分子结构中含有-OH等络合物形成基。羟基在水泥水化产物的碱性介质中与游离的Ca^{2 +} 生成不稳定的络合物，在水化初期控制了液相中的Ca^{2 +} 的浓度，产生缓凝作用。随着水化过程的进行，这种不稳定的络合物将自行分解，水化将继续正常进行，并不影响水泥后期水化。其次，羟基、氨基、羧基均易与水分子通过氢键缔合，再加上水分子之间的氢键缔合，使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒键的直接接触，阻碍水化的进行。

　　(2)糖类、多元醇类及其衍生物

　　此类缓凝剂对水泥的水化反应具有程度不同的缓凝作用，其缓凝作用在于羟基吸附在水泥颗粒表面与水化产物表面上的O^{2 −} 成氢键，同时，其他羟基又与水分子通过氢键缔合，同样使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜，从而抑制水泥的水化进程。在醇类的同系物中，随其羟基数目的增加，缓凝作用逐渐增强。单糖、低聚糖，如葡萄糖、蔗糖等，均具有较强的缓凝作用，它们的缓凝机理同醇类。

　　(3)糖蜜类减水剂

　　糖蜜中的主要成分是己糖酸钙，具有较强的固—液表面活性，因此能吸附在水泥矿物颗粒表面形成溶剂化吸附层，阻碍颗粒的接触和凝聚，从而破坏了水泥的絮凝结构，使水泥的初期水化糖钙含有多个羟基，对水泥的初期水化有较强的抑制作用，可以使游离水增多，提高了水泥浆的流动性。糖蜜属于非引气型缓凝剂，原因在于它的气—液界面活性较低，不利于降低水的表面张力，因而引气量不大。