緩凝劑

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　　緩凝劑是指能延緩混凝土凝結時間，並對混凝土後期強度發展無不利影響的外加劑。緩凝劑主要有四類：糖類，如糖蜜；木質素磺酸鹽類，如木鈣、木鈉。常用的緩凝劑 是木鈣和糖蜜，其中糖蜜的緩凝效果最好。緩凝劑具有緩凝、減水、降低水化熱和增強作用，對鋼筋也無鏽蝕作用。主要使適用於大體積混凝土和炎熱氣候下施工的混凝土，以及需長時間停放或長距離運輸的混凝土。

　　緩凝劑的種類按其化學成可分為無機緩凝劑和有機緩凝劑兩大類：

　　1.無機緩凝劑

　　(1)磷酸鹽、偏磷酸鹽類緩凝劑磷酸鹽、偏磷酸鹽類緩凝劑是近年來研究較多的無機緩凝劑。正磷酸(H₃P0₄的緩凝作用並不大，但各種磷酸鹽的緩凝作用卻較強。在相同摻量情況下。磷酸鹽類緩凝劑中緩凝作用最強的是焦磷酸鈉(Na₂P₂O₇)。

　　(2)硼砂(Na₂B₄0₇·10H₂0)色粉末狀結晶物質。吸濕性強，易溶午水和甘油，水溶液呈弱鹼性，在乾燥的空氣中易緩慢風化。

　　(3)氟硅酸鈉(Na_2SiF_6)白色結晶物質，密度2．68g·cm ^{− 3}，微溶於水，不溶於乙醇，有腐蝕性，一般摻量為水泥用量的0．1％～2％。

　　2.有機緩凝劑

　　有機緩凝劑按其官能團的不同可分為木質素磺酸鹽、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

　　此類緩凝劑的分子結構中含有羥基，羧酸基或氨基，常見的此類緩凝劑有檸檬酸、葡萄糖酸、水楊酸等及其鹽。此類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定，特別是在使用溫度變化時仍有較好的穩定性。其中一元醇緩凝作用較小，但隨烷基的增加，錶面活性增強；二元醇中的乙二醇基本沒有緩凝作用，丙二醇以後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，由於原料廣泛、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％。

　　1.無機緩凝劑作用機理

　　水泥漿體凝聚過程的發展取決於水泥礦物的組成和膠體粒子問的相互作用，同時也取決於水泥漿體中電解質的存在狀態。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定的，否則將產生凝聚。電解質能在水泥礦物顆粒錶面構成雙電層，並阻止粒子的相互結合。當電解質過量時，雙電層被壓縮，粒子間的引力強，水泥凝膠體開始凝聚。絕大多數無機緩凝劑都是電解質鹽類，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。而同價數的離子的凝聚作用取決於它的離子半徑和水化程度。一般來講，原子序數越大，凝聚作用越強。難溶電解質的溶度積也會對水泥漿體系穩定狀態產生影響。水泥的水化過程本質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物的反應過程。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硬化。

　　2.有機緩凝劑作用機理

　　(1)羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽

　　此類緩凝劑對硅酸鹽水泥的緩凝作用主要在於它們的分子結構中含有-OH等絡合物形成基。羥基在水泥水化產物的鹼性介質中與游離的Ca^{2 +} 生成不穩定的絡合物，在水化初期控制了液相中的Ca^{2 +} 的濃度，產生緩凝作用。隨著水化過程的進行，這種不穩定的絡合物將自行分解，水化將繼續正常進行，並不影響水泥後期水化。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，使水泥顆粒錶面形成了一層穩定的溶劑化水膜，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

　　此類緩凝劑對水泥的水化反應具有程度不同的緩凝作用，其緩凝作用在於羥基吸附在水泥顆粒錶面與水化產物錶面上的O^{2 −} 成氫鍵，同時，其他羥基又與水分子通過氫鍵締合，同樣使水泥顆粒錶面形成了一層穩定的溶劑化水膜，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—液錶面活性，因此能吸附在水泥礦物顆粒錶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構，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製作用，可以使游離水增多，提高了水泥漿的流動性。糖蜜屬於非引氣型緩凝劑，原因在於它的氣—液界面活性較低，不利於降低水的錶面張力，因而引氣量不大。