浅谈混凝土有机缓凝剂

2017-04-09岳茜宋巍

商品混凝土 2017年9期

关键词：缓凝剂糖类羧酸

岳茜，宋巍

（华北理工大学，河北唐山 063210）

浅谈混凝土有机缓凝剂

岳茜，宋巍

（华北理工大学，河北唐山 063210）

本文简要描述了混凝土有机缓凝剂中典型的三类：羟基羧酸、氨基羧酸及其盐，多元醇及其衍生物，糖类及其衍生物的作用机理，及掺入这三类缓凝剂对混凝土的影响。混凝土缓凝剂还可以与其他外加剂一起复配使用。另外，两种缓凝剂还可以复配使用，效果比单一缓凝剂效果要好。

有机缓凝剂；复配；混凝土

0 引言

随着工业的迅速发展，混凝土也发展迅速，相应的一些混凝土外加剂也开始迅速发展。比如为了延长水泥的凝结时间，人们发现了缓凝剂。缓凝剂可分为无机缓凝剂和有机缓凝剂，其中有机缓凝剂在掺量很小时就可达到无机缓凝剂的缓凝效果，而且缓凝时间也比无机缓凝剂长。有机缓凝剂中比较常用的有羟基羧酸、氨基羧酸及其盐，多元醇及其衍生物，糖类及其衍生物三种。

1 羟基羧酸、氨基羧酸及其盐类缓凝剂

1.1 作用机理

羟基羧酸、氨基羧酸及其盐类缓凝剂的作用机理是其中含有 OH-离子，它可以与水泥中的 Ca2+发生络合反应，从而能延缓水泥水化反应的进行。但是随着反应的进行，生成的络合物又会分解，水化反应又继续进行，所以，羟基羧酸、氨基羧酸及其盐类缓凝剂对混凝土后期的性能不会产生影响[1]。

1.2 影响

羟基羧酸、氨基羧酸及其盐类混凝剂主要包括以下四种：柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、水杨酸及其盐。其中，柠檬酸在掺量为.03% 到.06% 之间时，初凝时间超长，终凝时间在掺量为2% 时大于 24h[2]。凝结时间由长到短排序为：柠檬酸＞葡萄糖酸＞水杨酸＞酒石酸，柠檬酸缓凝作用较强。侯维红[3]等人研究了葡萄糖酸钠和β环糊精对混凝土抗压强度、凝结时间和坍落损失的影响，试验表明，掺.07% 的葡萄糖酸钠和β环糊精能延长混凝土的终凝时间，改善混凝土的流动性，同时也具有一定的减水性，而且混凝土的抗压强度也有提升。

2 多元醇及其衍生物

2.1 作用机理

多元醇缓凝剂对混凝土的缓凝效果与所含 -OH 的数目有关，-OH 的数目越多，缓凝效果越好。在混凝土颗粒表面 -OH 与水化产物上的 O2-形成氢键，同时 -OH又可与水相连形成氢键，这样就形成了一个水膜，延缓了水泥的水化进程。

2.2 影响

多元醇中的聚乙烯醇缓凝效果较强，聚乙烯醇掺量在.15% 时，混凝土的初凝时间为 165min，终凝时间为 315min，强度也较大，但是掺量过大，强度会显著降低。刘恩福[4]比较了几种缓凝剂在水泥—减水剂体系中的作用，试验发现，缓凝剂与减水剂复配使用效果更好，可以提高水泥后期的强度。

3 糖类及其衍生物

3.1 作用机理

糖类及其衍生物中含有大量多羟基基团，可以使得糖类分子吸附在水泥表面，然后延长水泥颗粒与水的接触，从而抑制水泥的水化反应，降低水化反应速率，降低水泥放热量，具有优越的缓凝性能[5]。

3.2 影响

马保国[6]等人研究了糖类中葡萄糖、蔗糖及其衍生物葡萄糖酸钠、糖钙对硅酸盐水泥的水化历程的影响规律，试验表明，糖类延缓了水泥的水化进程，降低了C3S 的水化速率，并且这种降低效应与糖类缓凝剂的含量有关，含量越多，作用效果越强；相同含量下，这种效应强弱顺序是：蔗糖＞葡萄糖＞葡萄糖酸钠＞糖钙。沈卫国[7]等人研究了不同掺量的蔗糖对水泥水化过程的影响。蔗糖含量不同，对水泥水化过程的影响不同。

4 有机缓凝剂的复配使用

缓凝剂的使用离不开减水剂[8]，所以混凝剂与减水剂的复配使用是以后发展的一个方向。研究较多的是与聚羧酸系减水剂复配。刘尊明[9]等人试验发现，掺入葡萄糖酸钠和蔗糖可以改善水泥的初始流动度；相对于基准来说，柠檬酸和蔗糖的加入能显著提升初凝时间；葡萄糖酸钠的加入可以明显增加混凝土的抗压强度。罗紫隆[10]等人研究发现，分别掺入葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、蔗糖的混凝土出机坍落度和扩展度相对于基准来说都有明显提高，包括 1h 坍落度及扩展度和 2h 坍落度及扩展度都有提高。付长红[11]等人研究了糖钙、羟基类缓凝剂和聚羧酸系减水剂复配性能，研究发现，在掺入糖钙后，随着掺量增大，净浆流动性下降，而掺入羟基类缓凝剂后，流动性增加，说明聚羧酸系减水剂与羟基类缓凝剂复配效果好于糖钙。王义廷[12]等人也研究了聚羧酸系高效减水剂与多种缓凝剂复配使用的效果，结果表明，葡萄糖酸钠与聚羧酸系高效减水剂的复配效果最好。

何燕[13]研究了萘系减水剂与缓凝剂的复配效果，试验表明，随着柠檬酸钠掺量的增大，混凝土的初凝时间和终凝时间也在增大，掺葡萄糖酸钠的初凝曲线和终凝曲线随着掺量增大而出现极值点，掺量很大时，终凝时间会超过 10h，造成水泥长时间不硬化，不利于工业生产。同时，掺柠檬酸钠混凝土的流动度损失率也较大，掺葡萄糖酸钠较小，与萘系高效减水剂协同效果好。

缓凝剂还可以和不同种类的缓凝剂复配使用。宋仁义[14]等人研究了几种无机和有机缓凝剂及其缓凝剂及其双组分复合缓凝剂的系统性能，试验表明，二组分缓凝剂缓效果明显提升，缓凝时间大大延长，而且对于混凝土的强度无不利影响。