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引起了变化,从而影响了分散体系的微观结构参数15。PCEs分子的聚氧乙烯(PEO)侧链与羧基(COO)、磺酸基(SO32)等侧基一起形成了梳状分子结构,其中主链上的阴离子活性基团如COO、SO32等锚固吸附在熟料表面形成双电层而产生静电斥力;PEO侧链在溶液中拉伸构象,并通过氢键与水分子缔合在熟料表面形成立体吸附层而产生空间位阻;SO32可以增加表面活性、调节引气含量;这些组合优势作用下使熟料的分散、坍落度保持性能优异1619。PCEs除了静电斥力、空间位阻等作用机理外,吸附作用也倍受关注20。
111静电斥力
掺PCEs的混凝土体系中,减水剂分子定向吸附在熟料表面。PEO侧链与COO、SO32等侧基基团一起形成了梳状分子结构,其中主链上的阴离子活性基团如COO、SO32等锚固吸附在熟料表面形成双电层而产生静电斥力,阻止相邻熟料靠近。由La
gmuir等温吸附方程21可知,当分散体系中极性阴离子含量增多时,熟料表面的减水剂分子吸附量也增多,然后在熟料表面会形成一层吸附膜,使水泥水体系处于相对稳定的分散状态,熟料间
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的摩擦阻力减小,使水泥浆体的分散效果明显变好22。静电斥力与空间位阻作用模型见图1。
PCEs梳状分子主链上部分强极性阴离子活性基团与熟料表面的电荷以离子键结合,再通过氢键与水分子缔合形成一定厚度的水化薄膜,不仅增加了熟料与减水剂分子之间的吸附力还产生了空间位阻作用。如:侧链中的醚键(O)与水中的(H)形成氢键,PEO侧链在熟料表面形成立体吸附层较为伸展的在水溶液中,使熟料相对稳定地分散在体系中,如图1所示。PCEs梳状分子的侧链是空间位阻的主要来源,其长短和密度都会对减水剂的分散性和分散保持性产生一定的影响。KauppiA23等通过原子力显微镜研究了丙烯酸类共聚物对熟料的分散作用机理,认为分散作用主要源于PCEs梳状分子中侧链产生的空间位阻效应。缪昌文24等认为,静电斥力和空间位阻作用在水泥水体系中共同存在。彭雄义25采用球形颗粒的静电排斥势能和空间位阻势能公式分别计算了吸附PCEs熟料产生的静电斥力势能和空间位阻势能,研究发现起主导作用的静电斥力、空间位阻与PCEs支链的长短有关。李崇智等26研究认为PEO侧链长度与空间位阻效应呈正相关性。冉千平等19认为当侧链密度相同时,短侧链减水剂分子含有较多吸附基团,静电排斥和空间位阻效应同时存在,但在水灰比较低的情况下,液相中高离子强度压缩了双电层,静电斥力效应不能发挥,空r
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