【正文】 狀共聚物對水泥顆粒的分散減水機(jī)理如圖13所示。一般認(rèn)為所有的離子聚合物都會引起靜電斥力和空間位阻斥力兩種作用力，它們的大小取決于溶液中離子的濃度，(如萘磺酸鹽甲醛縮合物、三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物)吸附在水泥顆粒表面，能顯著降低水泥顆粒的ξ負(fù)電位(絕對值增大)，因而其以靜電斥力為主分散水泥顆粒，其空間位阻斥力較小。當(dāng)水泥顆?？拷綄娱_始重疊，即在顆粒之間產(chǎn)生斥力作用，重疊越多，斥力越大。以靜電斥力作用為主的減水劑(如萘磺酸鹽甲醛縮合物、三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物等)對水泥顆粒的分散減水機(jī)理如圖12所示。帶羧酸根離子(一COO)的聚合物電解質(zhì)減水劑，靜電斥力作用次之。由于親水極性基團(tuán)的電離作用，使得水泥顆粒表面帶上電性相同的電荷，并且電荷量隨減水劑濃度增大而增大直至飽和，從而使水泥顆粒之間產(chǎn)生靜電斥力，使水泥顆粒絮凝結(jié)構(gòu)解體，顆粒相互分散，釋放出包裹于絮團(tuán)中的自由水，從而有效地增大拌合物的流動性。因此，不但減水劑的極性基種類、數(shù)量影響其減水作用效果，而且減水劑的非極性基的結(jié)構(gòu)特征，碳?xì)滏滈L度也顯著影響減水劑的性能。（一）降低水泥顆粒固液界面能減水劑通常為表面活性劑(異極性分子)，性能優(yōu)良的減水劑在水泥—水界面上具有很強(qiáng)的吸附能力。減水劑摻入新拌混凝土中，能夠破壞水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)，起到分散水泥順位及水泥水化顆粒的作用，從而釋放絮凝結(jié)構(gòu)中的自由水，增大混凝土拌合物的流動性。減水劑在水泥顆粒表面的吸附過程要比一般的溶液吸附過程復(fù)雜得多。圖（11）減水劑作用機(jī)理示意圖水泥顆粒或水泥水化顆粒作為固體吸附劑，由于本身性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使減水劑在其表面的吸附既有物理吸附，也有化學(xué)吸附。帶極性基(如一OH、一O)的非離子減水劑也能通過范德華力和氫鍵的共同作用吸附在水泥顆粒表面。這些極性基團(tuán)與水泥顆粒或水化水泥顆粒的極性表面具有較強(qiáng)的親合力。作為水泥顆粒分散劑的減水劑，大部分是相對分子量較低的聚合物電解質(zhì)，其相對分子量在1500一100000范圍內(nèi)。由于水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)會使10%30%的自由水包裹其中，從而嚴(yán)重降低了混凝土拌合物的流動性。微細(xì)的水泥顆粒具有較大的比表面能(固液界面能)，為了降低固液界面總能量，微細(xì)的水泥顆粒具有自發(fā)凝聚成絮團(tuán)趨勢，以降低體系界面能，使體系在熱力學(xué)上保持穩(wěn)定性。由于水泥顆粒粒徑絕大部分在7μm80μm范圍內(nèi)，屬于微細(xì)粒粉體顆粒范疇。適用于蒸養(yǎng)混凝土、高強(qiáng)混凝土、早強(qiáng)混凝土及流態(tài)混凝土。如國產(chǎn)SM減水劑，磺化三聚氰胺樹脂(SM)。常用量為水泥質(zhì)量的0．5—1％，減水率為10—25％；28d抗壓強(qiáng)度提高15—50％。(2)聚烷基芳族磺酸鹽類：為陰離子高效減水劑。其摻量為水泥質(zhì)量的0．2—0．3％，減水率為5—15％，28d抗壓強(qiáng)度提高10—15％，在水泥用量不變，強(qiáng)度相近條件下，可節(jié)約水泥5—1帆。緩凝型初凝時間延長至少1h，但不小于3．5h；終凝時間延長不超過3．5h。(3)按混凝土的凝結(jié)時間和早期強(qiáng)度分類：分為標(biāo)準(zhǔn)型、緩凝型和早強(qiáng)型減水劑。按功能分類(1)按塑化效果分類：分為普通減水劑(減水率在5％以上)和高效減水劑(減水率在12％以上)。相比而言, 脂肪族高效減水劑除了存在易滲色等少部分缺點外, 由于其具有原材料來源廣、價格低、摻量小、減水率高、與水泥適應(yīng)性好、無污染和性價比優(yōu)于萘系產(chǎn)品等優(yōu)點, 正正越來越受到社會的青賴。目前, 在國內(nèi)減水劑的應(yīng)用中存在著以萘系高效減水劑為主流, 以蜜胺樹脂、氨基磺酸鹽、脂肪族和改性木質(zhì)素等高效減水劑并同發(fā)展, 以聚羧酸高性能減水劑逐步深入研究和初步應(yīng)用為方向的趨勢，各類高效減水劑在應(yīng)用中尚存在不少問題:萘系減水劑除了含堿量高和它的加入致使新拌混凝上易產(chǎn)生泌水和離析分層而影響硬化混凝土的耐久性問題外, 還對人類和野生生物具有潛在的毒性, 且其副產(chǎn)品( 短鏈的萘磺酸鹽和單體萘) 不能完并能向水中遷移而造成水資源污染, 還因其主要原材料萘來源于石油產(chǎn)品、合成過程需要140℃以上的高溫等原因存在能源問題。到60年代，混凝土減水劑得到了較快發(fā)展。脂肪族減水劑的制備與性能檢測近代混凝土減水劑的發(fā)展已有60多年的歷史。20世紀(jì)30年代初，美國、英國、日本等已經(jīng)在公路、隧道、地下工程中使用木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑。外加劑尤其是高效減水劑作為混凝土的重要組分之一, 在混凝土材料中具有極為重要的作用。 蜜胺樹脂穩(wěn)定性不佳, 改性木質(zhì)素過度緩凝且損失大, 氨基磺酸鹽泌水量大對摻量敏感, 而聚羧酸高性能減水劑的價格一直隨石油價格的上漲而猛漲。脂肪族減水劑是以羰基化合物為主要原料，在堿性條件下通過碳負(fù)離子的生產(chǎn)而縮合得到的一種脂肪族高分子鏈，并且通過亞硫酸鹽對羰基的加成從而在分子鏈上引進(jìn)親水的磺酸基團(tuán)，使得分子形成具有表面活性的一種高分子減水劑。(2)按引氣量分類：分為引氣減水劑(含氣量3．5—5．5％)和非引氣減水劑(含氣量＜3％，一般在2％左右)。標(biāo)準(zhǔn)型可以使混凝土的初凝及終凝時間縮短不大于1h，延長不超過2h；早強(qiáng)型兼具減水和提高混凝土的早期強(qiáng)度的作用。按化學(xué)成分分類：(1)木質(zhì)素磺酸鹽類：應(yīng)用較普遍的為木質(zhì)素磺酸鈣，它是陰離子表面活劑。適用于日最低氣溫十5Y以上的各種預(yù)制及現(xiàn)澆混凝土、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土、大體積混凝土、泵送混凝土、防水泥凝土、大模板施工用混凝土及滑模施工用混凝土，但不宜用于蒸養(yǎng)混凝土。國內(nèi)現(xiàn)生產(chǎn)的有MF(β—．荼磺酸甲醛縮合物的鈉鹽)、MF(甲基荼磺酸甲醛縮合物鈉鹽)及FDN、JN、UNF、SN一2等均屬此類。(3)三聚氰胺甲樹脂磺酸鹽類：屬陰離子型，系早強(qiáng)、非引氣型的高效減水劑。摻量為水泥質(zhì)量的0．5—1．0％，減水率為10—27％，28d抗壓強(qiáng)度提高30—50％。常用的還有糖蜜類和腐殖酸類減水劑。對于水泥—水體系，水泥顆粒及水泥水化顆粒表面為極性表面，具有較強(qiáng)的親水性。C3A顆粒表面帶正電，而C3S和C2S顆粒表面帶負(fù)電，正負(fù)電荷的靜電引力作用也促使水泥顆粒凝聚形成絮團(tuán)結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。減水劑摻入的主要作用就是破壞水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)，使其保持分散狀態(tài)，釋放出包裹于絮團(tuán)中的自由水，從而提高新拌混凝土的流動性。這些聚合物電解質(zhì)的碳?xì)滏溕隙紟в性S多極性基官能團(tuán)，極性基團(tuán)的種類通常有一SO一COO及一OH等。帶電荷的減水劑(具有一SO一COO一等極性基的陰離子表面活性物質(zhì))通過范德華力或靜電引力或化學(xué)鍵力吸附在水泥顆粒表面。沒有與水泥顆粒表面作用的極性基則隨碳?xì)滏溕烊胍合?見圖11所示)。并且吸附作用可以發(fā)生在毛細(xì)孔、裂縫及氣孔的所有表面上。并且在水泥—水分散體系中，水泥粒子吸附減水劑的同時，還伴隨著水泥的水化過程。雖然，減水劑的種類不同，其對水泥顆粒的分散作用機(jī)理也不盡相同，但是，概括起來，減水劑分散減水機(jī)理基本上包括以下五個方面。減水劑吸附在泥顆粒表面能夠降低水泥顆粒固液界面能，降低水泥—水分散體系總能量，從而提高分散體系的熱力學(xué)穩(wěn)定性，這樣有利于水泥顆粒的分散。（二）靜電斥力作用新拌混凝土中摻入