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1、基于建筑材料水泥初期水化和溶解的研究摘要：本文采用直接測溫和EDTA滴淀的方法，研究了萘系高效減水劑、聚羧酸系高效減水劑、葡萄糖酸鈉緩凝劑、檸檬酸緩凝劑、三聚磷酸鈉緩凝劑及十二烷基苯磺酸鈉對水泥漿體5min內水化溫度和溶解的影響。結果表明：水泥的水化進程，尤其初期水化進程受高效減水劑和緩凝劑的影響較大，并隨其摻量的增加，抑制作用增強。 關鍵詞：建筑材料 水泥 初期水化 溶解1 緒論混凝土技術的發展離不開化學外加劑，而高效減水劑是混凝土中應用最廣泛的化學外加劑，高效減水劑對水泥水化的影響及其與水泥的適應性問題對混凝土技術的發展有著重要的影響，高效減水劑吸附后對水泥水化進程，尤其是初期水化進程也有2、重要的影響。國內外學者對高效減水劑對初期水泥水化的影響進行了大量的試驗研究，黃學輝、馬保國、Ionela等采用相應的試驗方法和儀器設備，研究了高效減水劑對水泥初期水化的影響，結果均表明，高效減水劑抑制了水泥的水化。但是，Older、何廷樹、雷永林等研究結果卻表明，氨基磺酸鹽系、聚羧酸鹽系等高效減水劑對水泥水化有促進的作用。目前，國內外學者對高效減水劑對水泥初期水化的影響認識并不統一，因此，本文采用直接測溫方法，研究了萘系高效減水劑、聚羧酸系高效減水劑對水泥漿體5min內水化溫度的影響。采用乙二胺四乙酸鈉（EDTA）滴定法，研究了萘系高效減水劑、聚羧酸系高效減水劑對水泥5min內溶解的影響。2 3、試驗原料及方法2.1試驗原料水泥：秦嶺P.O42.5級。外加劑及水試驗所用外加劑及水如表12.2 試驗方案2.2.1 水化溫度的測定：采用直接測溫法，設定ZDR-41數據記錄儀的記錄間隔為10s，在水灰比為0.4的條件下，研究了萘系高效減水劑、聚羧酸系高效減水劑對水泥與水接觸5min內水化溫度的影響，其試樣編號及外加劑摻量如表2。2.2.2 水泥早期溶解速率的測定：保持水灰比為20，把水泥與水混合并攪拌5min后，采用真空抽濾裝置進行抽濾，按GB7476-1987中的EDTA滴定法測定濾液中Ca2+濃度的變化，研究高效減水劑對水泥早期溶解的影響。3 結果與分析3.1 試驗結果采用上述試驗方法，4、研究了不同摻量的PNS、PC、GNa、SC、SN、SR對水泥初期水化溫度的影響，其結果如圖1、圖2。圖1、圖2分別是PNS、PC對水泥初期水化溫度的影響曲線。從圖中可以看出，空白試樣S0在與水接觸后，便迅速開始水化，試樣的溫度開始迅速升高。從圖1可以看，與空白試樣S0相比，在低摻量時，試樣SF1的最高水化溫度有所降低。增大PNS摻量（1.0%），試樣SF2、SF3的最高水化溫度均隨PNS摻量的增加而進一步降低。試樣SF1、SF2、SF3的水化溫度曲線斜率隨PNS摻量的增加而有所減小，這表明，隨PNS摻量的增加，試樣的水化升溫速率有減小的趨勢。從圖2可以看出，PC對水泥初期水化溫度的影響規律和P5、NS對水泥初期水化溫度的影響規是相似的，隨其摻量的增加，試驗的水化溫度減小。這些實驗結果均表明：PNS、PC均能抑制水泥的初期水化，減小水泥初期水化的放熱速度，降低水泥初期水化的升溫速度，導致水泥初期最高水化溫度減小。采用EDTA滴定法研究了PNS、PC、GNa、SC、SN、SR對水泥早期溶解的影響，結果如圖3圖4。圖3、圖4分別是PNS、PC對水泥漿體液相中Ca2+濃度的影響曲線。從圖中可以看出，與空白樣相比，摻入PNS、PC后，試樣濾液中的Ca2+濃度減小。在一定摻量范圍內，隨PNS、PC摻量的增加，試樣濾液中Ca2+濃度逐漸有減小的趨勢。當PNS、PC達到某一摻量時，再增加其摻量，試樣濾6、液中Ca2+濃度變化不大。這些試驗結果表明：PNS、PC均能夠抑制水泥的早期溶解，在一定摻量范圍內，隨PNS、PC摻量的增加，其對水泥早期溶解的抑制作用有增大的趨勢。3.2 討論通過直接測溫法和EDTA滴淀法研了PNS、PC兩種高效減水劑對水泥初期水化溫度和溶解的影響，結果表明，這兩種高效減水劑對水泥的初期水化和溶解均有不同程度的抑制作用，其作用機理分析如下：PNS、PC是陰離子型表面活性劑，在溶液中由于能解離出陽離子而帶負電。在水泥水化初期，水泥與水接觸后，因C3A首先開始水化而使水泥顆粒表面帶正電。這樣在水泥水化初期，水泥顆粒表面就會吸附帶有負電的PNS、PC、分子，在水泥顆粒表面形成吸附7、層。在水泥顆表面形成的吸附層會阻止水分與水泥顆粒表面的接觸，抑制了水泥的水化和溶解，降低了水泥初期水化溫度。增加PNS、PC的摻量，它們在水泥顆粒表面形成的吸附層增厚，其對水泥初期水化和溶解的抑制作用進一步增強，導致水泥初期最高水化溫度進一步降低。PC分子中含有大量的-OH、-COO等官能團，在水化初期能與溶液中的Ca2+生成不穩定的絡合物，阻止水泥礦物最初相的析出，抑制水泥的水化。PC、GNa、SC分子中的-OH、-COO等陰離子基團，在低摻量時，能夠抑制硅酸鹽和鋁酸鹽的溶解性，文獻指出具有緩凝作用的外加劑能抑制水泥顆粒的溶解，是其具有緩凝作用的原因之一。-OH，-O-和-COO、-SO3-8、等官能團又可以與溶液中的Ca2+形成不溶性鈣鹽，沉淀在水泥顆粒表面形成富鈣沉淀層，阻止水分與水泥顆粒表面的接觸，抑制水泥水化，導致水泥初期最高水化溫度的降低。-OH、-COO能與水分子通過氫鍵締合，在水泥顆粒表面形成溶劑化水膜，阻止水分與水泥顆粒表面的接觸，抑制了水泥的初期水化和溶解。4 結論通過試驗，可以得到以下幾點結論：4.1 在水泥與水接觸后，即開始迅速水化，試樣溫度開始升高。PNS、PC、均能抑制水泥的初期（5min內）水化，降低水泥初期水化的放熱速度，降低水泥初期最高水化溫度，并隨高效減水劑及緩凝劑摻量的增加，其對水泥初期水化抑制作用進一步增強。4.2 首次研究了PNS、PC高效減水9、劑對水泥初期溶解的影響。結果表明，PNS、PC均能抑制水泥溶出鈣離子，并隨它們摻量的增加，其對水泥溶出鈣離子的抑制作用增強。參考文獻：1Sugamata T，Edamasu Y.Quantitative evaluation on the dispersing retention effect of a superplasticizerJ. Transactions of the Japan Concrete Institute，2000，22(1):1-8.2黃學輝，鄭健，馬保國.外加劑對水泥凈漿水化熱的影響J.武漢理工大學學報，2003，25(1):26-29.3馬保國，譚洪波，董榮珍，等10、.聚羧酸減水劑緩凝機理的研究J.長江科學院院報，2008，25(6):93-95.4Ionela Carazeanu，Elisabeta Chirila，Maria Georgescu.Investigation of the hydration processin 3CaAl2O3-CaSO4.2H2O-plasticizer-H2O systems by X-rad diffracttion J.Talanta，2002，57(1):617-628.5I.Odler，T.BeckerEffect of some liquefying agents on properties and hyd11、ration of Portland cement and tricalcium silicate pasteJ.Cement and Concrete Research，1980，10(3):321-329.6何廷樹，申富強，王福川.復合使用高效減水劑與緩凝劑對水泥水化歷程的影響J，硅酸鹽學報，2007，35(6):796-800.7雷永林，霍冀川.木質素磺酸鈣接枝對硅酸鹽水泥水化影響研究J.混凝土，2010，7:83-86.8黃雪紅，鄭木霞，林埔，等.聚羧酸共聚物側鏈結構對水泥水化及硬化過程的影響J.分子科學學報，2007，(4):123-129.9翁荔丹，黃雪紅.聚羧酸減水劑對水泥水化過程的影響J.福建師范大學學報(自然科學版)，2007，(1):54-58.：牛敏照，男，河南鄭州人，現為河南財經政法大學工程管理與房地產學院教授，研究方向：工程項目管理與建筑施工等；楊守磊，男，河南財經政法大學工程管理與房地產學院教師，研究方向：建筑材料與建筑施工等。