淺談混凝土有機緩凝劑

岳茜，宋巍

（華北理工大學，河北 唐山 063210）

淺談混凝土有機緩凝劑

岳茜，宋巍

（華北理工大學，河北 唐山 063210）

本文簡要描述了混凝土有機緩凝劑中典型的三類：羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽，多元醇及其衍生物，糖類及其衍生物的作用機理，及摻入這三類緩凝劑對混凝土的影響。混凝土緩凝劑還可以與其他外加劑一起復配使用。另外，兩種緩凝劑還可以復配使用，效果比單一緩凝劑效果要好。

有機緩凝劑；復配；混凝土

0 引言

隨著工業的迅速發展，混凝土也發展迅速，相應的一些混凝土外加劑也開始迅速發展。比如為了延長水泥的凝結時間，人們發現了緩凝劑。緩凝劑可分為無機緩凝劑和有機緩凝劑，其中有機緩凝劑在摻量很小時就可達到無機緩凝劑的緩凝效果，而且緩凝時間也比無機緩凝劑長。有機緩凝劑中比較常用的有羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽，多元醇及其衍生物，糖類及其衍生物三種。

1 羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽類緩凝劑

1.1 作用機理

羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽類緩凝劑的作用機理是其中含有 OH-離子，它可以與水泥中的 Ca2+發生絡合反應，從而能延緩水泥水化反應的進行。但是隨著反應的進行，生成的絡合物又會分解，水化反應又繼續進行，所以，羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽類緩凝劑對混凝土后期的性能不會產生影響[1]。

1.2 影響

羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽類混凝劑主要包括以下四種：檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、水楊酸及其鹽。其中，檸檬酸在摻量為.03% 到.06% 之間時，初凝時間超長，終凝時間在摻量為2% 時大于 24h[2]。凝結時間由長到短排序為：檸檬酸＞葡萄糖酸＞水楊酸＞酒石酸，檸檬酸緩凝作用較強。侯維紅[3]等人研究了葡萄糖酸鈉和β環糊精對混凝土抗壓強度、凝結時間和坍落損失的影響，試驗表明，摻.07% 的葡萄糖酸鈉和β環糊精能延長混凝土的終凝時間，改善混凝土的流動性，同時也具有一定的減水性，而且混凝土的抗壓強度也有提升。

2 多元醇及其衍生物

2.1 作用機理

多元醇緩凝劑對混凝土的緩凝效果與所含 -OH 的數目有關，-OH 的數目越多，緩凝效果越好。在混凝土顆粒表面 -OH 與水化產物上的 O2-形成氫鍵，同時 -OH又可與水相連形成氫鍵，這樣就形成了一個水膜，延緩了水泥的水化進程。

2.2 影響

多元醇中的聚乙烯醇緩凝效果較強，聚乙烯醇摻量在.15% 時，混凝土的初凝時間為 165min，終凝時間為 315min，強度也較大，但是摻量過大，強度會顯著降低。劉恩福[4]比較了幾種緩凝劑在水泥—減水劑體系中的作用，試驗發現，緩凝劑與減水劑復配使用效果更好，可以提高水泥后期的強度。

3 糖類及其衍生物

3.1 作用機理

糖類及其衍生物中含有大量多羥基基團，可以使得糖類分子吸附在水泥表面，然后延長水泥顆粒與水的接觸，從而抑制水泥的水化反應，降低水化反應速率，降低水泥放熱量，具有優越的緩凝性能[5]。

3.2 影響

馬保國[6]等人研究了糖類中葡萄糖、蔗糖及其衍生物葡萄糖酸鈉、糖鈣對硅酸鹽水泥的水化歷程的影響規律，試驗表明，糖類延緩了水泥的水化進程，降低了C3S 的水化速率，并且這種降低效應與糖類緩凝劑的含量有關，含量越多，作用效果越強；相同含量下，這種效應強弱順序是：蔗糖＞葡萄糖＞葡萄糖酸鈉＞糖鈣。沈衛國[7]等人研究了不同摻量的蔗糖對水泥水化過程的影響。蔗糖含量不同，對水泥水化過程的影響不同。

4 有機緩凝劑的復配使用

緩凝劑的使用離不開減水劑[8]，所以混凝劑與減水劑的復配使用是以后發展的一個方向。研究較多的是與聚羧酸系減水劑復配。劉尊明[9]等人試驗發現，摻入葡萄糖酸鈉和蔗糖可以改善水泥的初始流動度；相對于基準來說，檸檬酸和蔗糖的加入能顯著提升初凝時間；葡萄糖酸鈉的加入可以明顯增加混凝土的抗壓強度。羅紫隆[10]等人研究發現，分別摻入葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉、蔗糖的混凝土出機坍落度和擴展度相對于基準來說都有明顯提高，包括 1h 坍落度及擴展度和 2h 坍落度及擴展度都有提高。付長紅[11]等人研究了糖鈣、羥基類緩凝劑和聚羧酸系減水劑復配性能，研究發現，在摻入糖鈣后，隨著摻量增大，凈漿流動性下降，而摻入羥基類緩凝劑后，流動性增加，說明聚羧酸系減水劑與羥基類緩凝劑復配效果好于糖鈣。王義廷[12]等人也研究了聚羧酸系高效減水劑與多種緩凝劑復配使用的效果，結果表明，葡萄糖酸鈉與聚羧酸系高效減水劑的復配效果最好。

何燕[13]研究了萘系減水劑與緩凝劑的復配效果，試驗表明，隨著檸檬酸鈉摻量的增大，混凝土的初凝時間和終凝時間也在增大，摻葡萄糖酸鈉的初凝曲線和終凝曲線隨著摻量增大而出現極值點，摻量很大時，終凝時間會超過 10h，造成水泥長時間不硬化，不利于工業生產。同時，摻檸檬酸鈉混凝土的流動度損失率也較大，摻葡萄糖酸鈉較小，與萘系高效減水劑協同效果好。

緩凝劑還可以和不同種類的緩凝劑復配使用。宋仁義[14]等人研究了幾種無機和有機緩凝劑及其緩凝劑及其雙組分復合緩凝劑的系統性能，試驗表明，二組分緩凝劑緩效果明顯提升，緩凝時間大大延長，而且對于混凝土的強度無不利影響。

5 結語

在高速發展的今天，緩凝劑在生產和生活上發揮著重要的作用，緩凝劑既可以與其他緩凝劑復配使用，也可以與其他的一些外加劑復配使用，以更好地適應生產需要。但是緩凝劑在生產中還存在一些問題尚未解決，比如和其他外加劑復配時的相容問題，以后這也是研究的一個方向。

[1]車廣杰．混凝土緩凝劑的分類及其作用機理[J]．黑龍江科技信息，2009(10): 236．

[2]王振軍，何廷樹．緩凝劑作用機理及對水泥混凝土性能影響[J]．公路，2006(07): 149-154．

[3]侯維紅，劉燕，劉虎，等．緩凝劑對混凝土性能的影響研究[J]．商品混凝土，2017(04): 30-32．

[4]劉恩福．多種緩凝劑在水泥-減水劑體系中的作用比較[J]．混凝土世界，2015(02): 71-74．

[5]管娟，張勝標．糖類及其衍生物對水泥混凝土水化性能的影響[J]．混凝土世界，2016(05): 92-95．

[6]馬保國，許永和，董榮珍．糖類及其衍生物對硅酸鹽水泥水化歷程的影響[J]．硅酸鹽通報，2005(04): 45-48．

[7]沈衛國，周明凱．蔗糖對水泥水化過程影響機理研究[J]．建筑材料學報，2007(05): 566-572．

[8]周丹．混凝土外加劑—緩凝劑發展狀況[J]．科技視界，2012,(34): 101+145．

[9]劉尊明，逄魯峰．聚羧酸高效減水劑與緩凝劑的復配研究[J]．混凝土，2009(12): 52-53．

[10]羅紫隆，張全貴，隗功磊，等．不同緩凝劑在復配聚羧酸系減水劑中的性能研究[J]．混凝土世界，2016 (11): 92-95．

[11]付長紅．聚羧酸系高性能減水劑復配性能研究[A].聚羧酸系高性能減水劑研究與工程應用——第三屆全國混凝土外加劑應用技術專業委員會年會論文集[C]．中國建筑學會建材分會混凝土外加劑應用技術專業委員會，2007:5．

[12]王義廷．聚羧酸減水劑與緩凝劑的復配效應研究[A]．中國硅酸鹽學會混凝土與水泥制品分會第九屆理事會成立大會暨第十一屆全國高性能混凝土學術研討會論文集[C].中國硅酸鹽學會混凝土與水泥制品分會，2015:4．

[13]何燕．萘系減水劑與緩凝劑復合效應研究[J]．粉煤灰綜合利用，2012(01): 41-44．

[14]宋仁義，何潤芝．雙組分復合型超緩凝劑性能研究[J]．混凝土，2003(04): 42-44．

岳茜（1996—），女，大學本科在讀，無機非金屬專業。

［通訊地址］河北省唐山市曹妃甸區唐山灣生態城渤海大道 21號 華北理工大學（063210）