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聚羧酸系减水剂研究亟待解决的6大难题!

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-08-18  来源:中国混凝土网  作者:孙振平
核心提示:为激发更多学者的研究兴趣,引导重点研究方向,促成更加有效的研究成果,在此特提出有关PCE研究的6大难题,欢迎大家批评指正。

聚羧酸系减水剂(PCE)由于掺量低、减水率高(不小于25%)、增强效果好、分子可调节性强,以及合成过程中不使用甲醛等特点,自20世纪80年代末诞生起就受到研究者和工程应用者的推崇。特别是21世纪初中国高铁和大坝工程开始推广应用PCE后,在PCE研究方面掀起了一股浪潮,久未平息。关于PCE的研究,人们聚焦于其作用机理的解释、性能的进一步提升、衍生产品的开发以及应用技术的优化,目的在于彻底解决水泥混凝土实际施工技术问题,提高混凝土综合性能(高工作性、高强度、高韧性和高耐久性),最大程度地实现节资、利废、节能和减排的目标。时至今日,虽然在PCE的研究方面取得了一定成果,但由于对PCE的认知尚浅,所解决的问题只是冰山一角,研究工作仍然十分艰辛!


为激发更多学者的研究兴趣,引导重点研究方向,促成更加有效的研究成果,在此特提出有关PCE研究的6大难题,欢迎大家批评指正。


难题1:PCE的作用机理


掺入PCE的水泥浆体流动性能会大幅提高。研究人员普遍认为,PCE吸附在水泥颗粒表面,相邻水泥颗粒表面所吸附的PCE分子主链上的羧酸基团通过同性电荷相斥原理产生分散作用,加之,PCE分子的侧链可以提供空间位阻作用,因而PCE具有优异的分散性能。但是,PCE是如何被吸附在水泥颗粒表面的呢?是静电作用的结果还是熵增作用的驱动,目前仍然没有定论。此外,掺入PCE的水泥浆体水化诱导期的持续时间相较未掺PCE的水泥浆体有所延长,在宏观上表现为水泥浆体凝结时间推迟。那么,PCE如何实现对水泥浆体的缓凝?为什么掺有PCE的水泥浆体在后来的水化速率反而加快?


难题2:PCE的插层作用


Plank等研究认为,PCE在某些水化产物中可能发生插层作用。那么PCE发生插层作用的机理是什么?部分学者认为,水泥浆体液相中的PCE分子可能为水化硅酸钙(C-S-H)的成核提供位点,那么这是否是发生插层作用的原因之一?此外,膨润土和蒙脱土等矿物相蒙脱石也具有层状结构,了解PCE发生插层作用的原因可否助力于抗泥型PCE的研发?


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