在減水劑的分子鏈中,主要有幾個在減水劑中起早期和強作用的主導官能團。具體細節如下:
1.羥基(-OH):典型的羥基化合物是脂肪醇。簡單一元醇的主要功能是延緩凝結。延遲的原因可能是羥基被吸附在水泥顆粒表面并產生氫鍵。不同的水泥礦物組分對羥基的粘附力不同。C3A吸附能力最強,C4AF次之,C3S和C2S第三。在醇的同系物中,羥基越多,阻滯作用越強。例如,甘油可以阻止水泥反應。分子量較大的多元醇,如單糖、低聚等。具有很高的緩凝效果。同時,隨著疏水基團的增加,它們具有很強的表面活性,從而對水泥產生增塑和減水作用。羥基化合物的阻滯效果可考慮如下:
(1)水泥顆粒表面的羥基被Ca 2吸附形成,吸附膜阻礙水化;
(2)羥基與O2-在水泥顆粒表面形成氫鍵(-O)。氫-氧-).多羥基化合物有利于后者的解釋。
2.羧基和酸式鹽(-COOHCOOH COOH,-COOMCOOM COOM):甲酸鈣是最簡單的含羧基化合物,可用作早期混凝土劑。低級羧酸鹽都有早期強度效應。研究證明,離解常數Pk小于5的有機酸具有一定的促凝作用,如草酸、乙酸、丙醛及其鹽;當Pk大于5時,延遲效果隨著烷基(R)的增加而增加,如硬脂酸及其鹽。
3.羥基羧酸(鹽)和氨基羧酸(鹽):一般的低級羧酸(鹽)具有早期強效應,但如果自由基的-或-位氫被羥基或氨基取代,會產生明顯的阻滯效應。羥基酸、氨基酸及其鹽類對水泥的緩凝作用主要在于分子中的羧基、羥基氨、氨基(-COOHCOOH COOH,-OH,-NH 2)和游離Ca 2等形成的不穩定絡合物。在水泥漿的堿性介質中,抑制水泥的初始水化。然而,隨著不斷的水化,它會自行分解,因此不會影響水泥的持續水化。
4.磺酸鹽:磺酸鹽表面活性劑在水泥分散劑中起著重要作用。它是一種典型的陰離子表面活性劑。由于水泥顆粒表面在水化初期帶正電荷,有利于陰離子表面活性劑的吸附,從而延緩水泥的水化反應。
在相同的用量條件下,聚合物中高濃度的磺酸鹽能賦予水泥漿高的流動性。然而,如果在含有聚羧酸減水劑的水泥混合物中加入氯化鈉或硫酸鈉,水泥漿的流動性將會降低。在相同的離子強度下,硫酸鈉降低水泥漿流動性的程度是氯化鈉的兩倍。這是因為離子強度的增加和羧基與硫酸鹽之間的競爭吸附導致了聚羧酸減水劑三維尺寸的收縮。液相中的硫酸鹽濃度可以通過加入水溶性多價陽離子如氯化鈣和可溶性硫酸鹽如硫酸鈉來控制。根據電荷價格,多電荷陽離子的加入對于流動性具有最佳值。
5.聚氧乙烯鏈:聚氧乙烯鏈通常作為側鏈共聚或接枝在主鏈上,這是空間效應的主要來源。其鏈段的長度對空間效應的強度起著決定性的作用。它具有最佳的長度和長度范圍、聚氧乙烯支鏈鏈段、與水結合的薄溶劑化膜和弱立體排斥性。分子支鏈較長,支鏈之間的作用力增強,分散效果增強,但過長的支鏈會在顆粒間產生“架橋效應”,導致絮凝作用增強。接枝鏈長的共聚物有利于早期流動性,但流動性保持能力差,因此聚合物與不同長度的鏈相匹配。