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【作 者】 柳華實1,彭瑜2,葛易一1,李國忠1
【作者單位】 1.濟南大學材料學院，2.惠州市建設工程質量監督站
【關 鍵 詞】 有機表面活性劑,粉煤灰,減水劑,石膏
【文章摘要】 將有機表面活性物質和粉煤灰作為復合減水劑摻加到建筑石膏中，建筑石膏的拌和用水量減少，結構變得致密，抗壓強度和抗折強度提高。復合減水劑摻量在5%時，抗壓強度和抗折強度最高，減水率>15%，效果較好。
引言
建筑石膏水化時的理論需水量是其質量的0.186倍。但在實際使用過程中，為了滿足生產工藝的要求，通常水膏比遠>0.186，在0.4-0.8之間。根據水在反應中所起的作用，可將其分為吸附水和游離水。而游離水又可分為兩部分，對石膏料漿流動度有貢獻的一部分水稱為自由游離水，另一部分則由于分子引力的作用存在于石膏顆粒結聚成團形成的絮凝狀結構中，這部分水稱為受阻游離水。一般來講，水膏比較低的水化產物強度較高。因為水膏比低時，石膏完全水化后需要蒸發的水分少，因而水化產物的孔隙率低，強度較高[1〕。
通過摻加減水劑，可以使石膏在保持一定流動度的情況下減少拌和用水，從而有效地降低石膏硬化體的孔隙率，達到提高石膏制品強度的目的。目前，常用的石膏減水劑是各種類型的有機表面活性物質。它們能夠有效地拆散絮凝狀結構，使石膏粒子互相分散，釋放出受阻游離水，增加自由游離水的含量。因此，在達到相同石膏料漿標準稠度時，用水量可大幅度減少，產生較好的減水效果。實驗選用復合減水劑作為石膏的減水劑，它由粉煤灰和有機表面活性物質組成。
1 實驗
1.1 原材料
(1 )石膏：山東金信集團的建筑石膏，其化學成分見表1。
(2 )復合減水劑:是由粉煤灰和有機表面活性物質按一定比例配制而成。
1.2 主要儀器設備
(1) YE-30液壓式壓力實驗機;
(2) KZ J-6電動抗折試驗機;
(3) 美國康塔公司產poremaster-60壓汞儀。
1.3 實驗步驟
對摻加不同比例復合減水劑的β型半水石膏進行了標準稠度需水量的測定，并以該需水量成型40 mm x40 mmx160 mm標準試樣，1.5 h后脫模，脫模后的試樣在室溫下自然養護0.5 h，測試其抗折強度和抗壓強度。
2 結果與討論
實驗結果見圖1、圖2和圖3。
圖1可見，隨著復合減水劑摻加量的增加，石膏的標準稠度需水量明顯降低。由圖2可見，當復合減水劑摻加量<5%時，抗折強度隨減水劑摻量的增加而遞增;當摻量>5%時，抗折強度隨摻量的增加而降低。由圖3可見，當復合減水劑摻加量<5%時，抗壓強度隨減水劑摻量的增加而遞增;當摻量>5%時，抗壓強度隨復合減水劑摻量的增加而明顯降低。復合減水劑摻量在5%時，抗壓強度和抗折強度最高，減水率>15%，效果較好。
3 減水機理分析
復合減水劑中的有機表面活性物質對石膏具有強烈的分散作用。它本身并不與石膏發生化學反應，主要是通過吸附、分散作用、潤濕作用、潤滑作用，使石膏顆粒更好地被水潤濕、分散。有機表面活性物質具有定向吸附的功能，使得石膏表面的相同電荷在電性斥力的作用下，不但能使石膏料漿體系處于相對穩定的懸浮狀態，而且能使石膏在加水初期所形成的絮凝結構解體，將絮凝體內的游離水釋放出來，減少了拌和用水量。而拌和用水量的減少，能減少石膏制品內多余水分的蒸發留下的氣孔和缺陷，從而改善其孔隙結構，提高密實度，使其抗折強度和抗壓強度提高。同時有機表面活性物質還能改變石膏的水化進程，促進水化礦物晶體的成長。但是，當摻量過大時，有機表面活性物質會在料漿中起到引氣作用，粉煤灰對強度貢獻很小，這兩種因素會使石膏硬化體的強度降低。用壓汞儀對空白試樣和復合減水劑摻量為5%的1號樣品進行測試，結果如圖4所示。由圖4可以看出，1號樣品的孔隙率低于空白試樣的孔隙率，這與上述分析相吻合。
復合減水劑中的粉煤灰填充到石膏中時，其表面光滑、堅硬致密的小顆粒狀礦物在石膏顆粒間可以起到“滾珠”的作用，提高石膏拌合物的流動性，使原本填充于石膏顆粒間的水釋放出來，達到減水的目的。另外，復合減水劑中的粉煤灰是與有機表面活性物質復合使用的，粉煤灰顆粒表面必然會吸附有機表面活性物質，形成“雙電層結構”，對粉煤灰絮凝體具有解絮作用，從而釋放出游離水，也起到了減水的作用〔2〕。
4 結論
4.1 復合減水劑中的有機表面活性物質對石膏具有強烈的分散作用。隨著復合減水劑摻加量的增加，石膏的標準稠度需水量明顯降低。
4.2 當復合減水劑摻加量<5%時，抗折強度和抗壓強度隨著減水劑摻量的增加而遞增;當摻量>5%時，抗折強度和抗壓強度隨著摻量的增加而降低。
4.3 綜合而言，復合減水劑摻量在5%時，抗壓強度和抗折強度最高，減水率>15%，效果較好。
參考文獻:
[1]孫天文.石膏減水劑對建筑石膏作用的研究.新型建筑材料,2 000，10);30一32.
[2]王沖，蒲心誠.超細礦物摻合料對新拌混凝土的增塑減水機理分析.混凝土，2001，(8),51一54
