低水泥浇注料加入减水剂降低用水量的原理是什么

低水泥浇注料是现在高温工业窑炉内衬使用较多的一种不定型耐火材料,主要是因为它的结构强度高,加水量少,气孔率低,抗熔渣的渗透性强等优点。您知道为什么低水泥浇注料加水量很少吗?主要是在两个方面:①硅微粉代替大部分铝酸盐水泥结合剂,降低加水量;②加入减水剂这种外加材料,降低加水量。本文将为您介绍的是减水剂在低水泥浇注料中的作用。


低水泥浇注料加入减水剂降低用水量的原理是什么

低水泥浇注料

首先我们要明白什么是减水剂,什么是低水泥浇注料。低水泥浇注料是不定型耐火材料的一种,是由不同耐火集料、铝酸盐水泥结合剂、外加剂成分组成的,其中CAO含量低于2.5%的浇注料。减水剂是外加剂材料的一种,在保证施工性能(流变性)不变的前提下,加入减水剂能够减少低水泥浇注料的用水量、提高流变性。由于低水泥浇注料在施工时是需要加水搅拌的,因此浇注成型后需要经过烘烤排除水分方能正常使用。而在烘烤阶段水汽的蒸发会形成气孔,导致结构疏松,增大气孔率。因此加入减水剂能够降低加水量,降低气孔,提高致密性,提高结构强度,改善低水泥浇注料的和易性。


减水剂的减水原理是什么?


当天气干燥时,不知道大家有没有发现这种现象:桌子上铺满了一层灰尘,当我们将少量的水撒上去的时候,会形成一颗颗的泥珠,在灰尘表面滚动,而不会马上将灰尘浸湿。减水剂的减水原理与之相似。减水剂不能与材料发生化学反应,它是一种表面活化剂,他们溶于水后吸附于粒子表面,增加粒子之间的排斥力,形成团状的絮凝结构,包裹着大量游离水。(如下图)因而大大增加了浇注料等不定形耐火材料的用水量。粉料的絮凝特性取决于它们的物理与化学特性以及细度。通常细度越高,越容易絮凝,包含的水量越大。


低水泥浇注料加入减水剂降低用水量的原理是什么

减水剂的作用是要破坏这种絮凝结构,释放出被包裹的水以达到减水的目的。绝大多数的减水剂为表面活性剂。离子型表面活性剂是两端各带有一个亲水基与一个憎水基的分子。加入到浇注料中后,憎水基团定向吸附到颗粒的表面,而亲水基团指向水溶液,构成单分子或多分子吸附膜。这种定向吸附的结果使颗粒表面带有相同符号的电荷,在同性相斥的作用下,絮凝结构破坏放出被包裹的游离水,这种作用称为电保护(静电斥力)作用。对于高分子类等非离子表面活性剂,它们可能吸附在水泥颗粒的表面形成水化膜,防止它们絮凝,这种作用称为空间保护(水化膜)作用。


由上所说,减水剂的作用实际上是分散颗粒,因而也称为分散剂。在固-液分散体系中分散与凝聚是相互矛盾的。在耐火浇注料与混凝土施工过程中,在浇注的初期,希望分散性好,以减少用水量,但又希望浇注料能较快地凝聚和硬化以获得较高的强度。这样要求减水剂有较强的分散性能,又不能过分阻碍水泥的水化。因此,对分散剂的分子结构及用量都有一定要求,应根据实际情况选择减水剂的类型与加入量。


减水剂加入量通常为低水泥浇注料质量比的0.1%-1.0%,加入量太少,作用性不大,加入量过多,不但不减水还会使浇注料的作业性能(流变性)恶化。


由上可知,减水剂在低水泥浇注料的作用主要是对配比的粉料及高铝水泥起到吸附分散、润湿和润滑作用,从而达到减少用水量的目的。


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