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1.緩凝劑的定義

緩凝劑就是降低石膏的水化速度和水化熱，延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間的一種添加劑。參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑的分類、命名與定義》(GB8075-87)中的規(guī)定，用于砂漿中的緩凝劑的定義如下：延長(zhǎng)砂漿凝結(jié)時(shí)間的添加劑。

2.緩凝劑的分類

目前，常用的石膏緩凝劑主要有三種。①有機(jī)酸及其可溶鹽：羥基羧酸及其鹽、檸檬酸、酒石酸及其鹽、蔗糖。②無(wú)機(jī)鹽：鋅鹽、磷酸鹽。③蛋白質(zhì)類緩凝劑：骨膠蛋白。

3.緩凝劑的作用機(jī)理

在石膏緩凝劑的緩凝機(jī)理研究方面，還沒(méi)有取得一致的意見(jiàn)。一般認(rèn)為石膏緩凝大致有以下幾種機(jī)理：降低半水石膏的溶解度；減慢半水石膏的溶解速度；緩凝離子吸附于二水石膏晶體表面，并把這些離子結(jié)合到晶格內(nèi)；形成絡(luò)合物，限制離子向二水石膏晶體附近擴(kuò)散。這些機(jī)理總結(jié)為：吸附理論、生成絡(luò)鹽理論、沉淀理論和控制結(jié)晶產(chǎn)生理論。

緩凝劑大多對(duì)原料顆粒以及水化產(chǎn)物新相表面具有較強(qiáng)的活性作用，吸附于固體顆粒表面，延緩了原料的水化和漿體結(jié)構(gòu)的形成。無(wú)機(jī)類緩凝劑，往往是在原料顆粒表面形成一層難溶的薄膜，對(duì)原料顆粒的水化起屏障作用，阻礙了原料的正常水化。這些作用都會(huì)導(dǎo)致原料的水化速度減慢，延長(zhǎng)原料的凝結(jié)時(shí)間。

對(duì)羥基羧酸及其鹽的緩凝作用，用絡(luò)合物理論解釋更為合適。因?yàn)榱u基羧酸鹽是絡(luò)合物形成劑，能與過(guò)渡金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，而與堿土金屬離子只能在堿性介質(zhì)中形成不穩(wěn)定的絡(luò)合物。正因?yàn)槿绱?，羥基羧酸及其鹽類能與原料中的鈣離子形成不穩(wěn)定絡(luò)合物，在水化初期控制了液相中的鈣離子的濃度，產(chǎn)生緩凝作用，隨水化過(guò)程的進(jìn)行，這種不穩(wěn)定的絡(luò)合將會(huì)破壞，這樣原料的水化反應(yīng)將繼續(xù)正常進(jìn)行。

緩凝劑分子在原料固體粒子上的吸附層的存在，使分子間范德華力作用在吸附層德表面上，使懸浮的顆粒體也有沉淀作用。它們不但在原膠凝物質(zhì)的粒子表面吸附，而且在水化和硬化過(guò)程中吸附在新相的晶胚上，并使其穩(wěn)定。這種穩(wěn)定作用阻止結(jié)構(gòu)形成過(guò)程，并降低早期強(qiáng)度。緩凝劑不僅由于在原化合物和最終化合物上的吸附作用，而且由于改變了飽和溶液中晶胚生成的速度，因此控制了膠凝物的水化和硬化過(guò)程。無(wú)論使用何種緩凝劑，在水化繼續(xù)進(jìn)行過(guò)程中，由于原料固體粒子的膨脹引起吸附層分子之間的空隙擴(kuò)大或膜層破裂，因此水化作用可照常進(jìn)行。

緩凝作用的機(jī)理另一觀點(diǎn)認(rèn)為，緩凝劑吸附晶核上，抑制了其繼續(xù)生長(zhǎng)，在達(dá)到一定過(guò)飽和度之前，晶體的生長(zhǎng)將停止。這個(gè)理論重點(diǎn)放在緩凝劑對(duì)晶核的吸附，而不是在水化產(chǎn)物上吸附。但是，研究表明僅僅抑制或改變晶體的生長(zhǎng)狀態(tài)不足以引起緩凝。

4.緩凝劑對(duì)砂漿的影響

首先，緩凝劑對(duì)脫硫建筑石膏初凝、終凝時(shí)間的影響。由于建筑石膏的凝結(jié)時(shí)間短，為滿足施工要求，石膏中摻加的緩凝劑需要滿足緩凝效果好、摻量小、晶體形貌影響小及強(qiáng)度損失小等優(yōu)點(diǎn)。

其次，緩凝劑對(duì)脫硫建筑石膏強(qiáng)度的影響。緩凝劑對(duì)脫硫建筑石膏的強(qiáng)度具有嚴(yán)重的負(fù)面影響。大多數(shù)緩凝劑除了明顯改變石膏的凝結(jié)時(shí)間外，同時(shí)帶來(lái)強(qiáng)度的大幅度降低。隨著緩凝劑用量的增多，抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度均有所降低。

最后，緩凝劑對(duì)石膏的放熱過(guò)程影響。石膏的水化過(guò)程是一個(gè)放熱過(guò)程，隨著時(shí)間的增加，溫度曲線可以用石膏的水化速度來(lái)表示。在石膏水化的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生水化熱，石膏的溫度會(huì)得到提升。溫度的提高會(huì)加速石膏的凝結(jié)過(guò)程。脫硫建筑石膏的水化放出的熱量十分突出，石膏放熱的速度也非常快，緩凝劑抑制石膏的集中放熱。

5.緩凝劑使用的注意事項(xiàng)

在使用緩凝劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的施工溫度，通過(guò)試驗(yàn)找出緩凝劑的最佳摻量。再根據(jù)施工要求的初凝時(shí)間，在最佳摻量的范圍內(nèi)采用與之對(duì)應(yīng)的合理?yè)搅?，以求達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又能滿足工程施工要求的目的。

過(guò)量緩凝劑與原料發(fā)生作用時(shí)，發(fā)生的超時(shí)緩凝作用。在作用機(jī)理方面與一般緩凝劑的緩凝機(jī)理無(wú)本質(zhì)的區(qū)別，只是往往由于緩凝劑的摻量很高，新拌砂漿液相中的緩凝劑的剩余含量很高。這時(shí)原料的水化反應(yīng)需要克服更大的能壘，所以往往需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間，甚至原料的水化反應(yīng)完全停止，凝結(jié)最終無(wú)法完成。從而產(chǎn)生不凝結(jié)現(xiàn)象，這是必須避免的。