聚羧酸与萘系减水剂相互作用机理研究

聚羧酸减水剂聚羧酸减水剂具有高减水、高坍落度保持性能，能赋予混凝土高强度和耐久性，在国家大型水利、核电、桥梁等优质工程中表现出突出优势。与萘系减水剂相比，聚羧酸减水剂对砂石骨料的含泥量敏感[1-3]，且价格昂贵。因此，在实验室和工程施工中，尝试将聚羧酸减水剂与萘系减水剂混合使用，发挥各自的优势。

聚羧酸聚合物粉末 而萘系减水剂分子能够稳定地存在于水泥浆溶液中而不发生分解，不存在发生化学反应的潜在条件。但在实际应用中，聚羧酸与萘系减水剂的混合溶液并没有表现出1+1>2的协同作用，而是表现出1+1<2的抑制作用。可以推测这两类减水剂分子之间发生了直接或间接的相互作用。鉴于上述分析，聚羧酸减水剂分子为柔性链段，分子量较大，萘系减水剂为刚性链段，分子量较小。CH-π键的生成使萘系减水剂分子吸附到聚羧酸减水剂分子上，从而引起聚羧酸分子构象的变化。最直观的就是改变聚羧酸减水剂水溶液的黏度。

聚羧酸减水剂 是由含有双键的不饱和羧酸与甲氧基聚乙二醇大分子单体聚合而成。萘系减水剂是由萘与甲醛经磺化后缩聚而成，有两种类型的减水剂，该剂分子结构如图4所示。聚羧酸减水剂分子链段大部分由可以围绕化学键自由旋转的CC键和CO键组成，CC键的键角为109.5°（聚羧酸减水剂侧链中的CC键受氧原子参与的sp3杂化轨道影响，键角减小为104°）。萘系减水剂分子中苯环上的6个碳原子均有6个未杂化的2p轨道，其电子云可以重叠形成闭合的离域大π键，不能全部围绕碳原子旋转。

聚羧酸与萘系减水剂混合溶液的黏度、表面张力及浆体流动性能不同于各单一组分绝对值叠加的结果，柔性的梳状聚羧酸分子与刚性的线型萘分子相互缠绕，导致二者相互作用在一定程度上受到抑制。本文将聚羧酸减水剂与萘系减水剂按不同比例配制成质量分数为10%的系列水溶液，测定了混合溶液的黏度、表面张力随减水剂比例的变化，得到以下结论：

（1）萘系与聚羧酸减水剂混合溶液的黏度高于理论黏度值，当萘系减水剂溶质质量分数为9%，聚羧酸减水剂溶质质量分数为91%时，混合溶液的黏度值达到最大，即二者分子间相互作用最强。

(2)萘系减水剂使聚羧酸减水剂溶液的表面张力增大，相反，聚羧酸使萘系减水剂溶液的表面张力降低，这可能是由于二者的相互缠结和包覆作用，使分子的构象发生变化。

（3）低配比萘系减水剂对聚羧酸减水剂初期分散性能影响不显著，当高于7%时，聚羧酸减水剂的分散保持能力明显降低；低配比的聚羧酸减水剂降低了萘系减水剂的初期分散效果