緩凝劑是一種能推遲水泥水化反應，從而延長混凝土的凝結時間，使新拌混凝土較長時間保持塑性，方便澆注，提高施工效率，同時對混凝土后期各項性能不會造成不良影響的外加劑。目前，木質素硫磺鹽是產量較大、應用較為廣泛的緩凝劑。除此以外，糖蜜類、羥基羧酸類以及少數(shù)無機鹽類緩凝劑也得到了普遍使用。因此，結合緩凝劑的不同種類，論述了緩凝劑的緩凝作用機理。

　　1、緩凝劑的種類

　　緩凝劑的種類按其化學成可分為無機緩凝劑和有機緩凝劑兩大類。

　　1.1 無機緩凝劑

　　（1）磷酸鹽、偏磷酸鹽類緩凝劑

　　磷酸鹽、偏磷酸鹽類緩凝劑是近年來研究較多的無機緩凝劑。正磷酸（H3PO4）的緩凝作用并不大，但各種磷酸鹽的緩凝作用卻較強。在相同摻量情況下，磷酸鹽類緩凝劑中緩凝作用最強的是焦磷酸鈉（Na2P2O7）。

　　（2）硼砂（Na2B4O7・10H2O）

　　無色粉末狀結晶物質。吸濕性強，易溶于水和甘油，水溶液呈弱堿性，在干燥的空氣中易緩慢風化。

　?。?）氟硅酸鈉（Na2SiF6）

　　白色結晶物質，密度 2.68g・cm-3，微溶于水，不溶于乙醇，有腐蝕性，一般摻量為水泥用量的 0.1%～0.2%[1]。

　　1.2 有機緩凝劑

　　有機緩凝劑按其官能團的不同可分為木質素磺酸鹽、羥基羧酸及其鹽、多元醇及其衍生物、糖類及碳水化合物等。

　?。?）羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽

　　此類緩凝劑的分子結構中含有羥基，羧酸基或氨基，常見的此類緩凝劑有檸檬酸、葡萄糖酸、水楊酸等及其鹽。此類緩凝劑的緩凝效果較強，摻量一般為水泥用量的 0.05%～0.2%。

　?。?）多元醇及其衍生物

　　多元醇及其衍生物的緩凝作用較穩(wěn)定，特別是在使用溫度變化時仍有較好的穩(wěn)定性。其中一元醇緩凝作用較小，但隨烷基的增加，表面活性增強；二元醇中的乙二醇基本沒有緩凝作用，丙二醇以后的二元醇緩凝作用逐漸增強；丙三醇緩凝作用很強，甚至可以使水泥水化作用完全停止。此類緩凝劑摻量一般為水泥用量的 0.05%～0.2%之間。

　?。?）糖類

　　葡萄糖、蔗糖及其衍生物和糖蜜及其衍生物，由于原料廣泛、價格低廉，同時具有一定

　　的緩凝作用，因此使用也較為廣泛。其摻量一般為膠凝材料用量的 0.1%～0.3%[2]。

　　2、緩凝劑的作用機理

　　緩凝劑必須能阻止或延緩C3S和C3A的反應速度，從而延緩水泥水化反應的誘導期，即延長水泥的初凝時間；或通過吸附等作用阻止或延緩水泥水化產物相互吸附凝聚成連續(xù)網狀絮凝結構的速率，從而延長了水泥漿體凝聚結構存在時間及向結晶結構轉化的時間，使水泥的凝結時間延長了.Young[3]認為：雖然C3A在水泥一水體系中的早期水化對水泥的凝結時間有一定影響，但水泥的凝結時間的加速或延緩，主要是C3A水化的加速或減緩，凡可以延緩Ca（OH）2的成核過程和晶體發(fā)育的化合物，都可以成為緩凝劑，相反，可以加速Ca（OH）2的成核過程和晶體發(fā)育的化合物，則成為促凝劑。

　　有關專家提出了兩種硅酸鹽水泥的水化機理：一是通過溶液的水化機理；二是固態(tài)水化機理。目前普遍認為水泥化合物的反應在早期是通過溶液的反應，也就是說化合物先電離成離子，然后再在溶液中形成水化物。水泥漿體的稠化、凝結和硬化是水化物不斷結晶析出的結果。所以在水泥一水體系中加入某些可溶性化學制品，只要能對水泥化合物的電離速率（針對水泥化合物）或者水化產物的結晶速率有所影響，就會影響水泥漿體的凝結和硬化特性。

　　2.1 無機緩凝劑作用機理

　　水泥漿體凝聚過程的發(fā)展取決于水泥礦物的組成和膠體粒子間的相互作用，同時也取決于水泥漿體中電解質的存在狀態(tài)。如果膠體粒子之間存在相當強的斥力，水泥凝膠體系將是穩(wěn)定的，否則將產生凝聚。電解質能在水泥礦物顆粒表面構成雙電層，并阻止粒子的相互結合。當電解質過量時，雙電層被壓縮，粒子間的引力強，水泥凝膠體開始凝聚。絕大多數(shù)無機緩凝劑都是電解質鹽類，可以在水溶液中電離出帶電離子。陽離子的置換能力隨其電負性的大小、離子半徑以及離子濃度不同而變化。而同價數(shù)的離子的凝聚作用取決于它的離子半徑和水化程度。一般來講，原子序數(shù)越大，凝聚作用越強。難溶電解質的溶度積也會對水泥漿體系穩(wěn)定狀態(tài)產生影響。水泥的水化過程本質上就是一種低溶解度的固體與水生成更低溶解度的固體產物的反應過程。也就是說，這是一個隨水泥漿體系中液相量不斷消耗，而與之相接觸的固相量不斷增加的過程。因此，無機電解質的加入會影響 Ca（OH）2、C-S-H 析出成核及 C-A-S-H 的形成過程，進而延遲了水泥的凝結硬化[4]。

　　2.2 有機緩凝劑作用機理

　　（1）羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽

　　此類緩凝劑對硅酸鹽水泥的緩凝作用主要在于它們的分子結構中含―OH 等絡合物形成基。羥基在水泥水化產物的堿性介質中與游離的 Ca2+生成不穩(wěn)定的絡合物，在水化初期控制了液相中的 Ca2+的濃度，產生緩凝作用。隨著水化過程的進行，這種不穩(wěn)定的絡合物將自行分解，水化將繼續(xù)正常進行，并不影響水泥后期水化。其次，羥基、氨基、羧基均易與水分子通過氫鍵締合，再加上水分子之間的氫鍵締合，使水泥顆粒表面形成了一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，阻止了水泥顆粒鍵的直接接觸，阻礙水化的進行。

　?。?）糖類、多元醇類及其衍生物

　　此類緩凝劑對水泥的水化反應具有程度不同的緩凝作用，其緩凝作用在于羥基吸附在水泥顆粒表面與水化產物表面上的 O2-形成氫鍵，同時，其他羥基又與水分子通過氫鍵締合，同樣使水泥顆粒表面形成了一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，從而抑制水泥的水化進程。在醇類的同系物中，隨其羥基數(shù)目的增加，緩凝作用逐漸增強。單糖、低聚糖，如葡萄糖、蔗糖等，均具有較強的緩凝作用，它們的緩凝機理同醇類。

　　（3）糖蜜類減水劑

　　糖蜜中的主要成分是己糖酸鈣，具有較強的固―液表面活性，因此能吸附在水泥礦物顆粒表面形成溶劑化吸附層，阻礙顆粒的接觸和凝聚，從而破壞了水泥的絮凝結構，使水泥的初期水化糖鈣含有多個羥基，對水泥的初期水化有較強的抑制作用，可以使游離水增多，提高了水泥漿的流動性。糖蜜屬于非引氣型緩凝劑，原因在于它的氣―液界面活性較低，不利于降低水的表面張力，因而引氣量不大[5]。

　　3、結論

　　（1）大多數(shù)無機緩凝劑是電解質鹽類，在水溶液中電離出帶電離子，產生置換和凝聚作用，在水泥的凝結硬化過程中產生難溶的膜層，阻止水泥的水化，產生緩凝效果。

　?。?）有機緩凝劑分類不同，緩凝機理不同。主要依靠形成絡合物、水化薄膜、吸附層等來延緩水泥的水化。 

作者：佚名　　來源：中國水處理網