Page 229 - 《精细化工》2020年第2期
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第 11 期 屈浩杰，等: 改性甘蔗渣缓凝剂的性能及机理分析 ·431·
从图 8 可以看出，空白水泥试块中的六角板状 （3）MBR 分子结构中的磷酸基和羧基吸附在
晶体氢氧化钙结晶良好，且量较多；含 SG 水泥试 水合硅酸盐（C—S—H 凝胶和 CH）上，可以阻止
块中虽然也能看到一些氢氧化钙晶体，但被大量结 或延缓水泥水化产物相互吸附凝聚成连续网状絮
晶度不高的水泥水化产物所覆盖；含 MBR 水泥试 凝结构的速率，从而延长了水泥浆体凝聚结构存在
块中完全无法分辨出氢氧化钙晶体，晶体型水化产 时间及向晶体结构转化的时间 [21] 、延长水泥的凝结
物更少。上述结果反映出各试样 24 h 水化程度的差 时间。
异，其中 MBR 的缓凝效果较好。
3 结论
2.7 混凝土数据
表 3 为混凝土坍落度和扩展度测试结果。其中
（1）采用亚氯酸钠对甘蔗渣进行预处理，而后
SG 和 MBR 的掺量均为 0.03%。从表 3 可见，添加
在杂多酸催化下用复合酸进行酸解，制备出 MBR。
SG 可以提高初始坍落度和扩展度，添加 MBR 不影
（2）MBR 在 20 和 50 ℃下的缓凝效果都明显
响初始坍落度和扩展度，但可以减缓 1 h 坍落度和
优于 SG。
扩展度损失。 （3） MBR 对 P·O 42.5 水泥、P·Ⅰ42.5 水泥和
表 3 混凝土测试数据 P·Ⅱ52.5 水泥等不同种类水泥的适应性较好，其混
Table 3 Data of concrete test 凝土 3 d 抗压强度数据无明显差异，对后期强度无
坍落度/扩展度/mm 抗压强度/MPa 不利影响。
试块
初始 1 h 1 d 3 d 7 d 28 d （4）水化热数据表明，MBR 比 SG 进一步延长
空白 215/540 210/480 8.7 27.3 37.2 45.3 了水泥试块的诱导期，降低了其加速期的水化速率；
MBR 210/540 225/500 6.6 27.8 37.3 47.9 XRD、DTG 和 SEM 表明，MBR 比 SG 更多地减少
SG 220/560 210/480 7.4 27.7 37.1 45.5 了氢氧化钙的生成量，因此，MBR 相比 SG 更好地
延缓了水泥的水化。
从表 3 还可以看出，MBR 试块的 1 d 抗压强度
最低，反映出添加 MBR 试块水化速度最慢。随着 参考文献：
时间的延长，3 个试块的抗压强度都逐渐增大。当 3 d [1] OZKUL M H, BASKOCA A, ARTIRMA S. Influence of prolonged
agitation on water movement related properties of water reducer and
龄期时，3 个试块的抗压强度已经相当。达到 28 d
retarder admixtured concretes[J]. Cement and Concrete Research,
龄期时，MBR 试块抗压强度略高于 SG 和空白。与 1997, 27 (5): 721-732.
前面水泥水化热数据相吻合。MBR 试块水化速率较 [2] ZHANG J (张健), PENG Z G (彭志刚). Synthesis and performance
evaluation of a temperature resistance and salt tolerance retarder for
低，放热总量较小，因此水泥水化产物生长更加均 large temperature difference cementing[J]. Fine Chemicals (精细化
匀，水化过程中产生的缺陷较少，后期抗压强度较 工), 2018, 35(7): 1240-1247.
其他样品高，其与初凝时间和终凝时间差所呈现的 [3] CENGIZ D A. Heat evolution of high-volume fly ash concrete[J].
Cement and Concrete Research, 2002, 32(5): 751-756.
规律也较为一致。综合上述数据，MBR 对混凝土 [4] GUO S L, BU Y H, LIU H J, et al. The abnormal phenomenon of
的早期抗压强度影响较小，且后期抗压强度无不利 class G oil well cement endangering the cementing security in the
presence of retarder[J]. Construction and Building Materials, 2014,
影响。
54(1): 188-222.
[5] ANDREW C, JUPE A, WILKINSON P, et al. The effect of pressure
2.8 机理分析 on tricalcium silicate hydration at different temperatures and in the
presence of retarding additives[J]. Cement and Concrete Research,
MBR 分子结构中含有大量的羧基、磷酸基和羟 2012, 42(8): 1083-1087.
[6] LATEEF N, DEAVER E, ZIEHL P. Using sucrose for improvement
基，比 SG 有优异的缓凝效果，其作用机理如下：
of initial and final setting times of silica fume-based activating
（1）MBR 分子结构中大量的羟基通过氢键缔合 solution of fly ash geopolymer concrete[J]. Construction and
作用在水泥颗粒的表面形成一层溶剂化水膜，可以 Building Materials, 2018, 191: 47-55.
[7] YAN S M (严思明), WU Y N (吴亚楠), YANG S Y (杨圣月), et al.
减少水泥颗粒间絮凝结构的形成，而未被絮凝结构
Synthesis and evaluation of high temperature retarder AMCT[J]. Fine
包裹的自由水延缓了水泥的水化进程。 Chemicals (精细化工), 2017, 34(5): 562-568.
（2）MBR 结构中的羟基、磷酸基和羧基先中和 [8] ZHANG L H, CATALAN L J J, BALEC R J, et al. Effcts of
saccharide set retarders on the hydration of ordinary portland cement
2+
硅酸三钙的活性溶解位点，多余的基团与 Ca 螯合，
and pure tricalcium silicate[J]. Journal of American Ceramic Society,
吸附在 C 3 A 表面，阻碍石膏溶解，阻碍钙矾石的形 2010, 93(1): 279-287.
成 [19-20] ，从而延缓水泥水化反应的诱导期，即延长 [9] MA B G (马保国), ZHANG L (张莉), DONG R Z (董荣珍), et al.
Influence of zinc salts on cement hydration process[J]. Journal of
水泥的凝结时间。 Buliding Materials (建筑材料学报), 2004, 7(4): 442-446.
