Page 232 - 《精细化工》2023年第8期

·1846· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

位更小。这主要是因为用于合成 GO-PCE 的 GO- 水剂在水泥颗粒表面的吸附符合 Langmiur 模型，即
IPEG 原料分子结构中酯基在碱性条件下发生水解 PCE 和 GO-PCE 在水泥颗粒表面通过单吸附层模型
产生部分羧基基团的缘故，同时羧基的电离作用也 进行吸附。GO-PCE 首先通过分子结构中羧基的吸
会降低 GO-PCE 溶液的 Zeta 电位。综上可知，pH 附作用和聚氧乙烯侧链的空间位阻作用 [35-36] 达到分
会对 GO 在 GO-PCE 溶液中的分散稳定性产生影响， 散水泥净浆的作用；同时由于 GO 表面接枝了大量
pH 越大越有利于 GO-PCE 溶液的分散稳定性。 的聚羧酸系高性能减水剂（PCE）分子，使 GO-PCE

分子呈体型结构，空间位阻作用增大，延缓了
GO-PCE 分子被水泥水化产物所覆盖的进程。有学
者通过在水泥净浆中直接掺加 GO 或掺加 PCE 预分散
GO 水泥净浆流动度会显著下降 [37-39] ，与本文结果截
然相反，如文献[39]研究结果指出，直接掺加 GO 会
显著降低水泥净浆流动度，必须通过额外增加 PCE
的掺量才能保持水泥净浆具有较好的流动性。这主
要是因为传统 GO 的添加方式是直接添加或与 PCE
复配后添加，GO 的小尺寸、大比表面积特性导致
GO 的需水量增加，在同等水灰比的条件下，水泥

图 5 PCE 和 GO-PCE 分散液的 Zeta 电位与 pH 的关系 浆体体系的流动性下降。
Fig. 5 Zeta potential of PCE and GO-PCE dispersions as a
function of pH

2.3 GO-PCE 的应用性能
为研究 GO-PCE 在水泥基材料体系中的分散性
能，测试了不同 PCE 和 GO-PCE 掺量对水泥净浆流
动度的影响，结果如图 6 所示。

图 7 减水剂在水泥颗粒表面上的吸附等温线
Fig. 7 Adsorption isotherms of superplasticizers on the
surface of cement particles

为进一步测试 GO-PCE 对混凝土性能的影响，
分别研究了单掺 PCE、同时掺加 PCE 和 GO、单掺
GO-PCE 对混凝土工作性能、力学性能及收缩性能

图 6 减水剂掺量对水泥净浆流动度的影响 的影响，混凝土配合比见表 3，结果如表 4 所示。
Fig. 6 Effect of dosage of superplasticizers on fluidity of
cement paste 表 4 掺不同减水剂的混凝土的性能
Table 4 Properties of different superplasticizers doped
由图 6 可见，随着 PCE 和 GO-PCE 掺量的增加， concrete
水泥净浆流动度逐渐增大，且二者均存在一个饱和 检测项目 C40-1 C40-2 C40-3
掺量，PCE 饱和掺量在 0.20%~0.25%，GO-PCE 饱 外加剂掺量 0.5 0.5 0.5
（以水泥质量为基准）/%
和掺量为 0.15%。当 PCE 或 GO-PCE 达到饱和掺量
混凝土坍落度/mm 210 185 205
后，如果继续增加减水剂的掺量，水泥净浆流动度
泌水、离析 无 无 无
提升不再明显，反而当掺量过大时，还会引起水泥
28 d 抗压强度/MPa 45 52 57
净浆体系的严重泌水。GO-PCE 具有更低的饱和掺
28 d 收缩率/×10 –4 4.10 1.80 1.90
量，在 0.15%饱和掺量下，水泥净浆流动度高达 280
28 d 电通量/C 2600 2800 1950
mm，主要与其在水泥颗粒表面上的吸附密切相关。

减水剂的吸附等温线如图 7 所示。由图 7 可见，减 由表 4 可见，3 种体系下的混凝土均未出现泌