1目的及意义

随着建筑领域的快速发展，建筑逐渐向着高层化，大跨度施工化，高强度化发展。对混凝土质量要求越来越高，其中混凝土的水灰比是混凝土强度的一个很重要的指标，显然，水的含量越高，混凝土中空隙越多，则强度越低，且难以凝固，影响施工效率。减水剂的发明很好地解决了混凝土流动度和水含量的矛盾，减水剂通过与水泥颗粒的静电斥力作用，润滑作用，空间位阻作用使得水泥颗粒分散，从而使得混凝土水需求减少而保持相当的流动性，从而保持混凝土较好的施工性能和强度^[10]。聚羧酸减水剂作为减水剂的第三代产品，减水性能好，绿色环保，是以后减水剂的发展方向。但混凝土骨料中的粘土会对聚羧酸减水剂（PCE）的减水性能产生消极的影响，研究发现粘土对PCE的吸附比水泥对PCE的吸附大得多，降低了水泥对PCE的占有比，且某些粘土矿如蒙脱土的吸水性很强，使得水泥占有的搅拌水减少，不得不增加搅拌水的用量，影响水泥的强度^[5]。

在中国及世界各地，随着优质混凝土骨料的开采殆尽，人们不得不选择含泥量较大的骨料，这必然会对混凝土的强度和寿命造成消极影响，目前的措施主要是对骨料进行冲洗和超掺减水剂，但对骨料进行冲洗可能会损害骨料的级配，而且增加施工程序，增加成本，影响施工日期。超掺减水剂通常会使得混凝土出现离析泌水，且增加成本,为改善粘土对PCE的负效应，国内外研究者主要从两方面来入手，其一是对PCE进行改性，合成粘土不易吸附的PCE，这种方法成本较高，且合成的PCE没有普遍性，其二是合成或选择合适的助剂与混凝土进行复配，减少粘土对PCE的吸附，这种方法具有较高的应用价值^[9]。本课题研究牺牲剂中的阳离子牺牲剂，为设计合成抗泥型聚羧酸减水剂或低成本型牺牲剂提供一定的方法和理论依据。

2国内外研究现状

2.1粘土矿物对PCE的吸附行为

对于粘土矿物对PCE工作性能的研究，王子明等^[15]研究了高岭土和膨润土两种不同的粘土矿物对掺有三种不同的PCE的水泥净浆的流动度的影响，发现这两种粘土矿物对PCE的使用效果都有严重的负效应，而且膨润土较高岭土其负效应更大。同种粘土矿物对不同的PCE其负效应也不同。采用TOC方法测得聚羧酸系减水剂在水泥和粘土吸附量和吸附量随时间的变化规律, 发现粘土对聚羧酸系减水剂较水泥颗粒具有强烈的吸附作用，约为水泥的3至4倍。胡倩文等^[16]选取钙基蒙脱土和钠基蒙脱土、伊利土、高岭土作为研究对象，从不同粘土对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的角度来研究不同粘土对聚羧酸减水剂分散性的影响差异。发现两种蒙脱土对掺聚羧酸减水剂的水泥净浆流动度的影响最大，伊利土和高岭土的影响较小。马保国等^[2]的研究结果表明泥土对聚羧酸减水剂的吸附速率大于水泥对聚羧酸减水剂的吸附速率，且吸附量随时间延长均不断增加最后达到平衡，水泥和泥土对聚羧酸减水剂吸附达到平衡时的饱和吸附量分别为3.7mg/g 和 10.1mg/g。粘土会吸附一部分搅拌水，但并不是使掺有PCE的水泥净浆流动度下降的最主要因素，各种粘土对PCE的吸附才是使水泥净浆流动度下降最主要的因素。

2.2粘土矿物的结构

粘土更易吸附PCE分子，必然需从结构上解释之。粘土广泛定义为那些构成土壤，沉积物，岩石和水胶体部分的矿物，是由细粒粘土矿物和其它矿物晶体如石英、碳酸盐和金属氧化物混合而成，颗粒尺寸小于2μm的含水硅铝酸盐。其中最重要的有蒙脱土，高岭土，和伊利土，几乎所有的粘土都含有其中的一种或三种。

蒙脱土、高岭土、伊利土结构示意图