酒石酸在水泥添加剂中的作用机制探讨

酒石酸作为一种有机小分子化合物，在水泥添加剂中主要通过与水泥水化体系中的关键组分发生物理化学作用，影响水泥的水化进程、浆体流变性能及硬化体性能，其作用机制可从以下几个方面展开探讨：

一、对水泥水化进程的调控作用

水泥的水化是一个复杂的多阶段反应，核心是熟料矿物（如硅酸三钙C₃S、硅酸二钙C₂S、铝酸三钙C₃A、铁铝酸四钙C₄AF）与水反应生成水化产物（如氢氧化钙CH、水化硅酸钙C-S-H凝胶等）的过程。酒石酸通过以下方式干预这一过程：

吸附与络合抑制：酒石酸分子中的羧基（-COOH）具有较强的极性和螯合能力，可吸附在水泥熟料颗粒表面，形成一层吸附膜，阻碍水分子与熟料矿物的接触，延缓水化反应的启动。同时，它能与水泥水化初期释放的钙离子（Ca2⁺）形成稳定的可溶性络合物，降低液相中游离Ca2⁺浓度，抑制氢氧化钙晶体的成核与生长，进而减缓C₃S等矿物的水化速率，延长水泥的凝结时间，起到缓凝作用。

对水化产物形态的影响：在水化后期，酒石酸的存在可能改变水化产物的微观结构，例如，它可能抑制C-S-H凝胶的无序堆积，促使其形成更均匀、分散性更好的结构，或减少氢氧化钙晶体的粗大析出，从而在一定程度上优化硬化水泥石的致密性。

二、对水泥浆体流变性能的改善

水泥浆体的流动性、可塑性等流变性能直接影响施工便利性。酒石酸通过调节浆体中的颗粒相互作用改善流变性能：

分散作用：酒石酸吸附在水泥颗粒表面后，借助羧基的负电荷使颗粒表面带上同种电荷，产生静电排斥效应，减少颗粒间的团聚现象，使水泥颗粒在浆体中更均匀分散，降低浆体的表观粘度，提高其流动性和易搅拌性。

润滑作用：酒石酸分子本身具有一定的润滑性，其在颗粒表面的吸附膜可减少水泥颗粒之间的摩擦阻力，进一步改善浆体的可塑性，便于施工操作。

三、对硬化水泥石性能的间接影响

虽然酒石酸主要通过调控水化和流变性能发挥作用，但其对硬化后的水泥石性能也存在间接影响：

强度发展的调节：由于酒石酸延缓了水化进程，水泥早期强度（如1-3天强度）可能略有降低，但在后期，更均匀的水化产物结构可能使强度发展更稳定，甚至在某些配比下提升后期强度。然而，若酒石酸掺量过高，过度抑制水化可能导致强度下降，因此存在适宜的掺量范围。

耐久性的潜在优化：均匀的水化产物结构可减少水泥石内部的孔隙率和裂缝，提高其抗渗性和抗侵蚀性。此外，酒石酸与Ca2⁺的络合作用可能减少有害晶体（如钙矾石）的异常生长，降低膨胀破坏的风险，间接提升水泥基材料的耐久性。

酒石酸在水泥添加剂中的作用机制以表面吸附、离子络合为核心，通过延缓水化反应实现缓凝，通过分散颗粒改善流变性能，并间接影响硬化体的微观结构与性能，其效果受掺量、水泥品种、环境条件等因素影响，实际应用中需结合具体场景优化使用参数，以平衡缓凝效果、施工性能与最终强度。

本文来源于安徽艾博生物科技有限公司官网 http://www.anhuiaibo.com/